RU2745947C1 - Method for determining bending rigidity of polymeric composite materials under different temperature conditions - Google Patents

Method for determining bending rigidity of polymeric composite materials under different temperature conditions Download PDF

Info

Publication number
RU2745947C1
RU2745947C1 RU2020121826A RU2020121826A RU2745947C1 RU 2745947 C1 RU2745947 C1 RU 2745947C1 RU 2020121826 A RU2020121826 A RU 2020121826A RU 2020121826 A RU2020121826 A RU 2020121826A RU 2745947 C1 RU2745947 C1 RU 2745947C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
free end
loading
deflection
measuring scale
Prior art date
Application number
RU2020121826A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Екатерина Александровна КОСЕНКО
Наталья Ивановна Баурова
Владимир Александрович Зорин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)"
Priority to RU2020121826A priority Critical patent/RU2745947C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2745947C1 publication Critical patent/RU2745947C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/20Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady bending forces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to testing equipment and can be used in mechanical engineering, aircraft construction, ship building in determining deformation properties of polymer composite materials. Each object under study is fixed in cantilever manner and, under loading a fixed value statically concentrated force is applied to its free end. The deflection of a polymer composite material sample is identified in the preset section and (or) the maximum deflection of the sample free end is determined as the distance on the measuring scale between two projections of the position of the sample preset section and (or) the free end of the sample before loading and after loading with a fixed value statically concentrated force. The maximum angle of rotation (twisting) in the sample preset section and (or) at the sample free end is defined using a measuring scale with a protractor. Flexural stiffness is determined by calculation methods.
EFFECT: ensured simplicity and accuracy of measuring the flexural stiffness of a plate made of a composite material under various temperature influences.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в машиностроении, авиастроении, судостроении при определении деформационных свойств полимерных композиционных материалов, например, при разработке новых конструкций с их применением.The invention relates to testing equipment and can be used in mechanical engineering, aircraft construction, shipbuilding in determining the deformation properties of polymer composite materials, for example, in the development of new structures with their use.

Деформационные свойства характеризуют способность полимерных материалов деформироваться в результате механических воздействий. Механические свойства полимерных и полимерных композиционных материалов в значительной степени зависят не только от их состава, но и от влияния окружающей среды. Поэтому в ряде случаев испытания по определению изгибной жесткости необходимо выполнять при различных воздействиях окружающей среды (например, под воздействием на материалы высоких (более +30°С) и низких температур (менее -30°С)).Deformation properties characterize the ability of polymeric materials to deform as a result of mechanical stress. The mechanical properties of polymer and polymer composite materials largely depend not only on their composition, but also on the influence of the environment. Therefore, in some cases, tests to determine bending stiffness must be performed under various environmental influences (for example, under the influence of high (more than + 30 ° C) and low temperatures (less than -30 ° C) on materials).

Известен способ определения изгибной жесткости, заключающийся в том, что каждый исследуемый объект закрепляют консольно и при нагружении прикладывают к его свободному концу статически сосредоточенное усилие фиксированной величины, при измерениях максимальных деформаций в расчетных сечениях упруго деформируемого объекта используют тензорезистивный способ измерения, далее вычисляют максимальные деформации в тех же расчетных сечениях объекта по зависимости распределения среднестатистических значений модуля упругости с учетом изгибающего момента и расчетного распределения моментов сопротивления изгибу по длине каждого объекта, определяют разность измеренных и вычисленных деформаций, которую учитывают при оценке фактической изгибной жесткости в виде поправочного коэффициента, равного отношению вычисленной деформации к измеренной, на который умножают расчетную жесткость, если разность вычисленных и измеренных деформаций превышает предварительно установленную предельную погрешность Δε использованного способа измерения деформаций, и принимают этот коэффициент равным единице, если эта разность не превышает величину погрешности Δε (см. Пат. №2120120 Способ определения изгибной жесткости объектов из композиционных материалов).There is a known method for determining bending stiffness, which consists in the fact that each object under study is fixed in a cantilever and, when loaded, a statically concentrated force of a fixed value is applied to its free end; the same design sections of the object according to the dependence of the distribution of the average values of the elastic modulus, taking into account the bending moment and the calculated distribution of the moments of resistance to bending along the length of each object, determine the difference between the measured and calculated deformations, which is taken into account when assessing the actual bending stiffness in the form of a correction factor equal to the ratio of the calculated deformation to the measured one, by which the calculated stiffness is multiplied if the difference between the calculated and measured deformations exceeds the predetermined maximum error Δε used a well-known method for measuring deformations, and this coefficient is taken to be equal to unity if this difference does not exceed the value of the error Δε (see. Pat. No. 2120120 Method for determining the bending stiffness of objects made of composite materials).

Недостатками известного способа является высокая трудоемкость его реализации, выражающаяся в необходимости предварительного крепления тензорезисторных датчиков к поверхности исследуемого объекта, их последующем снятии и обработке полученных данных, расчете поправочного коэффициента. Кроме этого, применяемые при измерении деформации, тензорезисторные датчики в зависимости от типа обладают рядом недостатков, среди которых наиболее важным является плохая температурная стабильность, что не позволяет использовать данный способ измерения деформаций при различных температурах окружающей среды.The disadvantages of this method is the high labor intensity of its implementation, which is expressed in the need for preliminary fastening of the strain gauge sensors to the surface of the object under study, their subsequent removal and processing of the data obtained, and the calculation of the correction factor. In addition, strain gauges used in strain measurement, depending on the type, have a number of disadvantages, among which the most important is poor temperature stability, which does not allow the use of this method of strain measurement at different ambient temperatures.

Достигаемым при использовании предлагаемого изобретения техническим результатом является обеспечение простоты и точности измерений изгибной жесткости пластины из композиционного материала в различных температурных условиях.The technical result achieved using the proposed invention is to ensure simplicity and accuracy of measurements of the flexural stiffness of a plate made of a composite material under various temperature conditions.

Технический результат достигается тем, что в способе определения изгибной жесткости полимерных композиционных материалов, заключающемся в том, что каждый исследуемый объект закрепляют консольно и при нагружении прикладывают к его свободному концу статически сосредоточенное усилие фиксированной величины определяют прогиб образца полимерного композиционного материала в заданном сечении и (или) максимальный прогиб свободного конца образца как расстояние на измерительной шкале, заключенное между двумя проекциями положения заданного сечения образца и (или) свободного конца образца до нагружения и после нагружения статически сосредоточенной силой фиксированной величины и определяют изгибную жесткость расчетными методами, при этом максимальный угол поворота (скручивания) в заданном сечении образца и (или) на свободном конце образца определяют с использованием измерительной шкалы с транспортиром, проекции положения заданного сечения образца и (или) свободного конца образца полимерного композиционного материала до нагружения и после нагружения статически сосредоточенной силой фиксированной величины на измерительной шкале создаются двумя лазерными уровнями.The technical result is achieved by the fact that in the method for determining the flexural stiffness of polymer composite materials, which consists in the fact that each test object is fixed in a cantilever manner and, when loaded, a statically concentrated force of a fixed value is applied to its free end, the deflection of a polymer composite material sample in a given section is determined and (or ) the maximum deflection of the free end of the specimen as the distance on the measuring scale enclosed between two projections of the position of a given section of the specimen and (or) the free end of the specimen before loading and after loading with a statically concentrated force of a fixed value and determine the flexural stiffness by calculation methods, with the maximum angle of rotation ( twisting) in a given section of the sample and (or) at the free end of the sample is determined using a measuring scale with a protractor, the projection of the position of a given section of the sample and (or) the free end of the sample of polymer composites of ionic material before loading and after loading with a statically concentrated force of a fixed value on the measuring scale are created by two laser levels.

Свободное перемещение лазерных уровней в вертикальном направлении (вдоль оси у) позволяет совмещать проекцию уровня на измерительную шкалу с положением свободного конца исследуемого образца или заданного сечения образца до нагружения и после нагружения статически сосредоточенной силой.Free movement of the laser levels in the vertical direction (along the y-axis) makes it possible to align the projection of the level onto the measuring scale with the position of the free end of the test specimen or a given cross-section of the specimen before loading and after loading with a statically concentrated force.

Расстояние на измерительной шкале между двумя проекциями верхнего и нижнего лазерного уровня позволяет получить величину максимального прогиба и угла поворота свободного конца образца или прогиба и угла поворота заданного сечения исследуемого образца.The distance on the measuring scale between the two projections of the upper and lower laser level makes it possible to obtain the value of the maximum deflection and angle of rotation of the free end of the sample, or the deflection and angle of rotation of a given section of the sample under study.

Применение транспортира, расположенного на торцевой поверхности измерительной шкалы, позволит измерить угол поворота в заданном сечении образца или максимальный угол перемещения свободного конца образца.The use of a protractor located on the end surface of the measuring scale will make it possible to measure the angle of rotation in a given section of the sample or the maximum angle of movement of the free end of the sample.

Предлагаемый способ позволяет обеспечить высокую точность измерения прогибов и углов поворота в заданных сечениях образцов и максимальных прогибов, и углов поворота свободных концов образцов при проведении испытаний в диапазоне температур, при которых не наблюдается разрушение структуры испытываемого полимерного композиционного материала.The proposed method makes it possible to ensure high accuracy of measuring the deflections and angles of rotation in the given sections of the samples and the maximum deflections and angles of rotation of the free ends of the samples during testing in the temperature range at which the structure of the tested polymer composite material is not destroyed.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом: Одинаковые образцы полимерного композиционного материала в количестве не менее пяти единиц (или до пяти образцов для анизотропных материалов для каждого из главных направлений армирования) прямоугольной формы, являющиеся балкой длиной l, закрепляются консольно параллельно друг другу. Свободные концы образцов нагружаются статически сосредоточенной силой Р путем крепления на их верхнюю поверхность с помощью легкоразъемного клеевого соединения грузов заданной массы m, создавая упругую деформацию образцов: прогиб у(х), угол поворота ϕ(х) в заданных сечениях (х), максимальный прогиб (уmax) и максимальный угол поворота (ϕmax) на свободных концах образцов. Величина статически сосредоточенной силы определяется выражением P=mg (где g - ускорение свободного падения). Определение прогиба у(х), угла поворота ϕ(х) в заданных сечениях (х), максимального прогиба (уmax) и максимального угла поворота (ϕmax) на свободном конце образцов определяются с помощью измерительной шкалы с транспортиром, двух лазерных уровней, расположенных на расстоянии от измерительной шкалы на двух вертикальных направляющих, один из которых создает на измерительной шкале проекцию уровня положения свободных концов или заданного сечения образцов до нагружения статически сосредоточенной силой, а второй - проекцию уровня положения свободных концов или заданных сечений образцов после приложения статически сосредоточенной силы в течение 0,5…24 часов.The proposed method is implemented as follows: Identical samples of polymer composite material in the amount of at least five units (or up to five samples for anisotropic materials for each of the main directions of reinforcement) of rectangular shape, which are a beam of length l , are fixed cantilever parallel to each other. The free ends of the samples are loaded with a statically concentrated force P by attaching them to their upper surface using an easily detachable adhesive connection of weights of a given mass m, creating an elastic deformation of the samples: deflection y (x), angle of rotation ϕ (x) in given sections (x), maximum deflection (at max ) and the maximum angle of rotation (ϕ max ) at the free ends of the samples. The magnitude of the statically concentrated force is determined by the expression P = mg (where g is the acceleration due to gravity). Determination of the deflection y (x), the angle of rotation ϕ (x) in the given sections (x), the maximum deflection (y max ) and the maximum angle of rotation (ϕ max ) at the free end of the samples are determined using a measuring scale with a protractor, two laser levels, located at a distance from the measuring scale on two vertical guides, one of which creates on the measuring scale a projection of the level of the position of the free ends or a given section of the samples before loading with a statically concentrated force, and the second - the projection of the level of the position of the free ends or given sections of the samples after the application of a statically concentrated force within 0.5 ... 24 hours.

Определив значение прогиба и угла поворота в заданном сечении образца (х), максимальный прогиб и угол поворота на свободном конце образца, расчет значений изгибной жесткости для разных сечений и свободного конца образца осуществляется расчетными методами.Having determined the value of the deflection and the angle of rotation in a given section of the specimen (x), the maximum deflection and the angle of rotation at the free end of the specimen, the calculation of the values of bending stiffness for different sections and the free end of the specimen is carried out by calculation methods.

Количество применяемых грузов и их суммарная масса определяются с учетом требований технического задания на изготовление изделия с применением исследуемых полимерных композиционных материалов.The number of used loads and their total weight are determined taking into account the requirements of the technical specifications for the manufacture of a product using the investigated polymer composite materials.

Количество образцов для испытания не менее пяти единиц (или до пяти образцов для анизотропных материалов для каждого из главных направлений армирования) выбрано из условия возможности выполнения статистического анализа полученных результатов прогиба и угла поворота под действием статически сосредоточенной силы, приложенной к свободному концу образцов и обеспечить максимальную точность измерений.The number of specimens for testing is not less than five units (or up to five specimens for anisotropic materials for each of the main directions of reinforcement) is selected from the condition of the possibility of performing a statistical analysis of the obtained results of deflection and angle of rotation under the action of a statically concentrated force applied to the free end of the specimens and to ensure the maximum accuracy of measurements.

Предлагаемый способ поясняется рисунком фиг. 1.The proposed method is illustrated by the drawing of FIG. one.

Серию образцов 1 полимерного композиционного материала, каждый из которых представляет собой балку прямоугольной формы длиной / в количестве не менее пяти (или до пяти образцов анизотропных материалов для каждого из главных направлений армирования) консольно закрепляют параллельно друг другу на планке 2 крепежными приспособлениями 3, нагружают свободный конец образца статически сосредоточенной силой Р с помощью грузов 4, имеющих заданную массу m, создавая максимальный прогиб на свободном конце образца и прогиб в заданных сечениях, значения которых измеряют с помощью измерительной шкалы 5, как расстояние между проекцией, создаваемой лазерным уровнем 6, положения свободного конца или сечения образца до нагружения статически сосредоточенной силой, и проекцией, создаваемой лазерным уровнем 7, положения свободного конца или сечения образца после нагружения статически сосредоточенной силой в течение 0,5…24 часов, лазерные уровни свободно перемещаются по своим вертикальным направляющим 8, максимальный угол поворота и угол поворота в заданных сечениях образцов измеряют транспортиром 9.A series of samples 1 of a polymer composite material, each of which is a rectangular beam with a length / in an amount of at least five (or up to five samples of anisotropic materials for each of the main directions of reinforcement) are cantilevered parallel to each other on the bar 2 with fasteners 3, load free the end of the sample with a statically concentrated force P using weights 4 having a given mass m, creating a maximum deflection at the free end of the sample and deflection in given sections, the values of which are measured using a measuring scale 5, as the distance between the projection created by the laser level 6, the position of the free the end or section of the sample before loading with a statically concentrated force, and the projection created by the laser level 7, the position of the free end or section of the sample after loading with a statically concentrated force for 0.5 ... 24 hours, the laser levels move freely along their vertical guides 8, max The maximum angle of rotation and the angle of rotation in the given sections of the samples are measured with a protractor 9.

Определив значение прогиба и угла поворота в заданном сечении образца (х), максимальный прогиб и угол поворота на свободном конце образца, расчет значений изгибной жесткости для разных сечений и свободного конца образца осуществляется расчетными методами.Having determined the value of the deflection and the angle of rotation in a given section of the specimen (x), the maximum deflection and the angle of rotation at the free end of the specimen, the calculation of the values of bending stiffness for different sections and the free end of the specimen is carried out by calculation methods.

Предлагаемое изобретение поясняется примерами.The proposed invention is illustrated by examples.

Пример 1Example 1

Примером реализации способа является определение прогиба и угла поворота заданного сечения, максимального прогиба и угла поворота свободного конца каждого из образцов в количестве не менее пяти единиц полимерного композиционного материала на основе базальтовой ткани с гибридной матрицей, один из компонентов которой сохраняет свое вязкоэластичное состояние после формования (анаэробный полимерный материал), второй - эпоксидный диановый олигомер, полностью отвержденный в процессе формования. Образцы имеют прямоугольную форму размером 40×3×250. Образцы закрепляются параллельно друг другу на планке с помощью крепежных приспособлений. Лазерным уровнем на измерительной шкале посредством проекции фиксируется положение свободного конца образца до нагружения статически сосредоточенной силой. Далее на свободный конец образца с помощью легкоразъемного клеевого соединения крепится груз заданной массы m. Через 0,5…24 ч с помощью второго лазерного уровня на измерительную шкалу создается проекция уровня заданного сечения образца и (или) свободного конца образца. По измерительной шкале замеряется прогиб в заданном сечении образца (у(х)) и (или) максимальный прогиб свободного конца образца (уmax). С помощью транспортира определяется угол поворота в заданном сечении образца (ϕ(х)) и (или) максимальный угол поворота свободного конца образца (ϕmax).An example of the implementation of the method is to determine the deflection and the angle of rotation of a given section, the maximum deflection and the angle of rotation of the free end of each of the samples in an amount of at least five units of polymer composite material based on basalt fabric with a hybrid matrix, one of the components of which retains its viscoelastic state after molding ( anaerobic polymer material), the second is an epoxy dian oligomer, fully cured during the molding process. The samples are rectangular in size 40 × 3 × 250. The samples are fixed parallel to each other on the strip using fasteners. The position of the free end of the sample before loading with a statically concentrated force is fixed by a laser level on the measuring scale by means of a projection. Next, a weight of a given mass m is attached to the free end of the sample using an easily detachable adhesive joint. After 0.5 ... 24 hours, using the second laser level, a projection of the level of a given cross-section of the sample and (or) the free end of the sample is created on the measuring scale. The measuring scale measures the deflection in a given section of the sample (y (x)) and (or) the maximum deflection of the free end of the sample (y max ). The protractor is used to determine the angle of rotation in a given section of the sample (ϕ (x)) and (or) the maximum angle of rotation of the free end of the sample (ϕ max ).

Зная значение максимального прогиба уmax, изгибную жесткость образца EI (где Е - модуль упругости; I - момент инерции) можно определить из выражения:Knowing the value of the maximum deflection at max , the flexural rigidity of the sample EI (where E is the modulus of elasticity; I is the moment of inertia) can be determined from the expression:

Figure 00000001
Figure 00000001

Зная значение максимального угла поворота ϕmax, изгибную жесткость образца EI (где Е - модуль упругости; I - момент инерции) можно определить из выражения:Knowing the value of the maximum angle of rotation ϕ max , the flexural rigidity of the sample EI (where E is the modulus of elasticity; I is the moment of inertia) can be determined from the expression:

Figure 00000002
Figure 00000002

Таким образом, для свободного конца образца должно быть справедливо выражение:Thus, for the free end of the sample, the expression must be true:

Figure 00000003
Figure 00000003

Зная значение прогиба в заданном сечении образца у(х), изгибную жесткость в данном сечении можно определить с помощью выражения:Knowing the value of the deflection in a given section of the specimen y (x), the flexural stiffness in this section can be determined using the expression:

Figure 00000004
Figure 00000004

Зная значение угла поворота в заданном сечении образца ϕ(х), изгибную жесткость в данном сечении можно определить с помощью выражения:Knowing the value of the angle of rotation in a given section of the sample ϕ (x), the flexural stiffness in this section can be determined using the expression:

Figure 00000005
Figure 00000005

Таким образом, для определенного сечения образца (х) должно быть справедливо выражениеThus, for a certain section of the sample (x), the expression must be true

Figure 00000006
Figure 00000006

Пример 2Example 2

Примером реализации способа является определение прогиба и угла поворота заданного сечения, максимального прогиба и угла поворота свободного конца каждого из образцов в количестве не менее пяти единиц алюминиевого сотового заполнителя с дифференциальным заполнением ячеек полимерным материалом (кремнийорганическим полимерным материалом) по заданной схеме и имеющего переменную жесткость по объему. Образцы имеют прямоугольную форму размером 40×15×250. Образцы закрепляются параллельно друг другу на планке с помощью крепежных приспособлений. Лазерным уровнем на измерительной шкале посредством проекции фиксируется положение свободного конца образца до нагружения статически сосредоточенной силой. Далее на свободный конец образца с помощью легкоразъемного клеевого соединения крепится груз заданной массы m. Через 0,5…24 ч с помощью второго лазерного уровня на измерительную шкалу создается проекция уровня заданного сечения образца и (или) свободного конца каждого из образцов. По измерительной шкале замеряется прогиб в заданном сечении образца (у(х)) и (или) максимальный прогиб свободного конца образца (уmax). С помощью транспортира определяется угол поворота в заданном сечении образца (ϕ(х)) и (или) максимальный угол поворота свободного конца образца (ϕmax).An example of the implementation of the method is to determine the deflection and the angle of rotation of a given section, the maximum deflection and the angle of rotation of the free end of each of the samples in an amount of at least five units of aluminum honeycomb filler with differential filling of the cells with a polymer material (organosilicon polymer material) according to a given pattern and having a variable stiffness according to volume. Samples have a rectangular shape with dimensions 40x15x250. The samples are fixed parallel to each other on the strip using fasteners. The position of the free end of the sample before loading with a statically concentrated force is fixed by a laser level on the measuring scale by means of a projection. Next, a weight of a given mass m is attached to the free end of the sample using an easily detachable adhesive joint. After 0.5 ... 24 hours, using the second laser level, a projection of the level of a given cross-section of the sample and (or) the free end of each of the samples is created on the measuring scale. The measuring scale measures the deflection in a given section of the sample (y (x)) and (or) the maximum deflection of the free end of the sample (y max ). The protractor is used to determine the angle of rotation in a given section of the sample (ϕ (x)) and (or) the maximum angle of rotation of the free end of the sample (ϕ max ).

Зная значение максимального прогиба уmax, изгибную жесткость образца EI (где Е - модуль упругости; I - момент инерции) можно определить из выражения:Knowing the value of the maximum deflection at max , the flexural rigidity of the sample EI (where E is the modulus of elasticity; I is the moment of inertia) can be determined from the expression:

Figure 00000007
Figure 00000007

Зная значение максимального угла поворота ϕmax, изгибную жесткость образца EI (где Е - модуль упругости; I - момент инерции) можно определить из выражения:Knowing the value of the maximum angle of rotation ϕ max , the flexural rigidity of the sample EI (where E is the modulus of elasticity; I is the moment of inertia) can be determined from the expression:

Figure 00000008
Figure 00000008

Таким образом, для свободного конца образца должно быть справедливо выражение:Thus, for the free end of the sample, the expression must be true:

Figure 00000009
Figure 00000009

Зная значение прогиба в заданном сечении образца у(х), изгибную жесткость в данном сечении можно определить с помощью выражения:Knowing the value of the deflection in a given section of the specimen y (x), the flexural stiffness in this section can be determined using the expression:

Figure 00000010
Figure 00000010

Зная значение угла поворота в заданном сечении образца ϕ(х), изгибную жесткость в данном сечении можно определить с помощью выражения:Knowing the value of the angle of rotation in a given section of the sample ϕ (x), the flexural stiffness in this section can be determined using the expression:

Figure 00000011
Figure 00000011

Таким образом, для определенного сечения образца (х) должно быть справедливо выражениеThus, for a certain section of the sample (x), the expression must be true

Figure 00000012
Figure 00000012

Claims (2)

1. Способ определения изгибной жесткости полимерных композиционных материалов при различных температурных условиях, заключающийся в том, что каждый исследуемый объект закрепляют консольно и при нагружении прикладывают к его свободному концу статически сосредоточенное усилие фиксированной величины, отличающийся тем, что в нем определяют прогиб образца полимерного композиционного материала в заданном сечении и (или) максимальный прогиб свободного конца образца как расстояние на измерительной шкале, заключенное между двумя проекциями положения заданного сечения образца и (или) свободного конца образца до нагружения и после нагружения статически сосредоточенной силой фиксированной величины и определяют изгибную жесткость расчетными методами, при этом максимальный угол поворота (скручивания) в заданном сечении образца и (или) на свободном конце образца определяют с использованием измерительной шкалы с транспортиром.1. A method for determining the flexural stiffness of polymer composite materials under various temperature conditions, which consists in the fact that each test object is fixed in a cantilever and, under loading, a statically concentrated force of a fixed value is applied to its free end, characterized in that the deflection of a polymer composite material sample is determined in it in a given section and (or) the maximum deflection of the free end of the specimen as the distance on the measuring scale enclosed between two projections of the position of a given section of the specimen and (or) the free end of the specimen before loading and after loading with a statically concentrated force of a fixed value and determine the flexural stiffness by calculation methods, the maximum angle of rotation (twisting) in a given section of the sample and (or) at the free end of the sample is determined using a measuring scale with a protractor. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в нем проекции положения заданного сечения образца и (или) свободного конца образца полимерного композиционного материала до нагружения и после нагружения статически сосредоточенной силой фиксированной величины на измерительной шкале создаются двумя лазерными уровнями.2. The method according to claim 1, characterized in that the projections of the position of a given section of the sample and (or) the free end of the sample of the polymer composite material before loading and after loading with a statically concentrated force of a fixed value on the measuring scale are created by two laser levels.
RU2020121826A 2020-07-02 2020-07-02 Method for determining bending rigidity of polymeric composite materials under different temperature conditions RU2745947C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020121826A RU2745947C1 (en) 2020-07-02 2020-07-02 Method for determining bending rigidity of polymeric composite materials under different temperature conditions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020121826A RU2745947C1 (en) 2020-07-02 2020-07-02 Method for determining bending rigidity of polymeric composite materials under different temperature conditions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2745947C1 true RU2745947C1 (en) 2021-04-05

Family

ID=75353419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020121826A RU2745947C1 (en) 2020-07-02 2020-07-02 Method for determining bending rigidity of polymeric composite materials under different temperature conditions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2745947C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2120120C1 (en) * 1991-06-28 1998-10-10 Научно-производственное предприятие "Аэросила" Method of determination of bending rigidity of objects made of composition materials
RU2435153C1 (en) * 2010-05-17 2011-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики" Apparatus for determining rigidness characteristics of anisotropic rods
RU2535645C1 (en) * 2013-06-06 2014-12-20 Открытое Акционерное Общество "Московский Вертолетный Завод" Determination of long object bending stiffness with help of curvature gage
CN106644751B (en) * 2016-10-13 2019-07-09 华北电力大学(保定) Guywire tower principal post stiffness measurement experimental system and method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2120120C1 (en) * 1991-06-28 1998-10-10 Научно-производственное предприятие "Аэросила" Method of determination of bending rigidity of objects made of composition materials
RU2435153C1 (en) * 2010-05-17 2011-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики" Apparatus for determining rigidness characteristics of anisotropic rods
RU2535645C1 (en) * 2013-06-06 2014-12-20 Открытое Акционерное Общество "Московский Вертолетный Завод" Determination of long object bending stiffness with help of curvature gage
CN106644751B (en) * 2016-10-13 2019-07-09 华北电力大学(保定) Guywire tower principal post stiffness measurement experimental system and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xu et al. Determination of double-K criterion for crack propagation in quasi-brittle fracture, Part I: Experimental investigation of crack propagation
US10620085B2 (en) Bridge inspection and evaluation method based on impact vibration
Xu et al. Determination of double-Determination of double-K criterion for crack propagation in quasi-brittle fracture Part I: experimental investigation of crack propagation
Dale et al. Low velocity impact and compression after impact characterization of woven carbon/vinylester at dry and water saturated conditions
CN111855405A (en) Method for predicting FRP-concrete beam interface crack length under variable amplitude fatigue
Anıl et al. Low velocity impact behavior of shear deficient RC beam strengthened with cfrp strips
CN109060555B (en) Concrete creep testing device and analysis method based on four-point bending loading
Miljojković et al. DETERMINING ELASTIC MODULUS OF THE MATERIAL BY MEASURING THE DEFLECTION OF THE BEAM LOADED IN BENDING.
RU2745947C1 (en) Method for determining bending rigidity of polymeric composite materials under different temperature conditions
RU2483214C1 (en) Method for determining specific surface energy of destruction of solid bodies
RU2451281C1 (en) Method for determining mechanical characteristics of rods from polymer composite materials, and device for its implementation (versions)
RU2120120C1 (en) Method of determination of bending rigidity of objects made of composition materials
Meskenas et al. Residual stress–Strain relations inversely derived from experimental moment-Curvature response of RC beams with fibres: Comparison to RILEM recommendations
RU2535645C1 (en) Determination of long object bending stiffness with help of curvature gage
RU2292030C1 (en) Device for testing specimen made of shape memory material
RU2460057C1 (en) Method of nondestructive testing of construction structure bearing capacity
Lim et al. Strain Measuring of Composite Grid Using Digital Image Correlation
CN114636626A (en) Method for measuring trabecula beam bottom tensile strain based on four-point bending fatigue test
Labašová Determination of modulus of elasticity and shear modulus by the measurement of relative strains
DeFreese et al. Glass fiber reinforced polymer bars as top mat reinforcement for bridge decks
Benedetti et al. Toward a quantitative evaluation of timber strength through on-site tests
Xuan et al. Textile-Based 3D Truss Reinforcement for Cement-Based Composites Subjected to Impact Loading-Part II: In Situ Stress Analysis under Quasistatic and Dynamic Tensile Loading
de Paz et al. Assessment of wood utility poles’ deterioration through natural frequency measurements
Li et al. In-situ observation of crack nucleation in nuclear graphite by digital image correlation
Mészöly et al. Derivation of constitutive law for UHPFRC using DIC system