SU1755114A1

SU1755114A1 - Method of rheometer investigating of non-elastic materials

Info

Publication number: SU1755114A1
Application number: SU904818743A
Authority: SU
Inventors: Александр Филиппович Ревуженко
Original assignee: Институт Горного Дела Со Ан Ссср
Priority date: 1990-02-28
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1992-08-15

Abstract

Использование: область исследовани физических свойств материалов, в частности способы оценки реологических параметров упругов зкопластических, нелинейнов зких и других подобных материалов. Сущность изобретени : капсулу с образцом материала помещают на вогнутую поверхность бесконечной криволинейной ленты и деформируют образец за счет движени ленты, причем радиус кривизны поверхности (R) ленты выбирают из соотношени R (3/2) (h + L), где h - высота капсулы; L- длина капсулы. 3 ил.Usage: the field of research of the physical properties of materials, in particular, methods for estimating the rheological parameters of elastic materials of ecoplastic, nonlinear and other similar materials. SUMMARY OF THE INVENTION: A capsule with a sample of material is placed on the concave surface of an infinite curvilinear ribbon and the sample is deformed due to belt movement, and the radius of curvature of the surface (R) of the ribbon is chosen from the ratio R (3/2) (h + L), where h is the capsule height ; L is the length of the capsule. 3 il.

Description

Изобретение относитс к исследовани м физических свойств различных материалов, в частности к способам оценки реологических параметров упругов зкопластических, нелинейно в зких и других подобных материалов, и может быть использовано, например, в химической промышленности или в другой отрасли , св занной с обработкой неупругих материалов, в учебном процессе при демонстрации реологического поведени различных сред, в исследовательской практике при исследовании различных материалов с целью оценки различных технологий их получени .The invention relates to the study of the physical properties of various materials, in particular to methods for evaluating the rheological parameters of elastic materials of non-plastic, non-linearly viscous and other similar materials, and can be used, for example, in the chemical industry or in another industry related to the processing of inelastic materials in the educational process in the demonstration of the rheological behavior of various media, in research practice in the study of various materials for the purpose of evaluating various technologies for their production.

Известен способ автоматического определени модул упругости и коэффициента в зкости материала при помощи эксцентрично расположенных дисков, по которому образец помещают между двум поверхност ми вращающихс дисков. Ось вращени одного диска смещена относительно оси другого диска дл создани в материале напр жений .A known method of automatically determining the modulus of elasticity and the coefficient of viscosity of a material using eccentrically arranged disks, in which a sample is placed between two surfaces of rotating disks. The axis of rotation of one disk is offset relative to the axis of the other disk to create stresses in the material.

К недостаткам этого способа можно отнести сложность в реализации и тарировкеThe disadvantages of this method include the difficulty in implementation and calibration

измерительного процесса, а также в наличии погрешностей, которые св заны с сопротивлением сдвигу боковой поверхности, установка которой необходима дл испытани текучих сред.measurement process, as well as in the presence of errors that are associated with the resistance to shear of the side surface, the installation of which is necessary for testing fluids.

Известно, что идеальными с теоретической точки зрени должны быть способы реометрического исследовани , основна цель которых должна состо ть в том, чтобы добитьс напр женнодеформированного состо ни испытуемого материала, наиболее близкого к однородному. Однако фактически существующие способы реализуют состо ни все же достаточно далекие от однородного .It is well known that, from a theoretical point of view, methods of rheometric research should be ideal, the main purpose of which should be to achieve a stress-strain state of the test material that is closest to homogeneous. However, in fact, existing methods realize the conditions that are still quite far from homogeneous.

Одним из идеальных вл етс течение, когда оно осуществл етс внутри эллиптического цилиндра (эллиптической области в сечении), причем на границе этой области должен задаватьс вектор скорости, удовлетвор ющий закону Кеплера:One of the ideal is the flow when it takes place inside an elliptical cylinder (elliptical region in cross section), and on the border of this region a velocity vector must be specified that satisfies Kepler's law:

(v n) 0, Ivx rl const,(1)(v n) 0, Ivx rl const, (1)

где v - скорость на границе; п - нормаль к границе; г - радиус-вектор материальнойwhere v is the velocity at the boundary; n - normal to the border; r is the radius vector of the material

VJVj

СЛ СЛSL SL

4Ь. 4b.

точки на границе Первое условие означает, что частицы смещаютс вдоль границы, второе показывает, что частицы, наход щиес дальше От центра, должны двигатьс медленнее , чем те, которые наход тс ближе к центру Технически реализовать оба услови чрезвычайно сложно.points on the border The first condition means that the particles move along the border, the second shows that the particles that are farther from the center must move slower than those that are closer to the center. Technically, to realize both conditions is extremely difficult.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ, согласно которому условие (1) принимает видThe closest to the proposed is a method according to which condition (1) takes the form

(v n) 0,|v const.(2)(v n) 0, | v const. (2)

По этому способу образец помещают в цилиндрическую капсулу из гибкого материала , располагают на наклонной плоскости, образующей перпендикул рно направлению наибольшего ската, деформируют образец путем перемещени капсулы под действием силы т жести и по углу ската и скорости перемещени суд т о реологических свойствах материала. (Мерой угла ската служит угол между горизонтом и касательной к середине поверхности капсулы , контактирующей с наклонной плоскостью ). В сечении капсула имеет форму, близкую к эллипсу. В идеале условие (1) должно ставитьс на границе, имеющей в точности эллиптическую форму Однако капсула лежит на плоской поверхности. Это приводит к ее расплющиванию, в частности к по влению пр молинейного участка. В целом это вл етс источником неоднородности течени и по влени погрешности при интерпретации результатаIn this method, the sample is placed in a cylindrical capsule of flexible material, placed on an inclined plane that forms perpendicular to the direction of the largest slope, deforms the sample by moving the capsule under the force of gravity and judging the rheological properties of the material. (A measure of the angle of the slope is the angle between the horizon and the tangent to the middle of the surface of the capsule in contact with the inclined plane). In cross section, the capsule has a shape close to an ellipse. Ideally, condition (1) should be set on a boundary that is exactly elliptical in shape. However, the capsule lies on a flat surface. This leads to its flattening, in particular to the appearance of a rectilinear section. In general, this is a source of flow heterogeneity and the occurrence of error in interpreting the result

Цель изобретени - увеличение достоверности испытаний.The purpose of the invention is to increase the reliability of the tests.

Указанна цель достигаетс т ем, что согласно способу реометрического испытани неупругих материалов, по которому образец помещают в цилиндричесгкукгк апсулу из гибкого материала, деформируют его между двум поверхност ми и по углу ската суд т о реологических характеристиках материала , капсулу с образцом помещают на вогнутую поверхность бесконечной криволинейной ленты и деформируют образец за счет движени ленты с заданной угловой скоростью, при этом радиус кривизны поверхности ленты выбирают из соотношени This goal is achieved because according to the method of rheometric testing of inelastic materials, according to which the sample is placed into a cylindrical capsule of flexible material, it is deformed between two surfaces and the rheological characteristics of the material are judged, the capsule with the sample is placed on the concave surface of an infinite curved tape and deform the sample due to the movement of the tape with a given angular velocity, and the radius of curvature of the surface of the tape is chosen from the ratio

где R - радиус кривизны поверхности, на которой находитс капсула, h - высота капсулы; L - длина капсулы.where R is the radius of curvature of the surface on which the capsule is located, h is the height of the capsule; L is the length of the capsule.

На фиг.1 представлено устройство дл Figure 1 shows the device for

испытани материала по предлагаемому способу; на фиг 2 - устройство, вид сбоку; на фиг.З - график зависимости угла перемещени капсулы от скорости движени ленты Устройство представл ет собой цилиндрический барабан 1 с прозрачными стенками , в который помещаетс капсула 2 с испытуемым материалом 3 Капсула 2 изготавливаетс из тонкой резины толщиной 0,06-1,0 мм,material testing by the proposed method; Fig 2 is a device, side view; Fig. 3 is a plot of the angle of movement of the capsule versus the speed of movement of the tape. The device is a cylindrical drum 1 with transparent walls in which the capsule 2 with the test material 3 is placed. The capsule 2 is made of thin rubber 0.06-1.0 mm thick,

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

В барабан 1, изготовленный из оргстекла , помещают, не закрепл , капсулу 2, заполненную исследуемым материалом 3 иIn the drum 1, made of plexiglass, placed, not secured, the capsule 2, filled with the test material 3 and

закрытую герметично Барабан 1 привод т во вращение с заданной скоростью Через прозрачные стенки барабана 1 ведут наблюдение за капсулой 2 и фиксируют ее положение относительно вертикальной осиhermetically sealed Drum 1 is driven into rotation at a given speed. Through the transparent walls of drum 1, capsule 2 is observed and its position is fixed relative to the vertical axis.

барабана 1, те фиксируют скатывающую силу.drum 1, they fix the rolling force.

На чертеже показай барабан в форме кругового цилиндра Устройство дл осуществлени способа может иметь и другой вид.Show the drum in the form of a circular cylinder in the drawing. The device for carrying out the method may have a different appearance.

Необходимо лишь, чтобы поверхность, на которой расположена капсула имела вогнутостьIt is only necessary that the surface on which the capsule is located has concavity.

Claims

The invention The method of rheometric studies

inelastic materials, in which the sample is placed in a cylindrical capsule of flexible material, it is deformed between the two surfaces and the rheological properties of the material are determined by the angle of the ramp, so that, in order to increase the reliability of the tests , the capsule with the sample is placed on the concave surface of the infinite curvilinear tape and deform the sample due to the movement of the tape, while the radius

the curvature of the tape surface is chosen from the ratio

R2HhztLl |

R

3 (h-f L) 2

where R is the radius of curvature of the surface of the tape, 50 on which the capsule is located;

h and L - the height and length of the capsule

BUT

grl

F

"

15