Диссертация (1025049), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Образзец с закррепленныым на немсъемнным дефоормометроом испыттательнойймашиины Instrron-8800Рисс. 5.5. Съеемный дефформометтриспыттательнойй машиныы Instron-88800с систтемой креепления к модельнномуообразцу 63 Вариант 1. Образец с наклеенными тензодатчиками, соединенными с реги-стрирующим прибором и с центрирующей платформой, устанавливается внутритермокамеры на опорных площадках испытательной машины.
Используются тензодатчики, не предназначенные для работы при повышенной температуре, поэтому кроме них на образец устанавливается съемный деформометр испытательноймашины для измерения продольных деформаций при повышенной температуре,как это показано на Рис.
5.4.Система крепления деформометра к модельному образцу показана на Рис.5.5. Деформометр прижимается к образцу опорными ножиками, взаимное смещение которых передается на упругий чувствительный элемент с тензодатчиками ирегистрируется с помощью программного обеспечения испытательной машины.В качестве компенсационного сопротивления при измерении показанийтензодатчиков по схеме «четверть моста» с термокомпенсацией можно использовать любое сопротивление, равное номинальному сопротивлению тензодатчиков.Проводится нагружение образца при комнатной температуре до нагрузки неболее 0,3 от разрушающей с регистрацией показаний измерителей деформаций.По результатам этих измерений при необходимости проводится смещениецентрирующей платформы в сторону меньших деформаций.Такие нагружения повторяются до достижения удовлетворительной однородности поля деформаций по показаниям продольных тензодатчиков. После этого соединительные провода от датчиков к регистрирующему прибору обрезаются,термокамера закрывается, проводится повышение температуры в ней до требуемого уровня и выдержка при этой температуре в течение времени, необходимогодля полного прогрева образца по всему объему.
Далее проводится нагружение донагрузки, составляющей 0,8 ÷ 0,9 от разрушающей, с регистрацией показаний деформометра. Затем термокамера открывается, деформометр снимается с образцаво избежание повреждений при разрушении образца, камера закрывается и проводится выдержка образца в камере в течение нескольких минут для восстановления заданной температуры. После этого проводится нагружение образца до разрушения. 64 Вариант 2. Образец с наклеенными тензодатчиками, соединенными с реги-стрирующим прибором, и с центрирующей платформой устанавливается внутритермокамеры на опорных площадках испытательной машины.
Используются тензодатчики, предназначенные для работы при повышенной температуре, поэтомусъемный деформометр для измерения продольных деформаций при повышеннойтемпературе на образец не устанавливается. В качестве компенсационного сопротивления при измерении показаний тензодатчиков по схеме «четверть моста» стермокомпенсацией следует использовать тензодатчик из той же партии, что идатчики на исследуемом образце, но наклеенный на ненагруженном образце изтакого же материала, из которого изготовлен исследуемый образец. Образец скомпенсационным датчиком должен быть расположен в термокамере в непосредственной близости от исследуемого (нагружаемого) образца.Проводится нагружение образца при комнатной температуре до нагрузки неболее 0,3 от разрушающей с регистрацией показаний тензодатчиков.
По результатам этих измерений при необходимости проводится смещение центрирующейплатформы в сторону меньших деформаций. Такие нагружения повторяются додостижения удовлетворительной однородности поля деформаций по показаниямпродольных тензодатчиков. После этого термокамера закрывается, проводитсяповышение температуры в ней до требуемого уровня и выдержка при этой температуре в течение времени, необходимого для полного прогрева образца по всемуобъему. Далее проводится нагружение образца до разрушения с регистрацией показаний тензодатчиков вплоть до разрушения.Оба варианта предполагают использование силоизмерителя испытательноймашины для регистрации величины нагрузки и специальных тензометрическихприборов для регистрации показаний тензодатчиков с возможностью сохраненияэтих показаний в виде числовых массивов в ПК.
Показания съемного деформометра регистрируются с помощью программного обеспечения и аппаратуры испытательной машины.Методика приклеивания датчиков должна соответствовать инструкции наиспользуемый клей. Для датчиков, предназначенных для работы при комнатной 65 температуре, применяют клей быстрого отверждения на основе цианакрилата.Для датчиков, предназначенных для работы при повышенной температуре, требуются специальные полимерные клеи.
Перед наклейкой датчиков всегда проводится обезжиривание поверхности образца в зоне расположения датчиков. Дляобезжиривания используется ацетон или другими растворителями, не повреждающими материал образца.5.2. Технические особенности проведения испытанийДля экспериментального моделирования и подтверждения работоспособности многостеночной конструкции при нестационарном нагреве и для исследований в условиях полного прогрева были изготовлены специальные образцы, представляющие собой фрагменты многостеночных панелей.
Эти образцы изготовлены методом инфузии из углепластика на основе волокон ЛУП-0,1 и связующегоSK02TM200-3 “EPOLAM” [58]. Длина образца составляла 170…180 мм, ширина130…145 мм при нестационарном нагреве и 65…70 мм при исследовании в условиях полного прогрева.Схемы армирования всех образцов: для обшивок 0/90/03/±45 (углы укладки волокон даны относительно продольной оси образца, начиная с наружной поверхности обшивки), для ребер ±45/04/±45. Таким образом, обшивки включаютв себя 7 однонаправленных слоев, а ребра – 8 слоев.
Все образцы перед испытаниями подвергались термообработке: нагреву до 180 ± 2С, выдержке при этой температуре 1,5 часа и остыванию вместе с печью.На Рис. 5.6 показан вид образца для испытаний при нестационарном нагреве. Этот образец является представительным элементом реальной конструкции(фрагментом, отражающим все основные особенности реальной конструкции).Образец для определения среднего модуля упругости и прочности при различных температурах, установленный на опорные площадки испытательной машины, показан на рисунках 5.7,а (испытание при комнатной температуре) и 5.7,б(при повышенной температуре внутри термокамеры). При испытаниях по определению характеристик материала при разных температурах обнаружилось, что 666 свободдные верттикальныые кромкии образцаа теряют устойчиввость, прииводя к прежпдевремменному разрушеннию обраазца (см. Рис.Р5.7,аа). После этого даальнейшие испытания проводдились с использованием подкрепляпяющих крромки прииспособлеений,мляющих с небольшшим усиллием кроммки междду двумя фтороплафастовыми плазащемстинамми (см.
Риис. 5.7,б и 5.7,в).а)б)в))бразцаРис. 5.66. Типичный вид многостеночного об((а – со стоороны оббшивки, б – с боковвой сторооны, в – соо стороныы торца) 677 а)б)в))Рис. 5.7.5 Подгоотовка оббразцов к испытаниияма) – ббез подкреепляющегго кромкии образцаа приспособления прип комнатной теммпературе; б) – с подкрепляпяющим крромки приспособллением прри повышшенной теммпературре; в) – деетали приспособлеения (1 – вкладыш;в; 2, 4 – пррокладки изи фтороппласта; 3 – стальные пласттины; 5 – струбцины)Рис.
5.8. Схемма нагреваательногоо устройсства1 – инфракраасные ламмпы типа КИ 220-11000, 2 – экраны-оэда.тражателли, 3 – вод 68 Экспериментальная реализация режимов, показанных на Рис. 5.1, можетбыть выполнена с помощью нагревательного устройства, описанного в [67], истандартной испытательной машины. Схема нагревательного устройства приведена на Рис. 5.8. Испытания в условиях полного прогрева при различных температурах проводятся на такой же испытательной машине внутри термокамеры.При испытаниях на сжатие образцов следует обеспечить подкреплениенагружаемых торцов, чтобы не произошло смятия в зонах этих торцов [73].
Длямногостеночных образцов такое подкрепление осуществляется по принятой приизготовлении реальных конструкций технологии: укладыванием стеклоткани сдвух сторон каждой из обшивок и каждого ребра вблизи торцов (на Рис. 5.6,б и5.7,б видны полоски ткани вблизи торцов). Длина зон подкрепления обычно составляет 30…40 мм. Это необходимо, поскольку при испытаниях на сжатие тонкостенных образцов из композитных материалов требуется обеспечить распределение части нагрузки с торцов на боковые поверхности, чтобы избежать смятияматериала вблизи торцов задолго до исчерпания несущей способности в рабочейзоне образца.Для обеспечения удовлетворительной однородности деформаций в рабочемсечении отклонения от плоскости и параллельности торцов должны быть не более0,1 мм [58].Кроме того, для увеличения степени однородности поля деформаций в рабочей части образца для нагружения нужно использовать центрирующую платформу с шариком (см.
Рис. 5.3), небольшие смещения которой позволяют добиться удовлетворительной однородности поля деформаций по результатам предварительных нагружений без нагрева до небольшой нагрузки (20% разрушающейнагрузки) [65]. Контроль однородности поля деформаций образца обычно ведетсяпри предварительных нагружениях с помощью продольных тензодатчиков исъемного деформометра испытательной машины при комнатной температуре.При одностороннем нагреве обычно приклеивается 2-3 датчика на ненагреваемойобшивке и один на нагреваемой обшивке. При полном прогреве тензодатчикиприклеивались вблизи каждой кромки образца в центральном поперечном сече 699 нии, а деформоометр устаанавливаллся в центтре однойй из обшиивок. Прии повышеннойтемперратуре прродольныые деформмации иззмерялисьь только с помощщью дефоормометра машины..ППоперечнные ребраа, располооженные между обшивками, обеспеечивают больбшую жесткостьжь на изгибб образцаа, чем соттовый запполнительь, поэтомму при сжжатиитакогоо образца не требууется спецциальногоо приспоссобления,, обеспечивающего параллелльность сммещения торцов, дажедпри односторроннем наагреве.ППодготоввка к испыытаниям образцаоввключаетв себя нааклейку теензодатчииков,которыые исполььзуются какк для оппределенния дефоррмативных характееристик, такт идля коонтроля однороднооости поляя деформааций в раабочем сеечении оббразца.
Даатчики типпа КФП с базой 100 мм или FLA-5-11 c базойй 5 мм прииклеиваллись клеемм холодногго отвержждения наа основе цианакриилата. Применялиссь две схеемы накллейкитензоддатчиков (Рис. 5.9)):− ччетыре продольныпых датчикка – вблиизи кроммок каждоой из обшшивок в центтральномм попереччном сечеении и двва попереечных даттчика в центрецкажждойииз обшиввок;− ттри продоольных датчикад– в зоне реберроднной обшивки и одиин – в цеентреддругой оббшивки и один попперечныйй датчик вблизивпрродольного, находдящеггося в ценнтре обшиивки.а)б)в)Рис.Р 5.9. ВариантыВрасположжения даттчиков наа образце 70 5.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
