Cтраница 2
В процессе полимеризации при повышенной температуре и последующего охлаждения в отливаемой модели возникают напряжения и соответствующее им двойное лучепреломление. Модели просвечивают в полярископе и измеряют напряжения по картинам полос интерференции. Поэтому метод называют методом стесненной усадки. Этот простой и удобный метод позволяет исследовать напряжения при равномерном изменении температуры ( или усадке) в довольно сложных композитных конструкциях на плоских и объемных моделях. [16]
Напряжения от изменения температуры в плоских и объемных моделях успешно исследуются методом стесненной усадки. Таким образом, упомянутая аналогия позволяет применять метод стесненной усадки для определения напряжений в композитных конструкциях от действия давления. В ряде случаев целесообразно вместо температурных напряжений определять на модели напряжения от действия давления. [17]
Таким обравом, методика определения коэффициентов концентрации напряжений на плоских моделях, нагружаемых равномерным наружным давлением, описанная в подразд. Метод стесненной усадки, изложенный в настоящей главе, можно применять для определении концентрации напряжений от действия давления. Аналогия справедлива для вырезов любой формы и произвольной глубины, поэтому метод стесненной усадки позволяет определять концентрацию напряжений от действия давления при малых толщинах свода, когда модели без оболочки, нагружаемые давлением по наружному контуру, уже не могут быть использованы. [18]
Результаты для двух моделей, указанных на рис. 12, представлены в табл. 3, где ос - угол наклона края к поверхности скрепления. Изучению влияния формы края на концентрацию напряжений методом стесненной усадки посвящен ряд работ Дюрелли. Коэффициенты концентрации, приведенные в двух последних столбцах таблицы и отмеченные звездочками, взяты из его работы [33] и получены методом стесненной усадки на объемной модели в виде квадратной плиты из фсполформальдегид-ной смолы, скрепленной с металлическим основанием ( отношение длит. [19]
Приведенные примеры свидетельствуют об эффективности применения метода стесненной усадки на моделях из полиуретаиа для изучения температурных напряжений в композитных конструкциях. Эта методика имеет неоспоримые преимущества перед методикой нагревания моделей - в термостате и регистрации картины полос в процессе нагревания. Изучение объемных моделей из полиуретана проводят методом рассеянного света. Например, в работе [97] методом стесненной усадки с использованием рассеянного света были изучены температурные напряжения в композитной модели толстостенного цилиндра из полиуретана, скрепленного с тонкой оболочкой из эпоксидного материала. Для улучшения рассеяния света в полиуретан добавили кварцевый порошок. [20]
Материал моделей для исследования напряжений методом стесненной усадки должен обладать достаточными для получения точных результатов усадкой ( которая зависит от коэффициента температурного расширения и разности температур), оптической чувствительностью, высокой предельной деформацией и хорошей адгезией к различным материалам. Всеми этими свойствами обладают резиноо бразные полиуретаны. Оптико-механические характеристики некоторых полиуретанов приведены в табл. 2.2. Зти материалы находятся при комнатной температуре в высокоэластическом состоянии, поэтому возникающие в моделях оптические эффекты не зафиксированы и исчезают после отделения элементов композитной модели друг от друга. Резинообразные полиуретаны имеют высокую предельную деформацию ( сотни процентов), так что в моделях из полиуретанов, изучаемых методом стесненной усадки, никогда не наблюдается разрушения по основному материалу. [21]
В первом случае остаточные оптические эффекты в модели не зафиксированы и исчезают после разделения сопрягаемых элементов из различных материалов. Второй вариант метода позволяет фиксировать температурные деформации и соответствующее им двойное лучепреломление, так что они сохраняются в модели и после разделения сопрягаемых элементов. Модель разрезают на тонкие пластинки ( срезы), как в методе замораживания, и измеряют температурные напряжения в срезах. Второй вариант метода более эффективен, поскольку он позволяет изучать напряжения в сложных объемных моделях композитных конструкций. Оба варианта метода стесненной усадки подробно рассмотрены в подразд. [22]
Второй вариант метода стесненной усадки, разработанный Семпсоном [40], позволяет фиксировать температурные деформации, возникающие в модели композитной конструкции, и поэтому более удобен при изучении объемных задач, чем рассмотренный выше вариант с применением полиуретановых моделей ( см. также [ 21, с. После охлаждения до комнатной температуры температурные деформации и напряжения оказываются в модели замороженными. Модель разрезают и проводят измерение напряжений при просвечивании срезов в полярископе. Недостатком этого варианта метода является невозможность регулирования при выбранном материале величины возникающих остаточных напряжений. В результате часто, особенно при использовании эпоксидных смол, происходит разрушение модели в процессе ее охлаждения, когда возникающие напряжения превышают предел прочности материала. Более удобный способ фиксации температурных напряжений в объемных моделях, исследуемых методом стесненной усадки, разработан авторами и описан в следующем разделе. [23]