ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Новые прозрачные материалы для моделей из "Напряжения и деформации в деталях и узлах машин " Свойства прозрачных материалов для моделей поляризационнооптического метода исследования напряжений определяются характером решаемой задачи. Применяемый материал по своим механическим свойствам (характеристикам упругости, пластичности, вязкости, структуре и пр.) должен обеспечивать возможность моделирования деформаций и напряжений, соответствующих исследуемой натурной детали или конструкции. Требования к оптическим свойствам определяются методом и условиями поляризационно-оптических измерений. Поэтому совершенствование поляризационно-оптиче-ского метода исследования напряжений и расширение сферы его применения связано с совершенствованием используемых материалов и изучением их физических свойств. Развитие производства новых полимеров с разнообразными оптико-механическими свойствами, достигнутое в последние годы, открыло новые возможности для этого метода исследования напряжений. [c.185] Исходя из характера зависимости между деформациями и напряжениями могут быть названы следующие группы прозрачных материалов для оптических моделей упругие, упруго-пластические и вязко-пластические. Перечень новых прозрачных материалов, применяемых в настоящее время в отечественных лабораториях, использующих поляризационно-оптические измерения, приведен в табл. III. 3. Имеющиеся материалы обладают широким диапазоном упруго-пластических и оптических характеристик при нормальных температурах. Диапазон свойств материалов еще более расширяется, когда эти материалы используются при различных температурах. [c.185] В связи с этим большое значение приобретает температурный режим отверждения массы. Трудности, возникающие при этом, становятся понятными, если принять во внимание, что релаксация возникающих напряжений сильно зависит от температуры, а повышение температуры опасно в отношении местных перегревов. Во избежание растрескивания блока на его изготовление требуется значительное время, и оно тем больше, чем больше размеры блока. [c.189] К снижению модуля упругости и достигается путем так называемой пластификации (введение компонентов, дающих раствор). [c.190] В материалах, получаемых на той же основе, что и материал МИХМ-ИМАШ, были использованы масла как пластифицирующие компоненты, или же уменьшалось количество малеиновой кислоты в полупродукте (в полиэфирах). [c.190] В табл. III. 4 и 5 приведены некоторые данные по составам и оптико-механическим характеристикам новых материалов. Характеристики основного материала типа МИХМ-ИМАШ можно существенно изменять выбором соотношения компонентов в реакционной смеси и введения пластификаторов. [c.191] Таким образом, модуль продольной упругости Е можно снизить с 25000 до 100 кг/см , если уменьшать содержание малеиновой кислоты, обеспечивающей эффект прививки . [c.191] Вязко-текучие оптически чувствительные материалы получаются при соответствующих соотношениях исходных компонентов и режиме конденсации на основе глифталевых и эпоксидных смол, имеющих мало развитую сетчатую структуру. В материалах серии МИХМ-ИФЗ [83], получаемых на основе глифталевых и эпоксидных смол, при количестве отвердителя 7—15г и дибутилфталата20—30 г на 100 г эпоксидной или глифталевой смол достигается вязкость 10 —10 пуаз и оптическая чувствительность t от 4-10 до I I0- см кг. [c.191] В последнее время выяснилась возможность получения на основе совместных полимеров винильных производных новых бесцветных прозрачных материалов с достаточно высоким пределом упругости как оптически нечувствительных, так и большой оптической чувствительности. [c.192] На фиг. HI. 14 приведены термомеханические кривые для некоторых прозрачных материалов. Переходные точки у материала могут передвигаться в сторону более низких температур под влиянием добавок пластификатора. Материалы с более густой пространственной сеткой дают меньший подъем кривой. [c.194] Отверждение смолы ЭД-6 или Э-40 для получения плиток и блоков для изготовления упругих моделей легко может быть выполнено с применением простейшего оборудования (вытяжной шкаф, термостат) в лаборатории. Темная окраска продажных эпоксидных смол объясняется загрязнением одного из исходных продуктов —дифе-нилпропана. При условии более тщательной очистки исходных веществ материал может быть получен почти бесцветным. Имеющаяся темная окраска не мешает проведению измерений на плоских моделях толщиной 5—10 мм при статической нагрузке или применению метода замораживания , когда просвечивается срез толщиной 2—5 мм. При необходимости изготовления крупных моделей может быть применено усовершенствованное оборудование (см. раздел 15), обеспечивающее автоматическое регулирование и контроль температуры при полимеризации. [c.194] Оптически нечувствительное органическое стекло ОНС . [c.195] Материал МИХМ-ИМАШ , изготовляемый по способу, описанному ранее [26], [35], [52], обладает почти полным отсутствием краевого эффекта времени и теплового краевого эффекта , не имеет заметной окраски, но сложен в изготовлении. Этот материал в отличие от получаемых на основе эпоксидных смол не пригоден для измерений под нагрузкой при комнатной температуре и может быть изготовлен в блоках диаметром не более 100—150 мм. Применявшиеся ранее для моделей фенольные смолы [10], [31] вышли из употребления в практике наших лабораторий в связи со значительным краевым эффектом времени, тепловым краевым эффектом , наличием неотжигаемых остаточных напряжений, относительной сложностью лабораторного изготовления, а также благодаря появлению материала МИХМ-ИМАШ и эпоксидных смол, не имеющих этих существенных недостатков. [c.197] Материалы МИХМ-ИМАШ и ЭД6-М (или эпоксифтамал ) обеспечивают измерения на плоских и на объемных моделях по методу замораживания . Для измерения по методу рассеянного света для моделей должен применяться прозрачный материал без заметной окраски, обеспечивающий возможности просвечивания модели и наблюдения рассеянного света. Для измерений с применением рассеянного света на замороженных моделях может быть успешно применен материал МИХМ-ИМАШ , обладающий необходимой прозрачностью и оптической однородностью. Для измерений по этому методу под нагрузкой при комнатной температуре могут быть использованы модели из эпоксидной смолы при условии тщательной очистки исходных составляющих. Такие же высокие требования прозрачности материала предъявляются к моделям, исследуемым при быстро-меняющихся деформациях с применением скоростного фотографирования картин полос интерференции. [c.198] Изменение оптико-механических свойств основных прозрачных материалов в зависимости от их состояния показано на фиг. П1. 15. Характеристики зарубежных марок прозрачных материалов приведены в работах [24], [46], [47], [55], [60], [65], [74]. [c.198] Новые возможности для исследования распределения напряжений на объемных упругих моделях открываются благодаря разработке оптически нечувствительного материала высокой прозрачности на основе полиметилметакрилата [34]. Получение такого материала и способы измерения на изготовленных из него объемных моделях рассмотрены в разделе 16. [c.198] Вернуться к основной статье