ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Экспериментальные методы определения напряжений внутри литой изоляции из "Механическая прочность эпоксидной изоляции " При создании конструкций элементов, герметизированных эпоксидной изоляцией, важно заранее оценивать величины механических напряжений в изоляции. Знание ожидаемых величии механических напряжений особенно важно на стадии технического проектирования, когда имеется возможность изменить конструкцию или состав компаунда с целью снижения напряженности изоляции. Сведения о предельных значениях напряжений дадут возможность прогнозировать срок службы литой изоляции по механическим параметрам, а также предусматривать отклонение электрических, магнитных и других параметров залитых элементов. В связи с этим весьма актуальной является задача разработки наряду с методами расчета методов экспериментального определения напряжени . Экспериментальные методы могут учесть сложный комплекс конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов, влияющих на величину напряжений, тогда как методы расчета могут учесть пока только основные из этих факторов. [c.65] В связи с тем что в области механики эпоксидных компаундов пока отсутствует общепринятая терминология, то необходимо высказать некоторые замечания по этому поводу. [c.65] Примем термин остаточные напряжения для наименования механических напряжений в литой изоляции. Известна и другая терминология, встречающаяся в литературе и на практике внутренние напряжения , технологические , термоупругие и др. Термин внутренние напряжения малоприемлем, так как все механические напряжения являются внутренними. Термин термоупругие напряжения , или просто температурные напряжения , который используется в механике сплошных сред, является приемлемым, но он имеет более широкий смысл, а именно этим термином называют напряжения, возникающие в твердых телах нри наличии температурных полей — однородных и неоднородных, стационарных и нестационарных. [c.66] Одной из наиболее трудных проблем при исследовании остаточных напряжений в изделиях из различных материалов является их экспериментальное определение непосредственно в изделии. [c.66] При экспериментальном определении остаточных напряжений в изделиях пз полимерных материалов предпринимались попытки использования известных ранее методов, разработанных для металлических изделий, а также разрабатывались новые методы, учитывающие структуру и свойства полимерных материалов. [c.66] Рассмотрим существующие методы определения остаточных напряжений, а также возможность их применения для отыскания остаточных напряжений в литой эпоксидной изоляции. Наиболее известными и распространенными в практике измерения остаточных напряжений являются механические, рентгеновский и оптический методы. [c.66] В основе всех механических методов лежит следующий основной принцип если в теле, в котором существуют остаточные напряжения, удалить (срезать) какую-то часть, то отсутствие напряжений на освобожденной поверхности можно рассматривать как приложение к поверхности среза напряжений обратного знака, равных по величине остаточным. Измеряя деформации на освобожденной поверхности, можно затем вычислить величины остаточных напряжений. [c.66] Существуют некоторые общие положения, которые используются для обоснования механических методов. Предполагается, что срезы делаются таким образом, что они не вносят дополнительных остаточных напряжений. Порядок выполнения срезов не влияет на конечные деформацпи оставшейся части тела, т. е. считается возможным применять принцип Сен-Венана. Предполагается идеальная непрерывность и изотропность среды. [c.66] Наибольшее практическое применение механические методы получили при определении остаточных напряжений в телах вращения цнл1Ундрической формы. К механическим методам, имеющим наибольшую практическую ценность, относятся метод Н. В. Калакуцкого, метод Н. Н. Давиденкова и метод Г. Закса [15, 37, 38, 150]. [c.66] К механическим методам определения остаточных напряжений в поверхностных слоях деталей произвольной формы следует отнести метод освобождения и метод отверстий. [c.66] При определении остаточных напряжений по методу отверстий в испытуемой детали высверливается отверстие и измеряются деформации в поверхностном слое вблизи отверстия с помощью специальных экстензометров или тензопреобразователей. По величине деформаций определяются остаточные напряжения. [c.67] Определение расстояния между кристаллографическими плоскостями и является основной задачей рентгеновского метода. Если измерено расстояние между кристаллографическими плоскостями ё, то, зная его величину с1о при отсутствии напряжений можно вычислить деформацию кристаллической решетки. [c.67] С помощью рентгеновского метода определяются напряжения только в поверхностном слое детали глубиной 5—20 мкм. Точность метода в практических исследованиях составляет величину порядка (504-200) н1см . [c.67] Оптический метод используется для определения напряжений в деталях с применением специальных оптически активных материалов (4, 93]. Такими материалами обычно служат искусственные смолы, бакелит, хлористое серебро и т. д. Эти материалы оптически изотропны в ненапряженном состоянии, а при деформации становятся оптически анизотропными. При прохождении через нагруженный оптический материал поляризованного света наблюдается появление черных или разноцветных полос (изоклинные или изохроматические кривые в зависимости от того, освещена ли модель монохроматическим или белым светом), по которым можно определить направление и величину главных напряжений. [c.67] Известны две основные схемы исследования напряженного состояния с помощью оптического метода. Сущность первой схемы состоит в том, что из оптически активного материала изготавливается модель исследуемой детали. После этого модель нагружается при высокой температуре, а затем охлаждается. Таким образом, оптическая картина при охлаждении модели сохраняется ( замораживается ). После этого модель либо разрезается на отдельные пластинки, либо исследуется без разрезки в зависимости от сложности и конфигурации детали. [c.67] Оптический метод достаточно полно разработан для исследования плоского напряженного состояния деталей постоянной толщины. В настоящее время оптический метод широко применяется при исследовании напряженного состояния полимерных материалов. [c.68] Анализ причин возникновения остаточных напряжений в покрытиях, кинетика их нарастания и методы определения рассмотрены в работах [76, 102—106, 135, 140, 151]. Наиболее распространенными методами исследования являются оптический и консольный. [c.68] Измерения оптическим методом производятся следующим образом. На прозрачную, оптически активную подложку наносится полимерное покрытие. Напряжения, возникающие в покрытии в процессе его формирования, оцениваются по напряжениям в оптически активной подложке. [c.68] Сущность консольного метода заключается в следующем. На плоскую упругую подложку I (рис. 41, а) наносится полимерное покрытие (пленка) 2. При полимеризации объем пленки, как правило, уменьшается, вследствие чего она стремится сжаться. Сжатию мешает подложка, с которой покрытие связано адгезионными силами. Пленка покрытия оказывается растянутой, а подложка — сжатой. В результате на подложку действует сжимающая спла п изгибающий момент (рис. 41,6). [c.68] Вернуться к основной статье