Разработка методики экспресс-оценки адгезионных свойств термореактивных материалов изоляции электрических машин
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
связующему, 1 -волокно, 2- слой смолы, нанесенной на волокно
Сдвиговые усилия возникают на границе между адгезивом и субстратом и в случае деформации полимерного блока, внутри которого находится субстрат. На этом принципе основан метод измерения адгезии резины к текстилю. При испытании по методу отслоения при статическом сжатии нить корда располагают внутри образца по диаметру среднего сечения. Испытание заключается в определении усилия сжатия, при котором сдвиговые напряжения между резиной и кордом достигают величины, равной прочности связи между материалами. В тот момент, когда воронкообразное углубление, возникшее на поверхности образца при его сжатии, исчезает (рис. 1.20), измеряют нагрузку. Момент отслоения нити определяют визуально или с помощью тензодатчиков, контролируя величину внутренних напряжений[12].
Для определения адгезии связующего к стеклянным нитям иногда применяют цилиндрические образцы, изготовленные из ориентированных стеклянных нитей, пропитанных полиэфирной или эпоксидной смолой. Об адгезии судят по сопротивлению сжатию вдоль оси этих цилиндров.
Рис. 1.19 - Схема измерения адгезии клея к металлам, 1-металлическая нить; 2-слой клея; 3- планка с отверстием
Рис. 1.20 - Схема измерения прочности связи резины с кордом при статическом сжатии, а-образец до испытания, б-сжатый образец, в-сжатый образец после отслоения нити
Некоторые из рассмотренных в этом разделе методов стандартизованы.
Динамические методы
Все рассмотренные методы измерения адгезии характеризуются кратковременным приложением нагрузки. Это статические методы. Практически многие методы, применяющиеся при статических кратковременных испытаниях, могут быть использованы и для испытаний на длительную статическую прочность. В первую очередь это относится к испытаниям клеевых соединений металлов других материалов.
Особую ценность представляют динамические испытания, с помощью которых устанавливается способность соединения адгезив - субстрат противостоять действию переменных нагрузок. Работоспособность изделия или модельного образца характеризуют числом циклов деформации до разрушения. Однако не всегда удается добиться разрушения образца по стыку. В таких случаях после приложения некоторого числа циклов деформации определяют адгезию одним из принятых статических методов и сравнивают прочность связи до и после утомления, определяя, таким образом, величину уменьшения адгезии в результате воздействия циклической нагрузки [12].
Динамические испытания клеевых соединений металлов проводят при сдвиге, неравномерном и равномерном отрыве. При измерении усталостной прочности с помощью неравномерного отрыва для клеевых соединений рекомендуются образцы, показанные на рис.1.12,а. Усталостные испытания соединений металлов при сдвиге проводят на образцах, соединенных внахлестку (рис. 1.15, а), или на образцах, имеющих форму параллелепипеда, образованного двумя параллельными металлическими пластинками, промежуток между которыми заполнен резиной. Для усталостных испытаний соединений металлов при равномерном отрыве используют образцы, склеенные встык. Машины, применяемые для усталостных испытаний, должны обеспечивать нагружение с частотой 500-3000 циклов в 1 мин.
Рис. 1.21 - Схема измерения динамической прочности связи единичной нити корда с резиной при многократном сжатии образца: 1- резина; 2-кордная нить; -3 - направляющий ролик; 4 -груз (1-2кГ)
Межслойный сдвиг и срез
Схема действия касательных напряжений в слоистом материале представлена на рис. 1.22.
Рис. 1.22 - Касательные напряжения. а - в плоскости укладки арматуры, б - межслойные
В армированных пластиках происходит как бы смещение одного армирующего слоя относительно другого. Естественно, это смещение возможно только в волокнистых и слоистых пластиках; у трехмерноармированных пластиков взаимному смещению слоев препятствуют поперечные связи.
Упругие постоянные пластика со слоистой и волокнистой структурой при межслойном сдвиге определяются в основном работой полимерной прослойки, а прочность - силами сцепления на контактной поверхности матрица - арматура и действующими на этой поверхности касательными напряжениями. Поэтому при экспериментальном определении прочности межслойного сдвига важно знать действительное численное значение касательных напряжений, приводящих к разрушению образца. Максимальное значение касательных напряжений зависит от способа испытаний на межслойный сдвиг и схемы нагружения, от формы и размеров образцов, а также от всех отклонений от идеализированной структуры материала, вносимых технологией изготовления армированных пластиков (нерегулярная укладка арматуры, искривление волокон, пустоты). Аналитическая оценка этих факторов практически невозможна, поэтому экспериментально определяемые характеристики межслойного сдвига являются условными и пригодны только для качественной оценки материала
Форма и размеры образцов
Характеристики межслойного сдвига обычно определяются при растяжении (рис. 1.23, а) или изгибе (рис. 1.23, б), реже - при сжатии. При выборе формы образца должно быть обеспечено расчетное сечение, в котором действуют только касательные напряжения и по которому происходит разрушение от межслойного сдвига.
На растяжение и сжатие обычно испытываются образцы в виде бруска с надрезами (рис. 1.23,а, - первые два образца) или с надрезами и отверсти?/p>