ПРИБОР ДЛЯ ДЕФЕКТАЦИИ ПРОПИТАННЫХ НЕТОКОПРОВОДЯЩИХ ВОЛОКОН МИКРОПЛАСТИКА ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к устройствам для дефектации пропитанных жгутов нетокопроводящих волокон микропластиков перед формированием конструкции, а также к средствам обучения и может быть использована в учебном процессе для технической диагностики объекта за счет измерения и контроля площади поперечного сечения пропитанных жгутов.
Известна установка для демонстрации бесконтактного измерения площади поперечного сечения нетокопроводящего нитевидного образца, содержащая испытуемый образец, который жестко прикреплен с одной стороны к металлической опоре, другой конец перекинут через блок и соединен с грузом, частотомер, металлическая опора установлена на столе вибратора вибростенда, на общем основании, на котором перпендикулярно испытуемому образцу установлен стробоскоп, а стойка управления вибростенда соединена со входом частотомера (RU №137943, 2014 г.).
Недостатком является малая мобильность измерения площади поперечного сечения образца, т.к. измерения проводятся стационарно из-за участия в работе объемного вибростенда, имеющего не только вибратор, но и стойку управления, закрепленных стационарно.
Наиболее близким по технической сущности решением является прибор для контроля площади поперечного сечения нетокопроводящих жгутов волокон микропластика полимерных материалов, содержащий две опоры, установленные на основании, выполненные с возможностью прикрепления к ним испытуемого образца, вибратор, закрепленный на основании, стробоскоп, установленный на основании перпендикулярно испытуемому образцу, вибратор представляет собой эксцентриковый механизм с электрическим двигателем и установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения в пазу в виде «ласточкина хвоста», выполненном в основании между опорами, также введена винтовая пара, прикрепленная к основанию и соединенная штоком с вибратором, нижние части опор прикреплены к основанию шарнирно, верхние части опор прикреплены к основанию соответственно - одна через пружину, другая через динамометр и винтовую пару (RU №195830, 2020 г.).
Недостатком является невозможность измерения площади поперечного сечения пропитанных жгутов нетокопроводящих волокон микропластика полимерных материалов из-за короткой базы образца и его плоской ширины.
Задачей полезной модели является повышение однородности и точности подбора предварительных заготовок за счет дефектации пропитанных жгутов нетокопроводящих волокон микропластиков перед формированием конструкции из них по критерию равенства площадей поперечного сечения.
Техническим результатом является повышение прочности конструкции к ударным воздействиям за счет дефектации пропитанных жгутов по площади их поперечного сечения и возможность исследования влияния дефектов на частоту собственных колебаний жгута.
Сущность полезной модели заключается в том, что в приборе для дефектации пропитанных жгутов нетокопроводящих волокон микропластика полимерных материалов, содержащем две опоры, вибратор, выполненный в виде эксцентрикового механизма с электрическим двигателем, установленные на основании, стробоскоп, закрепленный на основании перпендикулярно испытуемому образцу, при этом испытуемый образец выполнен с возможностью шарнирного закрепления одной стороной к первой опоре, другой стороной к вибратору, вторая опора установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль испытуемого образца в пазу в виде «ласточкина хвоста», выполненном в основании между первой опорой и вибратором и снабжена наконечником в виде винтовой пары, прибор снабжен Г-образным кронштейном, установленным в другом пазу, выполненном в виде «ласточкина хвоста» на основании с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль испытуемого образца, а на верхней части Г-образного кронштейна закреплен электрический двигатель с патроном, с возможностью вертикального перемещения.
Существенные отличия и новизна заключаются в том, что при этом испытуемый образец выполнен с возможностью шарнирного закрепления одной стороной к первой опоре, другой стороной к вибратору, вторая опора установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль испытуемого образца в пазу в виде «ласточкина хвоста», выполненном в основании между первой опорой и вибратором и снабжена наконечником в виде винтовой пары, прибор снабжен Г-образным кронштейном, установленным в другом пазу, выполненном в виде «ласточкина хвоста» на основании с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль испытуемого образца, а на верхней части Г-образного кронштейна закреплен электрический двигатель с патроном, с возможностью вертикального перемещения.
Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области и смежных областях позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявленном устройстве.
На фиг. 1 изображен общий вид полезной модели; на фиг 2а - таблица результатов первичного эксперимента для пропитанных жгутов конкретного конструкционного материала; на фиг 2б - таблица сравнительных результатов первичного эксперимента для пропитанных жгутов конкретного конструкционного материала без отверстий и с ними.
Испытуемый образец пропитанного жгута 1 шарнирно прикреплен с одной стороны к опоре 2 с другой к вибратору 3, установленным на основании 4. Вибратор 3 выполнен в виде эксцентрикового механизма 5 с электрическим двигателем 6. Также на основании 4 установлен стробоскоп 7 перпендикулярно испытуемому образцу 1 и вторая опора 8 закреплена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль испытуемого образца 1 в пазу в виде «ласточкина хвоста», выполненном в основании между первой опорой 2 и вибратором 3. Вторая опора 8 снабжена наконечником в виде винтовой пары 9. Кроме того в другом пазу, выполненном в виде «ласточкина хвоста» на основании 4 с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль испытуемого образца пропитанного жгута 1 закреплен Г-образный кронштейн 10, на верхней части которого закреплен электрический двигатель 11 с патроном 12, с возможностью вертикального перемещения.
Прибор работает следующим образом.
При включении электрического двигателя 6, вращения вала которого через эксцентриковый механизм 5 преобразуются в возвратно-поступательные перемещения вибратора 3, который возбуждает колебания испытуемого образца 1. Путем плавного изменения частоты вращения вала электрического двигателя 6 изменяют частоты вынуждающей силы. При приближении частоты вынуждающей силы к частоте собственных колебаний возрастает амплитуда колебаний испытуемого образца пропитанного жгута 1, наступление резонанса определяется стробоскопом 7.
Установив частоту резонансных колебаний пропитанного жгута 1, определяют соответствующую этому режиму форму колебаний.
Меняя испытуемый образец пропитанного жгута 1 конструкционного материала, зафиксировав силу натяжения, номер гармоники, плотность материала, замеряют собственную частоту колебаний, которая зависит от площади поперечного сечения, и по ней проводят дефектацию партии образцов. На фиг. 2а приведена таблица результатов первичного эксперимента для пропитанных жгутов конкретного конструкционного материала.
Выбрав из партии образец с самой высокой частотой собственных колебаний, закрепляют его к опоре 2 и к вибратору 3. Подводят Г-образный кронштейн 10 к середине пропитанного жгута 1 и закрепляют к основанию 4. В патроне 12 закрепляют сверло. Выворачивают наконечником винтовой пары 9 до касания с испытуемым образцом пропитанного жгута 1. Включают электрический двигатель 11, перемещая его в вертикальном направлении, осуществляют процесс сверления пропитанного жгута 1.
Меняя испытуемый образец пропитанного жгута 1, а также место сверления, толщину сверла, место расположения Г-образного кронштейна 10 исследуют влияния дефектов на частоту собственных колебаний пропитанного жгута 1, связанную с площадью его поперечного сечения, получая количественную характеристику частоты собственных колебаний пропитанного жгута 1 от его площади поперечного сечения. На фиг. 2б приведена таблица сравнительных результатов первичного эксперимента для пропитанных жгутов конструкционного материала без отверстий образцы №1, 3, 5 и эти же образцы с отверстиями №2, 4, 6.
Таким образом, применение предлагаемого прибора позволяет повысить однородность и точность подбора предварительных заготовок за счет дефектации пропитанных жгутов 1 нетокопроводящих волокон микропластиков перед формированием конструкции из них по критерию равенства площадей поперечного сечения, а также количественно исследовать влияния дефектов на частоту собственных колебаний жгута, связанную с площадью его поперечного сечения.
За счет того, что определяется уточненная площадь поперечного сечения пропитанных жгутов, можно повысить достоверность определения физико-механических характеристик однонаправленных пластиков, участвующих в восприятии действующих нагрузок и прочность конструкции к ударным воздействиям за счет дефектации пропитанных жгутов.