СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СТЕРЖНЕЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ (ВАРИАНТЫ)

1. Способ определения механических характеристик стержней из полимерных композиционных материалов, предусматривающий нагружение образца возрастающей нагрузкой, регистрацию величины нагрузки и соответствующей деформации образца и последующий расчет значений механических характеристик, отличающийся тем, что образец в виде стержня постоянного сечения с шарнирно закрепленными концами подвергают продольному изгибу путем продольного нагружения, регистрируют величину продольной нагрузки и соответствующие величины стрелы прогиба и радиуса кривизны в зоне наибольшего прогиба, продольное нагружение продолжают до начала разрушения образца, напряжение σ, деформацию ε и модуль упругости E определяют по формулам:
где Р - приложенная к концам образца продольная нагрузка (реакция шарнирных опор);
f - стрела прогиба образца при продольном изгибе, мм;
3
w - момент сопротивления поперечного сечения образца, мм;
2
F - площадь поперечного сеченая рабочей части образца, мм;
d - диаметр образца, мм;
в
в
ρ - радиус кривизны в зоне максимального прогиба образца, мм, при этом наибольшее напряжение принимают за предельную прочность σ, а соответствующее ему значение деформации - за предельную деформацию σ.
2. Способ определения механических характеристик стержней из композиционных материалов, предусматривающий нагружение образца возрастающей нагрузкой, регистрацию величины нагрузки и соответствующей деформации образца и последующий расчет значений механических характеристик, отличающийся тем, что образец в виде стержня постоянного сечения с шарнирно закрепленными концами подвергают продольному изгибу путем продольного нагружения, регистрируют величину продольной нагрузки и соответствующую величину сближения концов образца в осевом направлении, продольное нагружение продолжают до начала разрушения образца, а механические характеристики определяют по формулам
где P - приложенная к концам образца продольная нагрузка (реакция шарнирных опор);
f - стрела прогиба образца при продольном изгибе, мм;
3
w - момент сопротивления поперечного сечения образца, мм;
2
F - площадь поперечного сечения рабочей части образца, мм;
d - диаметр образца, мм;
в
в
ρ - радиус кривизны в зоне максимального прогиба образца, мм, наибольшее напряжение принимают за предельную прочность σ, соответствующее ему значение деформации - за предельную деформацию σ; при этом величину стрелы прогиба f образца при продольном изгибе и радиус кривизны ρ в зоне максимального его прогиба в зависимости от величины сближения концов образца в осевом направлении Δ рассчитывают точными численными методами или с помощью аппроксимирующих выражений.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что для расчета значений величины стрелы прогиба f образца при продольном изгибе и радиуса кривизны ρ в зоне максимального прогиба образца в зависимости от величины сближения концов образца в осевом направлении Δ используют аппроксимирующие выражения,
где f - стрела прогиба образца при продольном изгибе, мм;
ρ - радиус кривизны в зоне максимального прогиба образца, мм;
δ=Δ/L - относительное сближение концов стержня при продольном изгибе;
L - исходная длина стержня, мм;
Δ - величина сближения концов стержня в осевом направлении, мм;
4. Устройство для определения механических характеристик стержней из полимерных композиционных материалов продольным изгибом, содержащее горизонтальное основание, установленные на нем подвижную с возможностью горизонтального перемещения шарнирную опору и неподвижный силоизмерительный узел, включающий неподвижно закрепленную на основании вертикальную стойку, снабженную в верхней части шарниром с подвешенным на нем кронштейном, на котором со стороны, обращенной к подвижной опоре размешена неподвижная шарнирная опора, а с противоположной - нагружающий наконечник, контактирующий с силоизмерительным датчиком, размещенным на вертикальной стойке, причем гнезда для установки образца в подвижной и неподвижной шарнирных опорах, нагружающий наконечник и силоизмерительный датчик сосны (размещены на одной линии), подвижная опора снабжена нагружающим механизмом, например электродвигателем с редуктором, а между подвижной опорой и силоизмерительным узлом установлены датчики измерения стелы прогиба и радиуса кривизны.
5. Устройство для определения механических свойств стержней из полимерных позиционных материалов, содержащее горизонтальное основание, установленные на нем подвижную с возможностью горизонтального перемещения шарнирную опору и неподвижный силоизмерительный узел, включающий неподвижно закрепленную на основании вертикальную стойку, снабженную в верхней части шарниром с подвешенным на нем кронштейном, на котором со стороны, обращенной к подвижной опоре, размещена неподвижная шарнирная опора, а с противоположной - нагружающий наконечник, контактирующий с силоизмерительным датчиком, размещенным на вертикальной стойке, причем гнезда для установки образца в подвижной и неподвижной шарнирных опорах, нагружающий наконечник и силоизмерительный датчик сосны (размещены на одной линии), подвижная опора снабжена нагружающим механизмом, например электродвигателем с редуктором, и датчиком перемещения.