Экспериментальное определение динамических характеристик эластомеров Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

<Тешетневс^ие чтения. 2016

IMI \

9

4«' -

я

X

\

Рис. 3. Графики зависимостей>'1(ю),у2(м) с указанием частоты одновременного обнуления амплитуды (т.1)

Заключение. Введение дополнительных связей в виде устройств для преобразования движения образует опору, выполняющую функции блокиратора внешнего воздействия.

Расчет условий совместного гашения по нескольким координатам может осуществляться на основе методов структурного динамического синтеза, приведенных в работах [1—3].

Библиографические ссылки

1. Елисеев С. В., Резник Ю. Н., Хоменко А. П. Мехатронные подходы в динамике механических колебательных систем. Новосибирск : Наука, 2011. 384 с.

2. Елисеев С. В., Хоменко А. П. Динамическое гашение колебаний: концепция обратной связи и структурные методы математического моделирования. Новосибирск : Наука, 2014. 357 с.

3. Елисеев С. В., Артюнин А. И. Прикладная теория колебаний в задачах динамики линейных механических систем. Новосибирск : Наука, 2016. 459 с.

4. Елисеев С. В., Резник Ю. Н., Хоменко А. П., Засядко А. А. Динамический синтез в обобщенных задачах виброзащиты и виброизоляции технических объектов. Иркутск : Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2008. 523 с.

References

1. Eliseev S. V., Reznik Yu. N., Khomenko A. P. Mekhatronnyie podkhodyi v dinamike mekhanicheskikh kolebatel'nyikh system. [Mechatronic approaches in the dynamic of mechanical oscillatory systems]. Novosibirsk : Nauka, 2011. 384 p.

2. Eliseev S. V., Khomenko A. P. Dinamicheskoe gashenie kolebanii: kontseptsia obratnoi sviazi i strukturnyie metodyi matematicheskogo modelirovania. [Dynamic vibration damping: the concept of feedback and structural methods of mathematical modeling]. Novosibirsk : Nauka, 2014. 357 p.

3. Eliseev S. V., Artiunin A. I. Prikladnaya teoria kolebanii v zadachakh dinamiki lineinyikh mekhanicheskikh system. [Applied theory of oscillations in dynamic problems of linear mechanical systems]. Novosibirsk : Nauka, 2016. 459 с.

4. Eliseev S. V., Reznik Yu. N., Khomenko A. P., Zasyadko A. A. Dinamicheski sintez v obobshenyikh zadachakh vibrozashityi i vibroizoliatsii tekhnicheskikh obektov. [Dynamic synthesis in generalized problems of vibroprotection and vibroisolation of technical objects.]. Irkutsk, Irkutsk state university publ., 2008. 523 с.

© Артюнин А. И., Елисеев С. В., Николаев А. В., 2016

УДК 62-762.4, 62-762.8, 678

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛАСТОМЕРОВ

А. А. Ашейчик, В. Л. Полонский

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого Российская Федерация, 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29 E-mail: aseichik52@mail.ru

Рассмотрены вопросы экспериментального определения динамического модуля и модуля внутреннего трения резин.

Ключевые слова: динамический модуль, модуль внутреннего трения, эластомеры, тангенс угла потерь.

Технология и мехат-рони^а в машиностроении

EXPERIMENTAL DEFINITION OF DYNAMIC PROPERTIES OF ELASTOMERS

A. A. Asheichik, V. L. Polonsky

Peter the Great St. Petersburg polytechnic university 29, Polytechnicheskaya Street, St. Petersburg, 195251, Russian Federation E-mail: aseichik52@mail.ru

The questions of experimental definition of the dynamic module and module of internal friction of rubbers are considered in this article.

Keywords: dynamic module, module of internal friction, elastomers, loss tangent.

В узлах аэрокосмической техники широко используются детали, изготовленные из эластомеров и полимеров [1; 2]. Наиболее важными характеристиками эластомера, определяющими его поведение под действием динамических нагрузок, являются частотные и амплитудные зависимости действительной Е' и мнимой Е" частей комплексного модуля:

Е* = Е' + 1Е", (1)

где Е' - действительная часть комплексного модуля (динамический модуль); Е'' - мнимая часть комплексного модуля (модуль внутреннего трения).

Динамический модуль, совпадающий по фазе с деформацией, характеризует упругую энергию, запасаемую при деформировании. Модуль внутреннего трения характеризует величину рассеянной энергии. Значительный интерес в качестве характеристик эластомера представляет величина тангенса угла потерь, определяемая по формуле

tg 5 = Е''/ Е', (2)

где 5 - угол фаз с частотой для эластомера, не проявляющего текучести.

В данной работе подлежит исследованию изменение динамического модуля и модуля внутреннего трения пяти бутадиен-нитрильных резин под условными названиями «56», «101», «985», «205», «207» в зоне вязкоупругого состояния в определенном диапазоне частот и заданных амплитудах деформации

[3-5]. Схема установки для исследования динамического модуля эластомеров при знакопеременном изгибе с вращением [6; 7] представлена на рис. 1.

Испытывались стандартные образцы диаметром 8 мм и длиной рабочей части образца 23,5 мм при изгибе с заданной амплитудой деформаций и заданными частотой вращения и температурой окружающей среды. Образец 1 закрепляется в зажимах 5 таким образом, что создается угол изгиба а, имитирующий величину угловой несоосности валов. Один из зажимов установлен на роторе электродвигателя 2, а другой на свободной оси, подшипники которой установлены в стойке 6.

Рис. 1. Схема установки для исследования динамического модуля и модуля внутреннего трения эластомеров

tg 5

0.2

0.15

0.1

20

25

30

35

40

45

985

56 101

207 205

f Гц

Рис. 2. Изменение тангенса угла потерь для различных эластомеров от частоты вращения при амплитуде деформации а = 0,1

Решетневс^ие чтения. 2016

Стойка 6 крепится в пазу подвижной платформы 7, закрепленной на вертикальной оси. Стойку 6 можно перемещать по криволинейному пазу для задания произвольных углов а, шкала которых 9 нанесена вдоль паза. Изгибающий момент, необходимый для расчета динамического модуля, определяется по весу грузов 8, уравновешивающих положение платформы 7. Платформа установлена в термокамере, ограничивающей объем, указанный на рис. 1 пунктиром. Установка обеспечивает задание угла а до 90о (деформации до а = 0,3), частоту вращения до 6000 об/мин и температуру в камере до 150 °С.

В результате экспериментальных исследований получены зависимости динамического модуля, модуля внутреннего трения и тангенса угла потерь от частоты вращения для пяти составов бутадиен-нитрильных резин (рис. 2).

Библиографические ссылки

1. Ашейчик А. А., Полонский В. Л. Экспериментальное исследование эластомеров и полимеров для нефтяной промышленности. СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2015. 236 с.

2. Ашейчик А. А. О методике испытаний эластомеров на устойчивость к взрывной декомпрессии // Фундаментальные исследования в технических университетах : материалы XI Всерос. конф. по проблемам науки и высшей школы, 2007. С. 247-248.

3. Ашейчик А. А., Ахметшин Т. Д. Испытание эластомеров при знакопеременном изгибе с вращением // XL Неделя науки СПбГПУ : сб. материалов науч.-практ. конф. Т. 4. СПб. : Изд-во СПбГПУ, 2011. С. 156-157.

4. Ашейчик А. А., Полонский В. Л. Прогнозирование изменения физико-механических свойств эластомеров при термическом старении // Современное машиностроение. Наука и образование. 2013. № 3. С. 265-272.

5. Чулкин С. Г., Ашейчик А. А., Селин С. Н. Использование композитных материалов в узлах трения нефтяного оборудования - шаровой запорной арматуры и в кабелях-толкателях // Вопросы материаловедения. 2012. № 4 (72). С. 240-244.

6. Ашейчик А. А. Детали машин и основы конструирования. СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2014. 111 с.

7. Ашейчик А. А. Стенд для исследования динамического модуля и модуля внутреннего трения эластомеров // Фундаментальные исследования в технических университетах : материалы XIV Всерос. конф. СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2010. Т. 1. С. 140-141.

References

1. Asheichik A. A., Polonskii V. L. Eksperimental'noe issledovanie elastomerov i polimerov dlya neftyanoi promyshlennosti. [Experimental research of elastomers and polymers for petroleum industry]. St.-Petersburg. St.-Petersburg polytechnical university publ., 2015. 236 p. (In Russ).

2. Asheichik A. A. [A study of the dynamic modulus and internal friction module elastomers] // Fundamental'nye issledovaniya v tekhnicheskikh universitetakh. Materialy XI Vserossiiskoi konferentsii po problemam nauki i vysshei shkoly. [Materials XI All-Russian Conference on Science and Higher Education], 2007. P. 247-248. (In Russ).

3. Asheichik A. A., Akhmetshin T. D. [Testing of elastomers with alternating bending with rotation] // XL Nedelya nauki SPbPU [XL Science week of SPbPU]. St.-Petersburg. St.-Petersburg polytechnical university publ., 2011. P. 156-157. (In Russ).

4. Asheichik A. A., Polonskii V. L. [The prediction of change of physic-mechanical properties of elastomers at thermal ageing]. Modern engineering. Science and education. 2013. P. 265-272. (In Russ).

5. Chulkin S.G., Asheichik A.A., Selin S.N. [Use of composit materials in subassembly of a friction of the oil equipment]. Materials Questions. 2012. № 4 (72). P. 240-244. (In Russ).

6. Asheichik A. A. Detali mashin i osnovy konstruirovaniya. [The machine elements and base of design]. St.-Petersburg. St.-Petersburg polytechnical university Publ., 2014. 111 p. (In Russ).

7. Asheichik A. A. [Stand for investigation of dynamic modulus and internal friction module elastomers] // Fundamental'nye issledovaniya v tekhnicheskikh universitetakh. Materialy XI Vserossiiskoi konferentsii po problemam nauki i vysshei shkoly. [Materials XI All-Russian Conference on Science and Higher Education]. 2010. Vol. 1. P. 140-141. (In Russ).

© Ашейчик А. А., Полонский В. Л., 2016

УДК 62-762.4, 62-762.8, 678

ИССЛЕДОВАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТРЕНИЯ ФТОРСОДЕРЖАЩИХ ПОКРЫТИЙ ПРИ ВЫСОКИХ И НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

А. А. Ашейчик, В. Л. Полонский

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого Российская Федерация, 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29 E-mail: aseichik52@mail.ru

Приведены результаты экспериментальных исследований коэффициентов трения покрытий из ксиланов в широком диапазоне температур.

Ключевые слова: коэффициент трения, антифрикционные покрытия, температура, исследования.