SU1582078A1 - Способ определени реологических характеристик неупругих материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области исследовани  реологических свойств различных материалов, в частности к способам оценки реологических параметров неупругих, упругопластических, нелинейнов зких и других подобных материалов. С целью упрощени  способа материал деформируют между двум  поверхност ми, подвижной и неподвижной, причем в качестве неподвижной поверхности используют наклонную плоскость, а в качестве подвижной - цилиндрическую гибкую оболочку, в которую помещают образец испытуемого материала. Скатыва сь по наклонной плоскости вниз под действием собственного веса и пригруза, капсула с материалом деформируетс  и в поперечнике приобретает форму эллипса. 5 ил.

Description

1

(21)4393475/31-25

(22)21.03.88

(46) 30.07.90. Бюл. N 28

(71)Институт горнего дела СО АН СССР

(72)А.Ф.Ревуженко

(53)532.137 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1226163, кл. G 01 N 11/00.

Авторское свидетельство СССР № 319880, кл. G 01 N 11/00.

(54)СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕУПРУГИХ МАТЕРИАЛОВ

(57)Изобретение относитс  к области исследовани  реологических свойств

различных материалов, в частности к способам оценки реологических параметров неупругих, упругопластических, нелинейнов зких и других подобных материалов. С целью упрощени  способа материал деформируют между двум  поверхност ми, подвижной и чепсдвижной , причем в качестве неподвижной поверхности используют наклонную плоскость, а в качестве подвижной - цилиндрическую гибкую оболочку, в которую помещают образец испытуемого материала. Скатыва сь по наклонной плоскости вниз под действием собственного веса и пригруза, капсула с материалом деформируетс  и в поперечнике приобретает форму эллипса. 4 ил.

с &

(Л

Изобретение относитс  к исследованию реологических свойств различных материалов, в частности к способам оценки реологических характеристик неупругих, упругов зкопласти- ческих, нелинейнов зких и других подобных материалов, и может быть использовано , например, в химической промышленноети или в другой отрасли, св занной с обработкой сложных реологических сред, а также в учебном процессе при демонстрации реологического поведени  различных сред.

Цель изобретени  - упрощение способа определени  реологических свойств npi одновременном расширении номенклатуры испытуемых материалов.

В основе способа лежит течение под действием скатывающей силы веса

I

материала и пригруза, который может

быть и нулевым. Сдвигающие напр жени  вызывают деформирование материа- . ла и в конечном счете это приводит к движению оболочки с материалом вниз.

Деформирование материала сопро- вождаетс  диссипацией энергии, необратимым ее рассе нием за счет уменьшени  потенциальной энергии капсулы с пригрузом.

На фиг. t представлена схема испытани  без пригруза; на фиг. 2 - схема испытани  с дополнительной нагрузкой на подвижной поверхности; на фиг. 3 - график скорости смещени  капсулы в зависимости от скатывающей силы (sin o( ) - деформирование меда; на фиг. 4 - график скорости смещени  капсулы в зависимости от скатывающей

СП

оо

ГчЭ

vj

00

силы (sin«) - деформирование свежего жидкого теста из пшеничной муки.

Способ осуществл ют следующим образом .

Заполн ют испытуемым материалом гибкую цилиндрическую оболочку, например , из тонкой резины, толщиной 0,06 - 0,1 мм. Закрывают оболочку герметично, полученную капсулу 1 с образцом материала размещают на плоской поверхности 2 так, чтобы образующа  цилиндрической капсулы 1 была перпендикул рна направлению наибольшего ската (см. фиг. 1). Под действием силы т жести оболочка приобретает форму, близкую к эллиптической . Наклон ют плоскость под углом о( к горизонту (фиг. 1). Капсула под действием силы т жести начинает перемещатьс  вниз по направлению наибольшего ската. При этом капсула перекатываетс  подобно гусенице трактора, ее форма переходит сама в себ  и остаетс  неизменной. Участок разгона, незначительный дл  малых скоростей, из рассмотрени  исключаетс . При таком способе нагру- жени  напр женно-деформированное состо ние материала будет стационарным и близким к однородному. Однородность деформаций - это главное требование к реометрическим измерени м. В этом случае не представл ет принципиальных трудностей интерпретаци  результатов измерений. Если требуетс  только сравнительна  оценка реологических свойств материалов либо оценка эволюции свойств во времени одного и того же материала, то таки сравнени  можно сделать непосредственно из скорости скатывани  различных образцов.

Пример . В качестве испытуемого материала использовали мед и тесто из пшеничной муки. Капсула имела размеры (фиг. 2): длина L (больша  ось эллипса) - 0,06 м; высота Н (мала  ось эллипса) - 0,02 м. Перемещение капсулы вниз по наклонной плоскости производили на рассто нии 0,41 м. Врем  t перемещени  зависит от свойств испытуемого материала и угла наклона плоскости к горизонту. По результатам измерении вычисл ли скорость V перемещени , устанавливали зависимость скорости скатывани , пропорциональной деформации, от угла

5

0

5

0

5

0

5

0

5

наклона. Если с увеличением угла с( скорость остаетс  равной нулю, т.е. капсула находитс  в покое, то это свидетельствует о наличии порога текучести (или предела текучести). Если скорость пропорциональна sin о/, то это свидетельствует о том, что жидкость относитс  к классу ньютоновских. Если же скорость скатывани  растет быстрее или медленнее, чем sin d , то испытуемый материал относитс  к классу дилатантных жидкостей или псевдопластических сред и т.д. Некоторые материалы, например тесто густое , деформируютс  предлагаемым способом лишь при условии, что оболочка нагружена сверху. Тогда придавливали капсулу сверху плоской доской с укрепленным на ней грузом . Нагрузка должна воздействовать на капсулу в течение всего процесса, поэтому доска устанавливалась на катках, как показано на фиг. 2. По результатам измерений строили графики зависимости скорости деформировани  от угла наклона (фиг. 3 и 4).

Осуществление деформировани  материала вместе с деформированием оболочки , в которую он помещен перед испытанием , позвол ет достичь напр женно-деформированного состо ни , близкого к однородному, и расширить номенклатуру испытуемых материалов. Кроме того, устройство, реализующее предлагаемый способ, характеризуетс  простотой, в результате чего упрощаетс  способ.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ определени  реологических характеристик неупругих материалов, при котором материал деформируют между подвижной и неподвижной поверхност ми и по углу между перемещаемой и горизонтальной поверхност ми суд т о зависимости между в зкостью неньютоновской жидкости и скоростью деформации, отличаю щ и и - с   тем, что, с целью упрощени  способа , материал помещают в цилиндрическую капсулу из гибкого материала и располагают на наклонной плоскости образующей перпендикул рно направлению наибольшего ската, деформируют материал путем перемещени  капсулы под действием силы т жести и пригруза

   подвижной поверхности, по углу наклона плоскости и скорости перемеще- материала.

   I I

   ни  суд т

   Фаг. 1

   10

   №Ю м1сек

   11Ю н1сск)

   0,08115е) 0,tt(8°j 0,22113°) 0,27/16) 0,34(20°)

   Фиг.3

   материала.

   ни  суд т о реологических свойствах

   Фиг. 2

   slnoCfazpad)

   U-W1 М/сек1см/сек)

   Ofl87f5°} Q, 0,22(73°) 0,27/76) QJ4/ZO ) Фиг.4

   sLndfctpad)