CS259316B1

CS259316B1 - Apparatus for testing the cohesion of two layers of composite material

Info

Publication number: CS259316B1
Application number: CS86636A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Kaderavek
Original assignee: Frantisek Kaderavek
Priority date: 1986-01-29
Filing date: 1986-01-29
Publication date: 1988-10-14
Also published as: CS63686A1

Abstract

Zařízení je určeno k měření soudržnosti krycí vrstvy zkušebního tělesa na vrstvě základní. Po zavedení tělesa mezi navíjecí a opěrný válec dochází působením momentu vnější síly k odtrhávání tenké vrstvy a uvolněný pásek je plynule odtahován přes navíjecí buben pohyblivou čelistí stroje. S navíjením pásku je vázáno valení navíjecího válce po rovině zkušebního tělesa. Tlak na zkušební těleso mezi válci se řídí nastavením tlačných pružin a dá se zrušit aretační pákou.The device is intended for measuring the adhesion of the cover layer of the test specimen to the base layer. After the specimen is introduced between the winding and support rollers, the thin layer is torn off by the action of an external force moment and the released strip is continuously pulled over the winding drum by the movable jaw of the machine. The rolling of the winding roller along the plane of the test specimen is connected with the winding of the strip. The pressure on the test specimen between the rollers is controlled by the setting of the compression springs and can be canceled by the locking lever.

Description

Vynález se týká zařízení ke zkoušení soudržnosti dvou vrstev složeného materiálu. Základní vrstva materiálu bývá kovová nebo nekovová, rovinná čí klenutá. Materiál vrchní, krycí vrstvy, má rozdílné fyzikální nebo chemické vlastnosti, podle podmínek použití, viz např. zabezpečování dálkových podzemních potrubí na ropu, plyn, vodu nebo izolační povlaky, krycí materiály v bytové technice a j.The invention relates to a device for testing the cohesion of two layers of composite material. The base material layer is metal or non-metallic, planar or arched. The topsheet material has different physical or chemical properties, depending on the conditions of use, see, for example, the provision of long-distance underground pipelines for oil, gas, water or insulation coatings, home coverings, and others.

K určování soudržnosti vrstev slouží určité mechanické zkoušky. V naší i cizí praxi se užívají dva způsoby zkoušení. Při jednom se zkušební těleso ve tvaru pásku upevní na plášt válce s vodorovnou osou. Válec je součástí zkušebního zařízení, které je při zkoušce uchyceno v horní, nepohyblivé čelisti trhacího stroje.Certain mechanical tests are used to determine the consistency of the layers. There are two methods of testing in our and foreign practice. In one case, the strip-shaped test body is attached to the cylinder housing with a horizontal axis. The cylinder is part of the testing device, which is mounted during the test in the upper, stationary jaw of the shredder.

Síla, kterou se zatíží konec pásku vrchní vrstvy, působí jeho postupné odtrhávání při současném navíjení na válcovou plochu. Soudržnost obou vrstev se posuzuje podle střední hodnoty zatěžující síly, která působila na určité délce pásku, přepočítané na jednotku jeho šířky. Popsaný způsob zkoušení je podstatou německé normy DIN 53 295 z roku 1962 a americké normy ASTM-Dl 781-60T.The force applied to the end of the topsheet strip causes it to tear off gradually while coiling on the cylindrical surface. The cohesiveness of both layers is judged by the mean value of the loading force acting on a certain length of the tape, calculated per unit of its width. The test method described is based on the German standard DIN 53 295 of 1962 and the American standard ASTM-Dl 781-60T.

Druhý způsob zkoušení soudržnosti, který se nazývá odlupování, je naznačen na obr. 1. Zkušební těleso je uchyceno v horní nehybné čelisti trhacího stroje. Síla P, vyvozená pohyblivou čelistí, působí na zahnutý konec pásku krycí vrstvy a postupně ho odtrhává. I zde se soudržnost vrstev posuzuje střední hodnotou síly P, která působila na délce 1θ, vztaženou na jednotku šířky “pásku. Síla P je výslednicí dvou složek, Pj a Pj· Složka překonává momentem Pj.p soudržnost vrstev a o její velikosti rozhoduje dokonalost spojení vrstev. Tato složka je tedy skutečným měřítkem soudržnosti. Složka Pj je závislá na fyzikálních a mechanických vlastnostech materiálu pásku a na parametrech jeho ohýbání, t.j . především na poměrném prodloužení vláken (s/rj. Deformační práce této složky roste s hodnotou modulu E a poměru (s/r), tj. při dané tlouštce £ s klesajícím poloměrem r.A second method of testing cohesion, called peeling, is shown in Fig. 1. The test body is mounted in the upper stationary jaw of the tearing machine. The force P exerted by the movable jaw exerts on the bent end of the cover layer strip and tears it away gradually. Here again, the cohesiveness of the layers is assessed by the mean value of the force P acting on the length of 1θ per unit of width of the tape. The force P is the resultant of two components, Pj and Pj. This component is therefore a true measure of cohesion. The component Pj is dependent on the physical and mechanical properties of the tape material and the bending parameters thereof, i. The deformation work of this component increases with the value of the modulus E and the ratio (s / r), i.e. at a given thickness £ with a decreasing radius r.

Vzájemnou velikost obou složek nelze při uspořádání podle obr. 1 určit. Při odlupování pásku o délce 1 hodnota síly P kolísá o í 15 až - 20 % kolem střední hodnoty. Toto kolísání ovlivňuje složka P₇ podstatně víc než složka P^. Při zkoušení způsobem podle obr. 1 nejsou dány podmínky pro to, aby byla poměrná velikost složky Pj podstatně menší než je složka a aby byla při určitých zkouškách stálá a zjistitelná. Zkoušení způsobem podle obr. 1 je značně nepřesné, nedává reprodukovatelné výsledky a skutečnou soudržnost vrstev neurčuje. Zkoušení bývá doprovázeno rušivými jevy na podélných okrajích pásku, které jsou vyvolávány tím, že se pásek neodtrhává po celé šířce současně a rovnoměrně.The mutual size of the two components cannot be determined in the arrangement according to FIG. When peeling a tape of length 1, the force value P varies by 15 to -20% around the mean value. This fluctuation influences the P component substantially more than _seven component P ^. When tested by the method of FIG. 1, there are no conditions for the relative size of the component P1 to be substantially smaller than the component and to be stable and detectable in certain tests. Testing by the method of FIG. 1 is considerably inaccurate, does not give reproducible results and does not determine the true cohesion of the layers. Testing is accompanied by disturbances at the longitudinal edges of the tape, which are caused by the tape not tearing at its full width at the same time and evenly.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že k volně otočnému navíjecímu válci uloženému pomoci hřídele a táhel ve štítech je například pomocí pružin připojen opěrný válec pro přitlačováni adherendu, přičemž ve štítech jsou také uloženy vclně otočné naváděcí válce.The aforementioned drawbacks are eliminated by the device according to the invention, characterized in that a support roller for pressing the adherend is attached to the free-rotating winding roller mounted by means of shafts and rods in the shields, for example, while the shields also accommodate fully rotatable guidance rollers.

Nový způsob zkoušeni na odpovídajícím zařízení má následující výhody. Dovoluje zkoušet soudržnost vrstev na poddajném i nepoddajném materiálu základním za normální, zvýšené i snížené teploty. Snižuje práci vynaloženou na deformaci pásku na minimum, jehož hodnota je při určité zkoušce stálá a zjistitelná. Zkoušky soudržnosti na určitých tělesech dávají reprodukova telné výsledky, jak co do průběhu zatěžující síly na zkušební délce, tak i co do její střední hodnoty.The new method of testing on a corresponding device has the following advantages. It allows testing the consistency of layers on flexible and inelastic base material at normal, elevated and reduced temperatures. It reduces the work involved in deforming the tape to a minimum, the value of which is stable and detectable in a particular test. Cohesion tests on certain bodies give reproducible results both in the course of the loading force over the test length and in its mean value.

Oddělování krycí vrstvy je po šířce pásku rovnoměrné, bez rušivých vlivů při okrajích zkušebního tělesa. Způsob zkoušení i příslušné zařízení lze beze změny použít i pro statické zkoušky za působení stálé zátěžné síly.The separation of the cover layer is uniform across the width of the strip, without disturbing the edges of the specimen. The test method and the associated equipment can also be used without change for static tests under constant load.

Zařízení podle vynálezu je znázorněno v nárysu a bokorysu na obr. 2 a lze ho použit v uspořádání podle obr, 3. Navíjecí válec 1, je prostřednictvím hřídele a táhel 2 otočně uložen ve štítech 2 ^a pružinami ji dotlačován k opěrnému válci j>, otočně uloženém rovněž ve štítech 3.The device according to the invention is shown in front view and side view in Fig. 2 and can be used in the arrangement of Figure 3. The winding roller 1 through the shaft rods 2 pivoted at 2 ^and shields it pressed by springs to the supporting cylinder j> rotatably also stored in shields 3.

Aretační pákou Ί_ se navíjecí válec 1. oddálí od válce 2· Při zkoušení se část krycí vrstvy zkušebního tělesa odtrhne a připraví k navíjení na válec i tak, že se prodlužovacím elementem napojí na jednu čelist trhacího stroje. Uvolněná část základní vrstvy se upne do druhé čelisti stroje. Po zařazení hnacího mechanismu stroje dojde při určité rychlosti posuvu čelisti k odtrhávání (odlupování) krycí vrstvy, která je ve tvaru ohebného pásku odtahována přes navíjecí válec i silou hnací čelisti stroje. Tato síla je průběžně zaznamenávána .With the locking lever se the winding roller 1 is moved away from the roller 2. During testing, a part of the test body cover layer is torn off and prepared for winding on the roller even by connecting it to one jaw of the shredder by an extension element. The loose part of the base layer is clamped into the second jaw of the machine. After engaging the machine drive mechanism, the coating layer is peeled off (peeling) at a certain speed of the jaw movement, which in the form of a flexible strip is pulled through the winding roller by the force of the machine jaw. This force is continuously recorded.

Zařízení podle vynálezu se uplatní v laboratořích podniků, které vyrábějí polotovary krycích vrstev nebo prostředky k jejich nanášení. Další uplatnění očekávat ve zkušebnách státních i průmyslových při hodnoceni postupů při výrobě vrstvených materiálů a látek k tomu potřebných.The apparatus according to the invention is used in laboratories of companies which produce semi-finished coatings or means for their application. Expect further application in state and industrial testing laboratories when evaluating procedures for production of laminated materials and substances necessary for this.

Claims

An apparatus for testing the consistency of two layers of composite material, consisting of a winding roll, characterized in that, for example, by means of springs (4), a free-rotating winding roll (1) supported by a shaft and rods (2) in the shields (3) a supporting roller (5) for pressing the adherend is connected, wherein the shields (3) furthermore have free rotating guide rollers (6).

Device according to claim 1, characterized in that a locking lever (7) is mounted on the winding roller shaft (1) to move the winding roller (1) away from the support roller (5).