РАЗДЕЛ 2
МЕТОДИКИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СТАТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ
2.1 Особенности тензометрирования объектов исследования
Существующие методики экспериментального исследования напряженно-деформированного состояния конструктивных элементов тензометрированием, как правило, не могут непосредственно применяться для изделий радиоэлектронной аппаратуры. Это объясняется следующими причинами:
1. Для изготовления изделий радиоэлектронной аппаратуры широко применяются такие неметаллические материалы, как стекло, керамика, пластмассы, компаунды на основе эпоксидных и полиэфирных смол, которые характеризуются, во-первых, относительно малой величиной модуля упругости (2...6?109 Па) при достаточно высоком значении коэффициента Пуассона (0,35...0,45). Во вторых, они обладают малыми тепло- и электропроводностью ?78, 123, 125, 136?. Малая теплопроводность, с одной стороны, обеспечивает сравнительную неизменность температуры объекта исследования при локальных воздействиях. С другой же стороны, это ухудшает отвод тепла от тензорезисторов, что приводит к их перегреву током питания и значительным температурным погрешностям, особенно при установке тензорезисторов внутри объекта исследования.
2. Традиционные клеи для препарировки тензодатчиков обладают недостаточной адгезионной способностью к используемым материалам для изготовления объектов исследования ?53, 58?.
Учитывая изложенное, для решения поставленных в работе задач использовались тензодатчики с базой 5, 10 и 15 мм, а также однонитиевые датчики типа МПТ и КФ4 базой 0,5...3 мм.
Для определения оптимального клея были определены метрологические характеристики тензодатчиков МПТ (коэффициент тензочувствительности и ползучесть), препарированных различными клеями на тарировочные балочки, изготовленные из керамики и компаундов, в широком диапазоне температур. Результаты испытаний приведены в табл. 2.1, 2.2.
Для керамических материалов наиболее предпочтительным является клей Циакрин ЭО, который обеспечивает в широком диапазоне температур наибольшую чувствительность с наименьшими ее разбросом и ползучестью. Для компаундов такими являются клеи БФР-2К и Cyanoacrylate adhesive.
Следующим принципиальным моментом тензометрирования является определение допустимой величины тока питания тензодатчиков.
Известно ?87?, что предельная величина тока питания в тензодатчике обусловлена допустимой температурой нагрева решетки, величина которой определяется количеством выделяемого током тепла, и условиями охлаждения, которые зависят от размеров объекта испытания и его теплопроводности; площади поверхности, занимаемой нитями решетки; отношения поверхности проволоки к ее объему; толщины клеевого слоя и его теплопроводности; температуры окружающей среды и ряда других факторов.
Температура оказывает влияние на сопротивление тензодатчиков, вызывая "кажущуюся" или фиктивную деформацию ?к. Это означает, что определяемая деформация ? представляют алгебраическую сумму действительной ?д и фиктивной ?к деформаций.
Для решения задачи определения фиктивной деформации ?к была разработана специальная установка (рис. 2.1).
При помощи переключателя П в активное плечо электронного измерителя деформации (ЭИД), в качестве которого применялись тензостанция типа 8АНЧ-26, включались один из магазинов сопротивлений М1, М2 и один из исследуемых тензодатчиков Д1 или Д2. Значения сопротивлений на магазинах сопротивлений М1 и М2 подбирались примерно равными сопротивлению тензодатчиков.
Таблица 2.1
Характеристики тензодатчиков МПТ, препарированных на керамические образцы
Тип клеяКоэффициент тензочуствительности
при температуре, равной:Разброс коэффициентов тензочуствительности (%) при температуре, равной:Ползучесть (%)
при температуре, равной:-600С180С500С800С-600С180С500С800С-600С180С500С800САцетатно-целлуло-идный1,891,881,771,455,12,33,219,32,12,32448Cyano
acrylate adhesive2,002,002,002,011,41,41,31,40,70,70,81,8БФР-2К1,992,012,021,911,21,42,11,90,103,724Циакрин ЭО1,992,002,012,011,31,31,21,20,100,10,1ВС-3501,951,941,931,702,31,61,83,90,60,66,615,8КТ-301,981,991,992,001,21,21,61,60,30,11,21,3
Таблица 2.2
Характеристики тензодатчиков МПТ, препарированных на образцы из компаунда
Тип клеяКоэффициент тензочувствительности
при температуре, равной:Разброс коэффициентов тензочувствительности (%) при температуре, равной:Ползучесть (%)
при температуре, равной:-600С180С500С800С-600С180С500С800С-600С180С500С800САцетатно-целлуло-идный1,891,881,771,455,12,33,219,32,12,32448Cyano
acrylate adhesive1,971,981,981,991,31,31,41,40,200,20,2БФР-2К1,991,992,002,001,21,21,61,60,20,10,180,2Циакрин ЭО2,002,002,02,022,31,551,83,90,60,62,63,8ВС-3501,981,991,981,911,71,32,23,50,60,34,98,1КТ-301,971,971,981,992,42,32,33,20,70,40,70,9
Автотрансформатором А устанавливалось определенное напряжение питания мостовой схемы ЭИД. Ток питания тензодатчиков определялся при помощи милливольтметра V1, измеряющем падение напряжений на эталонном сопротивлении R = 10 Ом, которое было включено последовательно с исследуемым тензодатчиком.
Нулевое показание ЭИД отсчитывалось в течение 3...5 с после подключения тензодатчика. Последующий отсчет показаний по ЭИД производили через 1, 3, 5, 10 и 12 мин. Испытанию подвергались тензодатчики типа МПТ и КФ4П1 с различными базами, которыми препарировался керамический образец как на его поверхности, так и под слоем эпоксидного компаунда. На рис. 2.2 приведены зависимости изменения относительного сопротивления тензодатчиков МПТ во времени при различной величине тока питания для тензодатчика МПТ базой 5 мм и сопротивлением 50 Ом. Относительное сопротивление характеризует "кажущуюся" деформацию ?к, которая обусл
- Київ+380960830922