МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

“МАТИ” - РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ им. К. Э.ЦИОЛКОВСКОГО

______________________________________________________________________________________

Кафедра "Технология переработки неметаллических материалов"

Утверждено на заседании

кафедры

"___" ___________ 2011 г.

Зав. кафедрой ТПНМ

___________

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению лабораторных работ по дисциплине

«Методы неразрушающего контроля качества полимерных

и композиционных материалов и изделий из них»

Составитель:

МОСКВА - 2011

Настоящие методические указания предназначены в помощь студентам при выполнении лабораторных работ по дисциплине "Методы неразрушающего контроля качества полимерных и композиционных материалов и изделий из них", читаемую в рамках учебного плана подготовки магистров по направлению150100.68 "Материаловедение и технологии материалов" по практико-ориентированному (прикладному) профилю "Конструирование и производство изделий из композиционных материалов".

Содержание

Введение …………………………………………………………………

4

Лабораторная работа №1. Измерение скорости упругих волн

6

Лабораторная работа №2. Лабораторная работа №2. Акустическая структурометрия ПКМ

7

Лабораторная работа №3. Лабораторная работа №3. Акустическая дефектоскопия изделий из ПКМ»

9

Лабораторная работа №4. Лабораторная работа №4. Электроемкостный контроль пористости ПКМ

10

Введение

Лабораторные работы предназначены для усвоения материала теоретических занятий, получения навыков по неразрушающему контролю полимерных и композиционных материалов и изделий из них.

Выполненные лабораторные работы являются допуском к промежуточной аттестации.

Лабораторные работы выполняются в специальной лаборатории на конкретных объектах и приборах. При проведении лабораторных работ необходимо следовать правилам работы в лаборатории. Выполнение лабораторной работы включает три этапа:

Этап 1. Сбор данных;

Этап 2. Оформление отчета;

Этап 3. Защита лабораторной работы.

Этап 1. Сбор данных (согласно прописи по выполнению работы).

Инструкция по выполнению работы включает следующие разделы: № лабораторной работы, название, цель, оборудование, место проведения, время, порядок выполнения

Сбор данных выполняется в следующем порядке:

·  изучается инструкция по выполнению работы;

·  уясняется цель работы и последовательность действий;

·  уточняются у преподавателя непонятные моменты;

·  подготавливаются необходимые таблицы;

·  выполняются действия согласно пунктам раздела «Порядок выполнения». Основные действия и выводы конспектируются.

Данные конспектируются и затем заносятся в отчет в соответствии с п. 2.

Этап 2. Оформление отчета.

Отчет оформляется индивидуально каждым студентом на листах формата А4. Разрешается печатать отчеты на пишущей машинке или принтере, либо вручную аккуратным почерком, используя выделения подчеркиванием и цветом.

Отчет по каждой работе должен включать разделы:

1.  № лабораторной работы (см. пропись по выполнению работ);

2.  Название работы (см. пропись по выполнению работ);

3.  Цель работы (см. пропись по выполнению работ);

4.  Оборудование (используемое в данной работе);

5.  Место проведения (аудитория и рабочее место);

6.  Время (дата и время выполнения работы);

7.  Ход работы (упорядоченное изложение хода выполнения работы, выводы и данные по пунктам, заполненные таблицы).

8.  Место для подписи преподавателя.

Этап 3. Защита лабораторной работы.

Для защиты лабораторной работы студент должен:

·  представлять цель и порядок выполнения работы;

·  изучить практический и теоретический материал согласно вопросам к защите;

·  ответить на вопросы по лабораторной работе.

Защищенная лабораторная работа подписывается преподавателем с указанием числа защиты работы.

Выполненные в полном объеме лабораторные работы являются допуском к зачету (экзамену). Студенты, не защитившие всех лабораторных работ, к зачету (экзамену) не допускаются

Лабораторная работа №1

«Измерение скорости упругих волн»

Цель: практически ознакомиться с методиками измерения скорости упругих волн.

Оборудование: приборы УКБ-1М и ИСЗУ 3310.

Место проведения: лаборатория каф. ТПНМ

Задание № 1. Измерить скорость С упругих волн в полиметилметакрилате (ПММА) двухбазовым ручным методом с помощью прибора УКБ 1М.

1 – образец материала; 2 – излучающий преобразователь (излучатель); 3 – принимающий преобразователь (приемник); I – первое положение приемника; II - второе положение приемника; l1 (l2) – длина первой (второй) базы измерений.

Рисунок - Схема измерения скорости упругих волн двухбазовым методом.

Расчетная формула:

где t1(t2) – время прохождения волной первой (второй) базы.

Таблица - Результаты измерений при D l = 50 мм

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

№№

Ф. И.О. студента

t1, мкс

t2, мкс

t2 – t1, мкс

С, м/с

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Задание 2. Измерить скорость С упругих волн в полиметилметакрилате (ПММА) с помощью прибора ИСЗУ 3310

№№ измерения

1

2

3

4

5

С, м/c

Лабораторная работа №2

«Акустическая структурометрия ПКМ»

Цель: практически ознакомиться с принципами акустической структурометрии ПКМ.

Оборудование: прибор ИСЗУ 3310.

Место проведения: лаборатория каф. ТПНМ

Задание 1. Измерить скорость С упругих волн в стеклотекстолите КАСТ-В при различных углах a его прозвучивания с помощью измерителя скорости и затухания ультразвука марки ИСЗУ 3310. Полученные данные внести в таблицу 2.

Рисунок - Схема раскроя листа 1 стеклотекстолита КАСТ-В на образцы, 3 и 2 – направления расположения армирующих волокон в стеклотекстолите.

Таблица - Результаты измерений

a, град

С, м/с

Ест, МПа

Един, МПа

0

1200

15

900

30

550

45

350

60

450

75

750

90

950

Задание 3. Построить графические зависимости скорости С упругих волн от угла прозвучивания a, статического модуля упругости Ест при растяжении КАСТ-В от угла a приложения нагрузки и зависимость Ест от С. Объяснить полученные результаты.

Лабораторная работа №3

«Акустическая дефектоскопия изделий из ПКМ»

Цель: практически ознакомиться с принципами акустической дефектоскопии изделий из ПКМ.

Оборудование: приборы ДУК 8М и ИАД 2.

Место проведения: лаборатория каф. ТПНМ

Задание 1. Настроить с помощью настроечного образца ультразвуковой дефектоскоп ДУК 8М с целью контроля теневым методом расслоений в слоистых пластиках. Определить ориентировочно чувствительность метода.

Задание 2. Настроить с помощью настроечного образца импедансный дефектоскоп ИАД 2 с целью обнаружения непроклеев в клеевых соединениях. Провести контроль клеевого соединения двух пластин из эпоксистеклотекстолита и алюминиевого сплава. Определить ориентировочно чувствительность метода.

Задание 3. Зарисовать схемы настроечных образцов.

Рисунок - Настроечный образец для настройки дефектоскопов на поиск

расслоений в слоистых пластиках.

Рисунок - Настроечный образец для настройки дефектоскопов на поиск

непроклеев в клеевых соединениях.

Лабораторная работа №4

«Электроемкостный контроль пористости ПКМ»

Цель: практически ознакомиться с принципами электроемкостного контроля пористости ПКМ.

Оборудование: прибор ИСЗУ 3310.

Место проведения: лаборатория каф. ТПНМ

Задание 1. Определить гидростатическим взвешиванием фактическую плотность rФ образцов пластика ПАП-Ф, отпрессованных при различном давлении Р.

Расчетная формула:

где F1 – вес образца на воздухе; F2 – вес образца в воде, равный F2 = F3 –F4,

F3 – вес образца в воде с проволочной корзинкой, F4 – вес корзинки в воде,.

Таблица - Результаты измерений и расчетов

№

Р, кг/см2

F1, г

F3, г

F2, г

F1-F2, г

rФ , кг/м3

rТ , кг/м3

jП , %

x, %

1

0,5

2

1,0

3

4,0

4

8,0

5

80,0

Задание 2. Рассчитать теоретическую плотность rт образцов пластика ПАП-Ф (иначе – беспористого пластика) по формуле:

где rв (rм) – плотность армирующих волокон (полимерной матрицы); jв (jм) – относительное объемное содержание волокон (матрицы)

В пластике ПАП-Ф на основе армирующих фенилоновых волокон и поликапроамидной матрицы указанные параметры составляют следующие значения:

rв » 1380 кг/м3; rм » 1180 кг/м3; jв » 0,5; jм » 0,5

Задание 3. Рассчитать пористость jП образцов пластика ПАП-Ф, отпрессованных при различном давлении Р, по формуле:

Задание 4. Измерить диэлектрическую проницаемость e образцов пластика ПАП-Ф, отпрессованных при различном давлении Р, с помощью измерителя

диэлектрических характеристик ИДХ 7003

Таблица - Результаты измерений диэлектрической проницаемости образцов ПАП-Ф

№

Р, кг/см2

e

x, %

1

0,5

2

1,0

3

4,0

4

8,0

5

80,0

Примечания: 1. Сделать 9 измерений e для каждого вида образцов и записать их в колонке «e».2. В колонку « x » записать центральное значение (иначе - медиану) из вариационного ряда значений e из предыдущей колонки.

Задание 4. Построить графическую зависимость x = f (jп)

Виктор Алексеевич ГОНЧАРЕНКО

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению лабораторных работ по дисциплине

«Методы неразрушающего контроля качества полимерных

и композиционных материалов и изделий из них»

Объем 0,5 п. л. Тираж экз. Каф. ТПНМ

Множительный центр "МАТИ"-РГТУ им.