Ghostscript wrapper for D:\BBB-ARCH\ARCHIWUM-lata-78-71\MTS72_t10z1_4\mts72_t10z3.pdf M E C H AN I K A TEORETYCZNA I  STOSOWANA 3,  10  (1972) BADANIA  WŁASN OŚ CI  REOLOG ICZN YCH   MATERIAŁU M OD ELOWEG O  WYKON AN EG O  W  OPARCIU   O  Ż YWICĘ EPOKSYD OWĄ   «EPID IAN  2»*) K AZ I M I E R Z  S Z U L B O R S K I  ( WAR S Z AWA) 1.  Problem  badań  optycznie  czuł ych  materiał ów  modelowych 1.1.  Wstę p.  Wś ród  wielu  m etod  stosowanych  do  badań  elementów  konstrukcyjnych w  róż nych  warun kach  ich  pracy  waż ne  miejsce  zajmują   badania  modelowe.  Istotny — z  uwagi  n a  szeroki  zakres  stosowan ia  —jest  tu  rozwijają cy  się   ostatnio kierunek  zmierza- ją cy  do  wykorzystania  m ateriał ów  optycznie  czuł ych,  prześ wietlanych  ś wiatł em  spolary- zowanym.  Wykorzystanie  ś wiatła  spolaryzowanego  do  badań  modelowych  w  szerszym zakresie  uzależ nione jest  od  rozwoju  prac  eksperymentalnych  nad  materiał ami optycznie czynnymi  szczególnie  w  zakresie  odkształ ceń nieliniowo- sprę ż ystych  i  niesprę ż ystych  oraz okreś lenie wpł ywu  n a  te param etry, ja k  i n a inne cechy fizyko- chemiczne  takich czynników, jak  obcią ż enia  szybko  zmienne, tem peratura i wilgotność  powietrza. P rowadzon e obecnie elastooptyczn e badan ia m odelowe w znacznym stopniu  wyprzedza- ją   prace  zwią zane  z  pozn an iem  samych  m ateriał ów modelowych.  D otychczasowe badania tego  typu  wykonywano  przy  uż yciu  takich  m ateriał ów, jak  szkł o, ż elatyna,  celuloid  oraz aktualn ie ż ywice  syntetyczne.  Szczególnie  burzliwy  rozwój  produkcji  tych  ostatnich spowo- dował   konieczność prowadzen ia  równolegle  badań  nad  oceną   ich przydatnoś ci  do modelo- wania  tak  w  zakresie  sprę ż ystym,  jak  i  pozasprę ż ystym. Wł asnoś ci  om awianych  tworzyw  zależą   w  sposób  istotny  od temperatury i czasu  trwania obcią ż enia. Literatura  techniczn a zawiera  cał y  szereg  publikacji  z  zakresu  badań  wł asnoś ci mecha- nicznych  i  Teologicznych  tworzyw  sztucznych  niewzmocnionych  i  wzmocnionych. Badania te  wią żą   się   w  gł ównej  mierze  z  rozwojem  zastosował a  tworzyw  sztucznych  do wykorzy- stan ia  róż nego  rodzaju  elementów  konstrukcyjnych.  Znacznie  mniejsza  liczba  prac jest zwią zana  z  problem am i  Teologicznymi  optycznie  czuł ych  materiał ów modelowych.  P race z  tej  dziedziny  są   fragm entaryczne,  brak  jest  opisu  i  dyskusji  wymaganych  wł asnoś ci m ateriał ów  modelowych. Szczególnie przydatn ym  m ateriał em  na m odele elastooptyczne mogą   być ż ywice  epoksy- dowe, które  w  ostatn im okresie  produkuje  się   w  kraju  w  coraz wię kszych  iloś ciach.  Wyka- zują   one znaczną  czuł ość optyczną   przy  stosun kowo  duż ym module sprę ż ystoś ci.  Wł asnoś ci mechaniczne  m ateriał ów  m odelowych  opartych  n a  ż ywicach  epoksydowych  zmieniają się   w  szerokim  zakresie  w  zależ noś ci  od  uż ytych  skł adników  wyjś ciowych  i  stosowanych *) Przedstawione  materiał y  stanowią   fragmenty  rozprawy  doktorskiej  autora. 392  K .  SZ U LBOR SK I procesów  technologicznych. Wyznaczone  w  próbach  doraź n ych  moduł y  sprę ż ystoś ci  pod- ł uż nej  dla  omawianych  tworzyw  zmieniają   się   od  kilku  do  kilkudziesię ciu  tysię cy  kG / c m 2. D ość  obszerny  przeglą d  dostę pnych  prac z zakresu  wykorzystania  ż ywic  epoksydowych jako  materiał u modelowego  nasuwa  wniosek,  iż  nie  są   jeszcze  gł ę boko  zbadan e  i  opisane wł asnoś ci  reologiczne,  mechaniczne i  optyczne  tego  tworzywa.  M ają c  n a  wzglę dzie  wyko- rzystanie  ż ywic  epoksydowych  do  wykonywania  modeli  o  wię kszej  sztywnoś ci  oraz  ewen- tualnego zastosowania  ich w  metodzie zam raż an ia, skon cen trowan o  uwagę   na  tworzywach o  wię kszych  moduł ach  sprę ż ystoś ci. N a  podstawie  przeprowadzonych  we  wcześ niejszym  okresie  badań  wł asnych,  których wyniki  umieszczono w  publikacji  [7], wytypowano  do  dalszych  szerszych  prac  badawczych ż ywicę   epoksydową   syntezowaną   na  gorą co  przy  wykorzystaniu  krajowego  surowca wyjś ciowego.  Wyniki  przeprowadzonych  dotychczas  w  tym  kierun ku  doś wiadczeń  są przedmiotem  tego  artykuł u. 1.2.  Cel  badań.  W  badaniach  dą ż ono  do  okreś lenia  w  róż nych  tem peraturach wł asnoś ci Teologicznych,  mechanicznych  i  optycznych  m ateriał u  modelowego  syntezowanego  n a gorą co  n a  bazie krajowej  ż ywicy  «Epidian 2».  P rzez  wł asnoś ci  reologiczne  rozumiemy  tu w  szczególnoś ci  peł zanie mechaniczne w  jednoosiowym  stanie  n aprę ż en ia  i  towarzyszą cą temu  peł zaniu  zmianę   efektu  optycznego,  okreś loną   wartoś cią   rzę du  izochrom y,  zwaną w  dalszym  cią gu  peł zaniem optycznym. Badania  przeprowadzono  przy  róż nych  tem peraturach w  zakresie  od  18  do  120°C  n a próbkach  poddanych  rozcią ganiu.  Przy  każ dej  ustalonej  tem peraturze  badan o  próbki, w których  realizowano  róż ne wartoś ci  n aprę ż eń rozcią gają cych.  W  celu pogł ę bienia wnios- ków  dotyczą cych  peł zania przy  stał ym  naprę ż eniu,  przeprowadzon o  dodatkowo  badan ia relaksacji. Wydaje  się ,  że  wyniki  wymienionych  badań  —  oprócz  moż liwoś ci  wykorzystania w  analizie  naprę ż eń  metodą   elastooptyczną   —  mogą   również  być  przydatn e  w  coraz bardziej  aktualnej  problematyce  zastosowań  ż ywic  epoksydowych  przy  wykonywaniu zł ą cz  i  elementów  konstrukcyjnych. 1.3.  Stan badań własnoś ci materiałów modelowych wykonywanych  z ż ywic epoksydowych.  P roblem  ba- dania  i  interpretacji  wł asnoś ci  materiał ów  modelowych  optycznie  czynnych  jest  bardzo obszerny  i  dlatego  obecnie  ograniczono  się   do  przedstawienia  jedynie  n iektórych  jego aspektów,  bardziej  zwią zanych  z  tematem  artykuł u.  Współ czesny  m ateriał   modelowy  do typowych  badań  stanu  naprę ż enia  w  zakresie  sprę ż ystym  przy  zastosowania  ś wiatła  spo- laryzowanego  powinien  posiadać  cechy,  które  okreś lono  w  pracy  PIN D ERY  [8]. N ależy stwierdzić,  że  ż aden  z  dotychczas  stosowanych  m ateriał ów  n ie  speł nia  tych  wym agań. N ajbardziej  znanymi  ż ywicami  epoksydowymi,  stosowanym i  w  E uropie jako  m ateriał do  badań  modelowych,  są   ż ywice  szwajcarskiej  firmy  C IBA  typu  «Araldit»  [1]. Krajowe  ż ywice  epoksydowe,  produkowan e  przez  wytwórnię   chemiczną   w  Sarzynie, znane  są   pod  nazwą   «Epidian». Pewne  charakterystyki  mechaniczne i  optyczne tworzyw  opartych  n a  ż ywicach  epoksy- dowych  typu  «Araldit»  podan o w  pracy  LOVEN A  i  SAMPSON  A  [6]. Z dolność  do  zam raż an ia  wymuszonego  efektu  optycznego  oraz  n iektóre  wł aś ciwoś ci optyczne i mechaniczne «Aralditu  B» został y zbadan e przez  M Ó N C H A  [3], [4]. P race  badaw- BAD AN I A  WŁ ASN OŚ CI  R E OLOG I C Z N YC H   M ATERIAŁU   M OD ELOWEG O  393 cze w tym  kierun ku  prowadzon e  był y  również  przez  H ABERLAN D A  i  P I D D E  [5].  M oż liwość m odelowania  konstrukcji  i ustrojów  zł oż onych z elementów  o róż nych wartoś ciach  moduł u sprę ż ystoś ci  n aś wietlona  został a przez  P IN D ERĘ  [8]. M im o  że ż ywicę   epoksydową   stosuje  się  obecnie  coraz  czę ś ciej  w  elastooptycznych badan iach  modelowych,  zdan iem  autora  wł asnoś ci  reologiczne  mechaniczne  i  optyczne tego  m ateriał u w róż n ych  tem peraturach  nie  został y jeszcze w dostatecznym  stopniu  wy- jaś n ion e.  W  szczególnoś ci  odczuwa  się   n iedostatek  w  zakresie  badań  wł asnoś ci materiał ów optycznie  czynnych,  opartych  n a krajowych  surowcach  typu  «Epidian».  Z  tego  zakresu wymienić  m oż na  nieliczne jeszcze  dotą d  prace  n a  temat  badań  niektórych  wł asnoś ci  tego typu  m ateriał ów  w  tem peraturach  pokojowych.  Badania  takie  został y  przeprowadzone w  kraju  przez  SŁOWIKOWSKĄ ,  KOZ ŁOWSKIEG O  i  BŁAŻ EWICZA  [9],  D OROSZKIEWICZA  [2] i  WOLN Ą  [U ]. D ą ż ąc  do  dalszego  rozwoju  zastosowan ia  ż ywic  epoksydowych  do  badań  modelowych m etodam i  optycznym i  wykon an o  w  tym  kierun ku  wstę pne  prace  doś wiadczalne,  które opisano  w  pracy  ORŁOSIA,  SOBICZEWSKIEG O  i  autora  [7].  N a  podstawie  analizy  przepro- wadzonych  badań  wstę pnych,  wytypowan o  m ateriał   oparty  na ż ywicy  «Epidian  2»  do dalszych  bardziej  wnikliwych  badań  wł asnoś ci  reologicznych  mechanicznych i  optycznych w  róż nych  tem peraturach . 1.4.  Materiał   badany. W pun kcie  1.3  uzasadn ion o  wybór  rodzaju  materiał u  przewidy- wanego  do szerszych  bad ań  modelowych.  Z uwagi  n a charakter  prowadzonych  badań , dą ż ono  do  otrzym an ia  kom pozycji  epoksydowej,  której  wł asnoś ci  mechaniczne i optyczne stosun kowo  w niewielkim  stopn iu  zależą   od  czasu  ż elowania,  a okres  starzenia  nowo  od- lanych  pł yt jest  ś ciś le  okreś lony.  Stabilność  wymienionych  cech może być  zagwarantowana w  dość  duż ym  stopn iu  poprzez  utwardzenie  ż ywicy  n a  gorą co.  D o  utwardzania  badanej ż ywicy  «Epidian  2»  uż yto  bezwodn ika  ftalowego,  który jest jednym  z najczę ś ciej  uż ywanych utwardzaczy  z  uwagi  n a ł atwą   dostę pn ość  i  niską   cenę .  Bezwodnik  ftalowy  krystalizuje w  postaci  dł ugich igieł  w tem peraturze  T  —  131,5°C.  P oza  tym jest  dqbrze  rozpuszczalny w ż ywicy  podgrzan ej  do  tem peratury T  >  60°C. Wykonywanie  pł yt  do  bad ań  odbywał o  się   wedł ug nastę pują cych  czynnoś ci:  Odważ oną ilość  ż ywicy  ogrzewan o  w parown icy  porcelanowej,  są czono  przez  gazę  w celu  oddzielenia zanieczyszczeń  m echanicznych  i  dodawan o  n astę pn ie  30 cz.  wag.  bezwodnika  ftalowego n a  100 cz. wag.  «E pidian u  2».  Z aró b m ieszano w ł aź ni  o tem peraturze 130°C do cał kowitego rozpuszczenia  utwardzacza.  N astę pn ie  wlewano  zarób  do  metalowej  formy  umieszczonej w  suszarce.  P oziom  formy  regulowan o  ś rubami  korekcyjnymi.  U twardzanie  prowadzono przez  24  godziny  w tem peraturze  90°C.  Z  kolei  wyjmowano  pł ytę  z formy  i wkł adano ją do  pł asko- równoległ ej  kuwety  w celu  dalszego  dotwardzen ia  w tem peraturze  130°C  przez n astę pne 24 godziny.  P o upł ywie  tego  czasu  ochł adzan o  ukł ad przez  obniż anie temperatury z szybkoś cią   1°C  n a  godzin ę   do poziom u  50°C,  po  czym  suszarkę   wył ą czano. U mieszczenie odlewu  w oleju  podczas  dotwardzan ia  i  ochł adzan ia miał o  n a  celu  wyeliminowanie  przy- padkowych  n aprę ż eń. W celu  zapewnienia  dobrego  odstawania  odlewu  od  ś cianki  formy, pł ytę   stalową   sm arowan o  każ dorazowo  pł ynem silikonowym,  który  speł niał   rolę   czynnika antyadhezyjnego.  Otrzym an e pł yty epoksydowe  miał y wymiary  5- 6  x 240 x 260  mm. Z pł yt wycinano  odpowiedn ie  kształ tki  sł uż ą ce  do  badań . 394 K .  SZULBORSKI 1.5.  Urzą dzenia  pomiarowe. Wszystkie  badan ia  przeprowadzon o  wykorzystują c  polaryskop JP- 2 wraz  z ukł adem obcią ż ają cym.  D o badań  w  podwyż szonych  tem peraturach posł uż yła specjalna  kom ora  termiczna  konstrukcji  wł asnej  autora.  P olaryskop  JP- 2  pracuje  przy rozproszonym  ź ródle  ś wiatła  m on ochrom atyczn ego  lam p  sodowych  lub  przy  ś wietle .20 120 160 Rys.  1 ż arowym  lamp  wolframowych  i  wyposaż ony  jest  w  skalę   umoż liwiają cą   wykonywanie pomiarów  uł amkowych  rzę dów  izochrom  metodą   kompensacyjną   wedł ug  Tardy'ego. P omiary  odkształ ceń  wykonano  za  pom ocą   ten som etrów  mechanicznych,  czujników zegarowych  oraz  aparatury  optycznej.  D o  pom iaru  odkształ ceń  wzdł uż nych  uż yto  tenso- metrów mechanicznych o elementarnej dział ce 0,01  m m , wyposaż onych  w listwy. Ten som etr posiadał   dwa  symetryczne  czujniki  zegarowe. Odkształ cenia  w  kierunku  poprzecznym,  z  uwagi  n a  poż ą daną   wię kszą   dokł adn oś ć, mierzono  za  pomocą   tensometrów  mechanicznych  H uggen bergera  o  elementarnej  dział ce bliskiej 0,001  mm i bazie /  =  20 m m . P om iar odkształ ceń próbek badan ych w tem peraturach podwyż szonych  odbywał   się   za pomocą   katetom etru pionowego  i  tensom etrów  mechanicz- nych.  U kł ady izochrom  rejestrowano  za  pomocą   m ał oobrazkowego  aparat u  fotograficz- nego. W  badan iach  stosowano  kilka  rodzajów  próbek.  P rzykł adowo  n a  rys.  1  przedstawion o próbkę   do  badań  w  tem peraturze  pokojowej.  Brzegi  próbek  był y  polerowan e,  n astę pn ie pokrywane  warstwą   lakieru  w  celu  eliminowania  efektu  brzegowego.  P róbki  przed  i  p o badaniach  przechowywano  w  wan n ach  wypeł nionych  olejem  w  celu  ochrony  ich  przed wilgocią . 2.  Badanie  wł asnoś ci  Teologicznych  materiał u  modelowego  opartego  na  ż ywicy  epoksydowej 2.1. Pełzanie mechaniczne w  temperaturze pokojowej.  Badan ia reologiczne rozpatrywanego  ma- teriał u  w  tem peraturze  pokojowej  obejmował y  próby  peł zania  oraz  relaksacji.  M ateriał modelowy  n a  próbki  przygotowywany  był   zgodnie  z  opisem  podan ym  w  pun kcie  1.4. Z  uwagi  na ch arakter prowadzon ych  badań  istotn ym  zagadn ien iem jest  okres  starzenia się   nowo  odlewanych  pł yt.  Wedł ug  dan ych  zawartych  w  pracy  [10] dotyczą cej  ż elazowania kompozycji  epoksydowych  n a bazie krajowej  ż ywicy  «E pidian 2», niezbę dny  okres  starzenia w tem peraturze pokojowej  wynosi  okoł o 4 dn i. BAD AN I A  WŁASN OŚ CI  R E OLOG I C Z N YC H   M ATERIAŁU   M OD ELOWEG O 395 W  przedstawionych  badaniach  próbki  do  badań  peł zania  wycinano  po  co  najmniej 14- dniowym  okresie  utwardzania.  Kształ t i wymiary  modeli w postaci  prę tów  pryzmatycz- nych  o  przekroju  prostoką tnym  był y  tak  dobrane,  aby  moż na  był o jednocześ nie  mierzyć odkształ cenia  wzdł uż ne  i  poprzeczne.  M odele  poddawano  jednoosiowemu  rozcią ganiu. D o pomiaru odkształ ceń wzdł uż nych uż yto czujników  zegarowych  opisanych w punkcie  1.5. Pomiary  odkształ ceń  poprzecznych  wykonywano  tensometrami  H uggenbergera.  Równo- cześ nie  badan o  wł asnoś ci  optyczne,  rozpatrywane  w  dalszym  cią gu  artykuł u.  Podczas prób  peł zania  stał ą   sił ę   osiową   wywierano  za  pomocą   ukł adu  obcią ż ają cego  polaryskopu JP- 2. Czas trwania  peł zania wynosił  24 godziny.  Badania  prowadzono przy  sześ ciu  róż nych wartoś ciach  naprę ż eń  w  poprzecznych  przekrojach  próbek,  mianowicie:  50,  100,  170 255, 300 i 340 kG / cm 2. P o odcią ż eniu próbek  obserwowano  zmiany odkształ ceń (nawrót po peł zaniu  zwią zany  ze  zjawiskiem  opóź nienia  sprę ż ystego)  w  cią gu  nastę pnych  24  godzin. t- w 10,0 6,0 o  -  wartoś ci  pomiarowe, ś rednie  z pię ciu  próbek a- 340  kG/ cm1  . a*=300 kG/ cm a=255 kG/ cm2 a=170 kG/ cm2 0=1OOkG/ cm2 po- o—o  o o=50 kG/ cm2 i  i  i  i  i "L. fl  1Z  16 peł zanie e- eft) S 12 nawrót 20 »  t fgodz.) e- e(t) Rys.  2 N a  rys.  2  przedstawiono  wyniki  badań  peł zania  mechanicznego  w  temperaturze po- kojowej.  N a  rysunku  tym  uwidoczniono  również  wyniki  pomiarów  odkształ ceń  przy nawrocie  po  peł zaniu wyznaczonych  w  cią gu  24  godzin.  U zyskane  wyniki  badań peł zania mechanicznego  pozwolił y  n a  wyznaczenie  zależ noś ci  a  od e  przy  ustalonych  czasach peł - za n ia . 2.2.  Peł zanie  mechaniczne  w  temperaturach  podwyż szonych.  B a d a n i a  p e ł za n ia  w  t e m p e r a t u r a c h podwyż szonych  wykonano  w  kom orze  o  automatycznej  regulacji  temperatury  z dokł ad- noś cią   do  0,l°C.  Kom ora  był a  umieszczona  w  przestrzeni  pomiarowej  polaryskopu  JP- 2. Pomiary  odkształ ceń wzdł uż nych i  poprzecznych  dokonywano  przy  uż yciu  wzorcowanych 396 K .  SZU LBORSKI czujników  zegarowych  i  tensom etrów  mechanicznych  H uggen bergera  oraz  katetom etru pionowego. Badania  peł zania przeprowadzon o  n a  próbkach  przedstawionych  n a  rys.  1 przy  ustalo- nych  trzech  poziom ach  tem peratur,  m ian owicie:  40°C,  80°C  i  100cC.  Czas  peł zania  przy wszystkich  poziom ach  tem peratur  wynosił   24  godziny.  P odobn ie  ja k  poprzedn io  w  tem- peraturze  pokojowej,  rejestrowano  odkształ cenia  przy  nawrocie  po  peł zan iu  w  cią gu nastę pnych  24  godzin.  Wyniki  szczegół owe  z, badań  p o d an o  w  pracy  [12]. N a  rys.  3  przedstawiono  przykł adowo  przebieg  krzywych  zależ noś ci  s  =   e(t)  przy naprę ż eniu  er =   50 kG / cm 2  w tem peraturach  Z1 równ ych  18, 40,  80 i  100°C. Z rys.  3  widać, E- 10*  i e- e(t)  przy  T=18°; 40°; 80°; 100°C  - a= 50 kG/ cm1 -  const. °  - wartoś ci  pomiarowe, ś rednie z  pię ciu próbek Rys.  3 że w  tem peraturze  100°C przebieg  wymienionych  zależ noś ci  róż ni  się   istotnie  od  przebiegu peł zania  w tem peraturach 40 i  80°C.  P róbki  po  odcią ż eniu  w  tem peraturze  100°C wykazują znaczne  przyrosty  odkształ ceń  utrzymują ce  się   po  upł ywie  24- godzinnego  czasu  n awrotu i  nastę pnym  ochł odzeniu  do  tem peratury  pokojowej. 2.3.  Pełzanie optyczne  w  temperaturze  pokojowej.  P odczas bad ań peł zania mechanicznego pro- wadzono  obserwacje  zmian  efektu  optycznego  przez  pom iar  wartoś ci  m  rzę du  izochrom y. Wartoś ci  m  wyznaczono  stosują c  kompensację   m etodą   Tardy'ego  z  dokł adn oś cią   do  0,01 j .  rz.  iz. W  zagadnieniach  wł asnoś ci  optycznych  m ateriał u  m odelowego  w  celach  porównaw- czych  dogodnie jest odnosić wyniki badań do modeli  o gruboś ci  równej  jedn ostce.  W  zwią z- ku  z  tym  otrzymane  wyniki  koń cowe  pom iarów  przeliczon o  n a  wartoś ci  odpowiadają ce gruboś ci  równej  1 cm. Wszystkie podan e  wykresy  z  badań  peł zania  optycznego  odnoszą   się   zatem  do  próbek o  gruboś ci  8  — 10  m m . BAD AN I A  WŁ ASN OŚ CI  R E OLOG I C Z N YC H   M ATERIAŁU   M OD ELOWEG O 397 Badan ia  peł zan ia  optycznego  w  tem peraturze  pokojowej  ( I j r  =   18°C)  prowadzon o dla  tych  samych  wartoś ci  n aprę ż eń,  jak  przy  peł zaniu  mechanicznym,  tj.  równ ych:  50, 100,  170,  255,  300,  340  kG / c m 2 .  Otrzym an e  zależ noś ci  m  =  m(t)  dla  róż nych  naprę ż eń e- W pozwolił y  wyznaczyć  krzywe  izochron iczn e  dla  ustalonych  czasów  peł zania,  t j.:  5  sek., 15 m in ., 2h, 8h i 24h.  Krzywe  t e przedstawion o  n a  rys.  4. 2.4.  Pełzanie optyczne w temperaturach podwyż szonych.  Badanie  peł zania  optycznego  reali- zowan o  przy  wykorzystaniu  kom ory  grzejnej  oraz  ukł adu  optycznego  polaryskopu. P om iar rzę dów  izochrom y wykon ywan o  równocześ nie z pomiarem odkształ ceń wzdł uż nych i  poprzecznych.  Obserwacje  prowadzon o  w  tem peraturach : 40,  80  i  100°C. W  tem peraturze 40°C stosowan o n aprę ż en ia ró wn e: 50, 100, 170 i 255 kG / cm 2. G rubość uż ytych  próbek  wynosił a  d  — 6  mm , wyniki  pom iarów  sprowadzono  do  gruboś ci  10 mm. N a  rys.  5  przedstawion o  przebieg  zależ noś ci  m  =   m(t)  dla  róż nych  naprę ż eń.  Ten  sam rysunek  przedstawia  n awrót  efektu  optycznego  w  cią gu  24  godzin.  Zależ ność  m  =   m(t) pozwolił a  n a  wyznaczenie  krzywych  izochronicznych  przy  stał ych  czasach  t.  P odobn ie ja k  przy  peł zaniu  m echan iczn ym  w  tem peraturze  100°C  zastosowano  mniejsze  wartoś ci n aprę ż eń,  z  uwagi  n a  wystę pują ce  duże  odkształ cenia  i  ograniczone  wymiarami  kom ory moż liwoś ci  pom iarowe. N a  rys.  6  przedstawion o  przebieg  zależ noś ci  m  =   m(t)  dla  próbek  o  gruboś ci  <5  = =   10 mm ,  przy  n aprę ż en iu  równ ym  50  kG / c m 2  w  tem peraturach  T   równych  18,  40, 4  M ech an ika  Teoretyczn a m  i il.rz.iz) 25 20 - 15' 10 I a _ po m- mft)  przy  l=40°C o -   wartoś ci  pomiarowe, ś rednie z  pię ciu G- 255 kG/ cm2 G~170kG/ cm2 er—< —  u—- '-« 6- 100 kG/ cm2 a- 50kG/ cm2 \ oróbek O  4  8  «  - fS  2 0  ŻW  4  8  4 2  - jff  ftj  « peł zanie m- mft) nawrót m- mft) m (j.rz.iz) 20 Rys.  5 .  J przy  T"ft0C,400C,80°C  i  100°C 6"  50  kG/ cmz=const o -  wartoś ci  pomiarowe, ś rednie  z pię ciu  próbek m~m{ t) Rys.  6 [3981 BAD AN I A  WŁ ASN OŚ CI  R E OLOG I C Z N YC H   M ATERIAŁU   M OD ELOWEG O 399 80  i  100°C.  Wyniki  bad ań  peł zan ia mechanicznego  i  optycznego  przedyskutowan o  w  n a- stę pnym  art yku le". T ak  jak  przy  peł zan iu  m echan iczn ym  w  zakresie  czasu  peł zania  do  24  godzin  przy tem peraturze  100°C  m oż na zauważ yć  jedynie  okres  peł zan ia nieustalonego.  P o  odcią ż eniu w  tej  tem peraturze  wystę puje  n awrót  do  efektu  optycznego  wyraż onego  skoń czoną   war- toś cią   izochrom y.  P o  ochł odzen iu  do  tem peratury  pokojowej  pozostaje  utrwalony  efekt optyczny  (efekt  zam raż an ia). 2.5.  Relaksacja  naprę ż eń i efektu  optycznego tworzywa w temperaturze pokojowej.  P r z e p r o wa d z o n e badan ia relaksacji  n aprę ż eń i efektu  optycznego  stanowił y uzupeł nienie opisanych poprzed- n io  w  pun ktach  2.1  do  2.4  bad ań  n a  peł zanie. Wykon an o  je  w  tem peraturze  pokojowej i  w  tem peraturach podwyż szonych.  Z  uwagi  n a  sprawdzają cy  charakter  badań ,  pom iary m 15  i • w 13 3 m=m(t)  przy  a o =17Ok8/ cm l o -   wartoś ci  pomiarowe, ś rednie z pię ciu  próbek 1Z  16 relaksacja 20 1 A m- rn(t);e=const nawrót m~m(t);  i*e(t) t Ugodź ) Rys.  7 wykon an o  przy  jedn ym  poziom ie  n aprę ż eń.  W  badan iach  wykorzystano  stanowisko pom iarowe  stosowane  przy  pró bach  peł zan ia. Stanowisko  to  umoż liwiło  przeprowadzenie wstę pnego  rozcią gania  próbek  poprzez  ukł ad  obcią ż ają cy  polaryskopu.  Badan ia  relak- sacyjne  realizowano  przy  uż yciu  pró bek  tego  samego  typu  co  przy  peł zaniu w  tempera- turze pokojowej.  P ró bki  wycinano  z pł yt, których  okres  starzenia  wynosił   14 dni. K on trolę stał ego  wstę pnego  odkształ cen ia  przeprowadzon o  za  pom ocą   czujników  zegarowych opisanych  w pun kcie  1.5. P om iar  spadku  sił y  rozcią gają cej  wykonywano  zestawem  wł asnego  projektu.  W  skł ad N astę pny  artykuł   ukaże się  w zeszycie 4(1972) M echaniki  Teoretycznej  i  Stosowanej. 400 K .  SZU LBORSKI zestawu  do  pom iaru  spadku  sił y  wchodził y  naczynia  szklane,  które  wykorzystano  p o  wy- peł nieniu  wodą   jako  obcią ż niki  ram y  polaryskopu,  poza  tym  kran y  spustowe,  zawory, przewód  gumowy  oraz  cechowane  oboję tnoś ciowo  naczynie  zbiorcze. Spadek  sił y rejestrowano  poprzez pom iar wody  w  naczyniu  zbiorczym,  którą   odlewano z naczynia  obcią ż ają cego  przez  otwarcie kran u. W  trakcie wykonywania  pom iarów  spadku sił y  rejestrowano  równocześ nie  odpowiedni  rzą d  izochrom y,  reprezentują cy  relaksację optyczną .  Badania  przeprowadzon o  przy  począ tkowym  n aprę ż en iu  a 0   =   170  kG / c m 2 . Okres  badań  relaksacyjnych  wynosił   24  godziny.  P odczas  relaksacji  m ierzono  wartoś ci rzę du  izochromy  m  przy  róż nych  czasach  / .  N a  rys.  7  przedstawion o  wykres  relaksacji optycznej w czasie 24- godzinnej  próby. P o zakoń czonych próbach relaksacji  m ierzon o przez nastę pne  24  godziny  rzę dy  izochrom  oraz  odkształ cenia,  które  okreś lały  odpowiednio zanikają cy  efekt  optyczny  towarzyszą cy  nawrotowi  odkształ ceń. 2.6.  Relaksacja  naprę ż eń i efektu optycznego w temperaturach podwyż szonych. W  badan iach  wyko- rzystano  kom orę   wmontowaną   w  ukł ad  obcią ż ają cy  polaryskopu  opisaną   w  pun kcie  1.5. Badania  relaksacji  n aprę ż eń  i  efektu  optycznego  mierzonego  rzę dem  izochromy  przepro- wadzono  w  tem peraturach 40  i 80°C.  Spadek  sił y  obcią ż ają cej  próbkę   m ierzon o podobn ie, przy  l=40°C  I  T=SO°C  e0- const rtoś a  pomiarowe, ś rednie z pię ciu  próbek 3 0 6=6(t),eo=cons1. Rys.  8 jak  podczas  badan ia  w  tem peraturze  pokojowej  (wg  pun ktu  2.5).  K on trole  stał oś ci  od- kształ cenia  wstę pnego  dokonywano  czujnikami  zegarowymi  i  katetom etrem  pionowym . Równocześ nie  ze  spadkiem  sił y  m ierzono  wartoś ci  rzę dów  izochrom .  N a  rys.  8  przedsta- BADAN IA  WŁASNOŚ CI  REOLOGICZNYCH   MATERIAŁU   MODELOWEGO  401 wiono  zależ ność  n aprę ż eń  a  od  czasu  t  w  czasie  24- godzinnej  próby  relaksacji  materiał u w  tem peraturach  40  i  80cC  i  przy  począ tkowym  n aprę ż en iu  a 0   =   170  kG / cm 2. Szczegół owa  an aliza  wyników  badań  z  obliczeniami  n aprę ż eń  relaksacyjnych  meto- dami  elastooptycznym i,  analitycznym i  oraz  porówn an ie  otrzymanych  wyników  z  danymi pom iarowym i  przedstawion e  zostaną   w  n astę pn ym  artykule. Literatura  cytowana  w  tekś cie 1.  Z . BROJER, Z . H E R T Z , SŁ .  PEN ECZEK, Ż ywice epoksydowe,  PWT, Warszawa,  1960. 2.  R. S.  DOROSZKIEWFCZ,  Przeglą d badań  elas/ ooptycznych  Pracowni Doś wiadczalnej  Analizy N aprę ż eń IPPT ;  IV  Sympozjon  z  zakresu  doś wiadczalnych  badań  w  mechanice  ciał a  stał ego, Warszawa  1970. 3.  L.  F O P P L,  E.  M O N C H ,  npaianuKa  ommmecKoso  Mode- aupoeauun,  H3fl.  H ayna,  CH6HPCKOC  OTfle- jreHJic,  HoBocuSupcK  1966. 4.  L.  F O P P L, E.  M ON C H , Praktische  Spannugsoptik,  Springer  Verlag, Berlin  1950. 5.  G .  HABERLAN D,  Ch.  P ID D E,  Der  defmungsoptische  Effekt  der  Epoxydharze  beim  spanmmgsoptischen Erstarnmgsvefahren,  Wissenschaftliche  Zeitschrift  der  H ochschule  ftir  Architektur  und  Bauwesen, Weimar  11,  Jahrangang,  1964,  H eft  2. 6.  M. M.  LOVEN ,  R. C.  SAMPSON, L arge eopoxy resin  castings for  threedimensional photoelastic  tests. Wes- tinghouse  Research  Laboratories.  Research  Report, Pittsburg,  Pensylvania  1960. 7.  Z .  ORŁOŚ, Z.  SOBICZEWSKI,  K.  SZU LBORSKI,  W ł asnoś ci mechaniczne  i optyczne niektórych ż ywic epoksy- dowych, przeznaczonych  na modele  do  badań dastooptycznych,  PWN , Warszawa  1966. 8.  J. T.  PIN D ERA, Reologiczne  wł asnoś ci materiał ów modelowych,  WN T,  Warszawa  1962. 9.  I .  SŁOWIKOWSKA,  A.  KOZŁOWSKI,  T.  BŁAŻ EWICZ,  Badania elastooptyczne  wł asnoś ci krajowych  ż ywic epoksydowych,  Polimery  (w  druku). 10.  Z .  SOBICZEWSKI,  M.  WAJN RYB,  Uber  Mikrohdrte  Priifungen an  Poliester und  Epoxydharzen,  Piastę und  Kautschuk.  9,  342  (1962). 11.  M.  WOLN A,  Epoksydowe materiał y elastooptyczne  o  niskim  module  Younga,  IV  Sympozjon  z  zakresu doś wiadczalnych  badań  w  mechanice  ciał a  stał ego,  Warszawa  1970. 12.  K.  SZULBORSKI,  W ł asnoś ci mechaniczne  i  optyczne  w  róż nych  temperaturach  materiał u  modelowego opartego  na ż ywicy epoksydowej «Epidan 2»,  Rozprawa  doktorska, WAT,  1970. P  e 3  io  M  e H C n tI TAH H E  PEOJIOrifqECKH X  CBOHCTB  MOflEUfcHOrO  MATEPHAJIA, H 3rOTOBJIEH H OrO  HA  OCHOBE  SnOKCH JIH Oń  CMOJIŁI  aiTHflHAH   2 B  CTaibe  on H caH ti H eKOTopwe  pesyn tTaTW  peoJloriraecKH X  H cnbiTamiśi  iwexamraecKHX  H CBOH CTB  snoKCHflHoii  cMOJibi.  J\ nfi  3KcnepHM6HTa  nofloSpaH   on m ^ecK H H3roTOBJteHHMH  Ha  ocHOBe  OTe^ecTBeHHOH   CMOJIM  Sn iifltiaii  2.  Coopyn- cena  ncnbiTaTenbCKan  ycTaHOBKa, cocTOH inan  H3 nonnpH CKOna  c  6OTO>IUHM  nojieiw  3peHHH   H   H arpeBaTejibH ofi  Kaiwepti,  no3B0JMK>mei"i npoH3BOflHTt  onbiTbi  B pa3JiH qH bix  TeiwnepaTypax  c oflHOBpeineHHbiM   H3MepeHneM  nedpopMauHił H30XP0MW. Pe3yjibTaTaM   HcnwTaHHH   flano  rpachim ecKoe S u m m a r y EXAM IN ATION  O F  R H EOLOG I C AL PROPERTIES OF  A  M ATERIAL M AD E F ROM  TH E  EPOXY RESIN   «EP ID IAN   2» The  paper  describes  several  results  of  testing  of  the  mechanical  and  optical  properties  of  the  epoxy resin.  The  optically  sensitive  material  prepared  from  the locally  produced  «Epidian 2»  resin  was  sampled 402  K.  SZULBORSKI for  investigation. The testing unit comprised a polariscope with a wide field  of  vision  and a  heating  cham- ber enabling the tests to be carried  out  at  various  temperatures and  with  simultaneous  measurement of deformations  and  isochrome orders. The results  of  the tests have  been presented graphically. POLITECHNIKA WARSZAWSKA Praca został a zł oż ona w  Redakcji  dnia  14  kwietnia  1971 r.