Стенд для исследования динамики осадки полимерных материалов в процессе воздействия на них ультразвуковыми колебаниями высокой интенсивности

Аннотация

Статья посвящена разработке экспериментального стенда, предназначенного для изучения динамики осадки полимерных материалов (в том числе полимерных композитных материалов) в процессе воздействия на них ультразвуковыми колебаниями высокой интенсивности. В основе работы экспериментального стенда лежит контроль перемещения ультразвукового излучателя, который в процессе контактного взаимодействия с исследуемым образцом, при наличии статического давления, с помощью которого ультразвуковой излучатель прижат к тестируемому образцу, становится подвижным по мере поглощения образцом ультразвуковой энергии и, как следствие, перехода образца из твердого состояния в вязкое, а затем в текучее. Полученные при помощи разработанного стенда экспериментальные данные, характеризующие динамику осадки полимерных материалов в совокупности с другими данными, характеризующими процесс ультразвукового воздействия (частота ультразвукового воздействия, вводимая в зону ультразвукового воздействия мощность, характер её изменения и т.п.) позволят более подробно изучить стадии процесса воздействия ультразвука на полимер, выявить, в частности, вклад гидродинамических эффектов (кавитационные явления, акустические микропотоки, релаксационные эффекты вязкости) в изменение свойств и интенсификацию диффузии на границе раздела полимеров под действием мощных ультразвуковых колебаний. Получение экспериментальных данных осуществляется в диапазоне амплитуд ультразвукового воздействии от 5 до 40 мкм и диапазоне статических усилий до 180 Н. Диапазон контролируемых деформаций 5 мм. Разработанный стенд позволит изучить и максимально раскрыть потенциал ультразвуковой сварки полимерных материалов, в частности, позволит выработать методы эффективной реализации процесса сварки как однородных, так и разнородных материалов.