Приложение Е (обязательное). Определение статической величины n с помощью равномерного изгиба

Приложение Е
(обязательное)

Определение
статической величины n с помощью равномерного изгиба

В данном приложении приведен метод определения параметров статической усталости отдельных отрезков оптического волокна (статической n ветчины - ) при равномерном изгибе.

Е.1 Испытательное оборудование

Испытательное оборудование для приложения изгибающей нагрузки состоит из прецизионных оправок различных диаметров. К волокну прикладывают изгибающее усилие путем наматывания его на оправку (см. рисунок Е.1).

"Рисунок Е.1 - Схема возможной установки для определения статической усталости (при равномерном изгибе)"

Е.1.1 Крепление образца

Закрепляют оба конца испытуемого отрезка волокна. Волокна могут быть закреплены на концах оправки, например с помощью резиновых колец или клея или клейкой ленты. Используют крепеж, который не позволяет волокну проскальзывать до момента разрыва и минимизирует вероятность разрыва волокна в креплениях. Регистрируют разрывы волокна в креплениях, но не рассматривают волокно в креплениях как часть образца и не используют эти данные при дальнейших расчетах.

Для намотки испытуемого волокна на отправку необходим обмоточный механизм. Волокно наматывают с минимальным углом наклона и при намотке один виток волокна не должен заходить на другой. При намотке необходимо избегать приложения к волокну нежелательного растягивающего усилия. При намотке требуется достаточное усилие, например 0,25 Н, для обеспечения контакта волокна с оправкой по всей длине волокна.

Е.1.2 Приложение нагрузке к волокну

Величина нагрузки варьируется в зависимости от размера оправки. Несколько образцов испытывают при установленном номинальном значении нагрузки. Для метода простого расчета медианных значений используют оправки определенного диаметра для обеспечения установленного значения нагрузки с допускаемым отклонением в пределах 0,5% номинального значения. Для гомологичного метода и метода оценки максимального правдоподобия регистрируют точные значения нагрузки для каждого образца для использования в расчетах.

Е.1.3 Измерение времени до разрушения

Существует много способов измерения времени до разрыва, удовлетворяющих требованиям данного метода испытания. Один из способов - использовать акустический датчик или детектор для фиксации разрушения волокна и подачи сигнала на компьютер в момент разрушения. Другой способ - оптическое детектирование присутствия оправки в специальном держателе. При разрушении волокна оправки выталкивается из держателя. Еще одним способом является пропускание света через волокно.

Е.2 Испытательная группа образцов

Если не указано иное в технических условиях на конкретное изделие, то в испытательных группах для каждого номинального значения нагрузки должно быть не менее 15 образцов, и длина каждого образца должна быть 1 м. Диаметр сердцевины необходимо знать с точностью 1 мкм, а диаметр оболочки должен быть известен с точностью 5 мкм.

Е.3 Проведение испытания

Испытания проводят минимум с пятью различными номинальными значениями прикладываемых нагрузок. Номинальные значения нагрузки выбирают так, чтобы медианные значения времени до разрыва лежали в диапазоне от 1 ч до 30 дней.

Е.4 Расчеты

Е.4.1 Разрушающее усилие

Разрушающее усилие в гигапаскалях для каждого волокна рассчитывают с помощью следующих уравнений

,

(E.1)

,

(E.2)

,

(E.3)

где - модуль Юнга (72 ГПа);

- растяжение, при котором происходит разрушение волокна;

- параметр, корректирующий нелинейность зависимости растяжения от прикладываемой нагрузки (типовое значение равно 6);

- диаметр сердцевины волокна, мкм;

D - диаметр оправки, мкм;

- наружный диаметр волокна по оболочке, мкм.

Е.4.2 Статический параметр стойкости к коррозии в напряженном состоянии (при равномерном изгибе)

См. С.4.2 (приложение С).

Е.5 Результаты испытания

По запросу представляют следующую информацию:

- диаметр сердцевины волокна;

- диаметр оболочки;

- значения диаметра оправок;

- внешние условия при проведении испытания;

- среднеквадратическая ошибка при расчете ;

- длина волокна, намотанного на оправку;

- сила, прикладываемая при намотке;

- количество образцов в испытательной группе для каждого значения диаметра оправки и число различных диаметров оправок;

- количество оправок одного диаметра.