Termoplastse puitpolümeeri omaduste testimine komposiitmaterjalid välismaal viiakse läbi järgmiste meetoditega:

• Taberi kulumise test ISO 3537 (DIN 52347, ASTM D1044)

• Brinelli kõvadus ISO 2039-1 (DIN 53456)
• Rockwelli kõvadus ISO 2039-2 – Shore'i kõvadus ISO 868 (DIN 53505, ASTM D2240)

• Löögitugevuse mõiste
• Löögitugevus vastavalt Izod ISO 180 (ASTM D256)

• Kuumuskindlus vastavalt Vicat ISO 306 (DIN 53460, ASTM D1525)
• Deformatsioonikuumuskindlus ja deformatsioonikuumuskindlus koormuse all ISO 75 (DIN 53461, ASTM D648)
• Deformatsioonikuumuskindlus (HDT) ning amorfsed ja poolkristallilised plastid
• Kuuli süvend EC335-1
• Soojusjuhtivus ASTM C 177
• Suhtelise soojusjuhtivuse indeks, RTI (UL 746B)
• Lineaarse soojuspaisumise koefitsient ASTM D696, DIN 53752

• Üldine informatsioon Süttivus vastavalt UL94-le
• Lühike kirjeldus UL94 klassifikatsiooni kategooriad
• Kategooria UL94HB
• Kategooria UL94V0, V1, V2
• Kategooria UL94-5V
• CSA süttivus (CSA C22.2 nr 0,6 test A)
• ISO 4589 piiratud hapnikusüttivuse indeks (ASTM D 2863)
• Hõõgtraadi test IEC 695-2-1
• Nõela leegi test IEC 695-2-2

• Dielektriline tugevus IEC 243-1
• Pinnatakistus IEC 93 (ASTM D257)
• Mahutakistus IEC 93 (ASTM D257)
• Suhteline dielektriline konstant IEC 250
• Hajumistegur IEC 250
• Kaarekindlus ASTM D495
• Võrdlev jälgimisindeks (Comparative Breakdown Index) IEC 112
• CTI-M testid
• PLC kategooriad (UL746A)

• Hägusus ja valguse läbilaskvus ASTM D1003
• Läige DIN 67530, ASTM D523
• udu ja läige
• Murdumisnäitaja DIN 53491, ASTM D542

• Tihedus ISO 1183 (DIN 53479, ASTM D792)
• Veeimavus ISO 62 (ASTM D570)

• Hallituse kokkutõmbumine ISO 2577 (ASTM D955)
• Sulamiskiirus/sulatusindeks ISO 1133 (DIN 53735, ASTM D 1238)
• Sulamismahu vool / sulamismahu indeks ISO 1133 (DIN 53735, ASTM D 1238)
• Sulamisviskoossus DIN 54811
• Praktiline kasutamine omadused MV, MFR/MFI, MVI tootmises

1. Mehaanilised katsed

Tugevus, deformatsioon ja tõmbemoodul ISO R527

(DIN 53455, DIN 53457, ASTM D638M)

Materjali omaduste mõistmise aluseks on teadmine, kuidas materjal mis tahes koormusele reageerib. Teades antud koormuse (pinge) tekitatud deformatsiooni suurust, saab projekteerija ennustada konkreetse toote reaktsiooni selle töötingimustele. Tõmbepinge-deformatsiooni suhted on materjalide võrdlemiseks või konkreetsete toodete kujundamiseks kõige laiemalt avaldatud mehaanilised omadused.

Testi kiirused:

• Kiirus A - 1 mm / min - tõmbemoodul.
• Kiirus B - 5 mm/min - tõmbepingete diagramm klaaskiust täiteainega vaikudele.
• Kiirus C - 50 mm/min - tõmbepingete diagramm täiteaineta vaikudele.

Tõmbepinge-deformatsiooni suhted määratakse järgmiselt. Kahelabidaga proovi venitatakse konstantse kiirusega ning rakendatud koormus ja pikenemine registreeritakse. Pärast seda arvutatakse pinged ja deformatsioonid:

Teised mehaanilised omadused, mis on määratud deformatsioonipinge sõltuvusest, on järgmised:

Paindetugevus ja moodul ISO 178 (DIN 53452, ASTM D790)

Paindetugevus on mõõt, mis näitab, kui hästi materjal talub painutust või "kui jäik materjal on". Tavaline, vabalt toestatud varras on koormatud ava keskel: nii tekib kolmepunktiline koormus. Tavalisel testimismasinal surub laadimisots proovile konstantse kiirusega 2 mm/min.

Painde elastsusmooduli arvutamiseks joonistatakse salvestatud andmete põhjal läbipainde-koormuse kõver. Alustades kõvera algsest lineaarsest osast, kasutatakse vähemalt viit koormuse ja läbipainde väärtust.

Paindemoodulit (pinge ja deformatsiooni suhet) nimetatakse kõige sagedamini elastsusomadustele viidates. Paindemoodul on samaväärne pinge/deformatsiooni kõvera puutuja joone kaldega selle kõvera selles osas, kus plast ei ole veel deformeerunud.

Pingete ja painde elastsusmooduli väärtusi mõõdetakse MPa-des.

Taberi kulumise test ISO 3537 (DIN 52347, ASTM D1044)

Riis. 4: Taberi masina kulumiskatse

Nendes katsetes mõõdetakse hõõrdumiskao suurust, hõõrudes proovi Taberi masinaga. Proov kinnitatakse kettale, mis pöörleb kiirusel 60 pööret minutis. Raskuste tekitatud jõud suruvad abrasiivseid rattaid vastu proovi. Pärast etteantud arvu tsükleid test lõpetatakse. Hõõrdumiskao mass on määratletud proovist eemaldatud osakeste massina: seda massi väljendatakse mg/1000 tsükli kohta. Abrasiivsed rattad on tegelikult ringikujulised viilkivid. Neid ringe kasutatakse erinevat tüüpi.

ISO (International Standards Organisation) ja ASTM (American Society for Testing and Materials) meetodite võrdlus.

ISO meetodi rakendamine mitte ainult ei muuda katsetingimusi ja katsesünni mõõtmeid (võrreldes ASTM-meetodiga), vaid nõuab ka standardiseeritud vormide kujundust ja vormimistingimusi vastavalt standardile ISO 294. See võib põhjustada erinevusi avaldatud väärtustes - mitte materjali omaduste muutumise, vaid katsemeetodi muutumise tõttu. ASTM meetodi järgi on katsekeha paksus 3 mm, ISO on aga valinud 4 mm paksused katsekehad.

2. Kõvaduse test

Brinelli, Rockwelli ja Shore'i kõvaduse võrdlus

Rockwelli test määrab plasti kõvaduse kui proovi deformatsiooni elastse taastumise katse ajal. See on erinevus selle meetodi ja Brinelli ja Shore'i kõvaduse testide vahel: nendes katsetes määratakse kõvadus koormuse all läbitungimise sügavuse järgi ja seetõttu on materjali deformatsiooni elastne taastumine välistatud.

Seetõttu ei saa Rockwelli väärtusi otseselt korreleerida Brinelli või Shore'i kõvaduse väärtustega.

Shore'i A ja D vahemikke saab võrrelda Brinelli taande kõvadusvahemikega. Lineaarne korrelatsioon aga puudub.

Brinelli kõvadus ISO 2039-1 (DIN 53456)

5 mm läbimõõduga poleeritud karastatud teraskuul surutakse katsekeha (paksus vähemalt 4 mm) pinnale jõuga 358 N. 30 s pärast koormuse rakendamist mõõdetakse süvendi sügavus. Brinelli kõvadus H 358/30 arvutatakse "rakendatud koormuse" jagamisel "jälje pinna pindalaga". Tulemust väljendatakse N / mm2

Rockwelli kõvadus ISO 2039-2

Rockwelli kõvadusarv on otseselt seotud plastikule trükitud trüki kõvadusega: mida suurem arv, seda kõvem on materjal. Sama materjali Rockwelli kõvadusskaalade väikese kattumise tõttu saab kahel erineval skaalal saada kaks erinevat numbrit ja mõlemad numbrid võivad olla tehniliselt õiged.

Sisend, mis on poleeritud karastatud teraskuul, surutakse katsekeha pinnale. Palli läbimõõt sõltub rakendatud Rockwelli skaalast. Proovikehale pannakse "kerge koormus", siis "peakoormus" ja siis uuesti sama "kerge koormus". Tegelik mõõtmine põhineb kogu läbitungimissügavusel, mis arvutatakse kogusügavusena pärast põhikoormuse eemaldamist, millest on lahutatud elastsuse taastumine pärast põhikoormuse eemaldamist ja miinus läbitungimissügavus väikese koormuse korral. Rockwelli kõvaduse arv arvutatakse järgmiselt: "130 miinus läbitungimissügavus ühikutes 0,002 mm".

Rockwelli kõvaduse numbrid peavad olema vahemikus 50 kuni 115. Väärtusi, mis jäävad väljapoole neid piire, peetakse ebatäpseks: mõõtmist tuleb korrata uuesti, kasutades järgmist kõvemat skaalat. Kaalude kõvadus suureneb vahemikust R kuni L kuni M (materjali kõvaduse suurenemisega). Treppide koormused ja läbimõõdud on täpsemalt toodud tabelis.

Kui pehmem materjal nõuab vähem jäika skaalat kui R-skaala, ei ole Rockwelli kõvaduse testimine asjakohane. Seejärel saab kasutada madala mooduliga materjalide puhul kasutatavat Shore'i kõvaduse meetodit (ISO 868).

Shore'i kõvadus ISO 868 (DIN 53505, ASTM D2240)

Shore'i kõvaduse väärtused on skaala näidud, mis saadakse teatud terasvarda plastikust tungimise tulemusena. Selle kõvaduse määravad kahte tüüpi skleroskoopid, millel mõlemal on kalibreeritud vedrud, et avaldada sisendile koormust. Pehmemate materjalide jaoks kasutatakse skleroskoopi A ja kõvemate materjalide jaoks skleroskoopi D.

Shore kõvaduse väärtused muutuvad:

• 10 kuni 90 A-tüüpi Shor-skleroskoobi puhul - pehmed materjalid,
• 20 kuni 90 Shore-tüüpi D skleroskoopi jaoks – kõvad materjalid.

Kui mõõdetud väärtused on >90A, siis on materjal liiga kõva ja tuleb kasutada skleroskoopi D.

Kui mõõdetud väärtused

Selle katsemeetodiga mõõdetud kõvaduse ja testitava materjali muude põhiomaduste vahel ei ole lihtsat seost.

3. Löögikatse

Löögitugevuse mõiste

Standardkatsetes, nagu tõmbe- ja paindekatsed, neelab materjal energiat aeglaselt. Tegelikkuses neelavad materjalid väga sageli rakendatud jõu energiat, nagu näiteks langevatest esemetest tulenevad jõud, kokkupõrked, kokkupõrked, kukkumised jne. Löögikatsete eesmärk on selliseid tingimusi simuleerida.

Izodi ja Charpy meetodeid kasutatakse teatud proovide omaduste uurimiseks etteantud löögipingete juures ning proovide hapruse või sitkuse hindamiseks. Nende meetodite katsetulemusi ei tohiks kasutada komponentide projekteerimisarvutuste andmeallikana. Teavet tüüpiliste materjalide omaduste kohta saab testimise teel erinevad tüübid katsekehad, mis on valmistatud erinevates tingimustes, kusjuures sälgu raadius ja katsetemperatuur on muutunud.

Mõlemat meetodit testitakse pendli löögitestriga. Proov kinnitatakse kruustangisse ja kindla raadiusega karastatud terasest löögipinnaga pendelvasar vabastatakse etteantud kõrguselt, mis põhjustab proovi järsu koormuse eest nihke. Pendli löökajami jääkenergia tõstab selle üles. Kukkumiskõrguse ja tagasivoolu kõrguse erinevus määrab katsekeha purustamiseks kulutatud energia. Neid katseid võib läbi viia toatemperatuuril või temperatuuril madalad temperatuurid külma rabeduse määramiseks. Katsekehad võivad sälkude tüübi ja suuruse poolest erineda.

Kukkumisraskuse testide, näiteks Gardneri meetodi või kõvera plaadi testi tulemused sõltuvad tilgaraskuse ja toe geomeetriast. Neid saab kasutada ainult materjalide suhtelise järjestuse määramiseks. Löögikatsete tulemusi ei saa pidada absoluutseks, välja arvatud juhul, kui katseseadme ja katsekeha geomeetria on kooskõlas lõpprakenduse nõuetega. Võib eeldada, et materjalide suhteline järjestus kahe katsemeetodi järgi on sama, kui purunemise iseloom ja löögi kiirus on samad.

Löögikatse tulemuste tõlgendamine – ISO ja ASTM meetodite võrdlus

Löögiomadused võivad suurel määral sõltuda proovi paksusest ja molekulide orientatsioonist. ISO ja ASTM meetodites kasutatavatel proovide erinevatel paksustel võib olla väga oluline mõju löögitugevuse väärtustele. Paksuse muutus 3 mm-lt 4 mm-le võib isegi muuta murdumiskäitumist plastilisest rabedaks tänu molekulmassi ja sälkuga proovi paksusele, kasutades Izodi meetodit, nagu on näidatud polükarbonaatvaikude puhul. Proovi paksuse muutus ei mõjuta materjale, millel on juba 3 mm paksuse hapra murdumiskäitumine, näiteks mineraal- ja klaaskiudtäiteainetega materjale. Samad omadused on löögitugevust suurendavate modifitseerivate lisanditega materjalidel.

Riis. Joonis 10: Sälguga proovi paksuse ja molekulmassi mõju Izodi löögitesti tulemustele polükarbonaatvaikude puhul

Tuleb selgelt mõista, et:

• pole muutunud materjalid, vaid ainult katsemeetodid;
• mainitud üleminek elastselt rabedaks murdumiseks mängib tegelikkuses tähtsusetut rolli: disainitud tooted on valdava enamuse paksusega 3 mm või vähem

Löögitugevus vastavalt Izod ISO 180 (ASTM D256)

Sälguga Izodi löögikatsetest on saanud plastide löögitugevuse võrdlemise standardmeetod. Selle katsemeetodi tulemused ei sarnane aga vormitud toote reaktsiooniga löögile reaalses keskkonnas. Materjalide erineva sälgutundlikkuse tõttu võimaldab see katsemeetod mõningaid materjale tagasi lükata. Kuigi nende testide tulemusi on sageli taotletud löögitugevuse tähenduslike mõõtmistena, mõõdavad need katsed pigem materjali sälku tundlikkust kui plasti löögikindlust. Nende katsete tulemusi kasutatakse laialdaselt võrdlusmaterjalina materjalide löögitugevuse võrdlemisel. Sälguga Izodi löögiteste on kõige parem kasutada selliste toodete löögitugevuse määramiseks, millel on palju teravaid nurki, nagu ribid, ristuvad seinad ja muud pingekontsentratsioonid. Sälgutamata katsekehade Izodi löögikatsetes rakendatakse sama laadimisgeomeetriat, välja arvatud see, et proov ei ole sälkudega (või klambriga ümberpööratud kruustangis). Seda tüüpi testid annavad pingekontsentratsiooni puudumise tõttu alati paremaid tulemusi kui Izodi sälkudega proovid.

Sälguga proovide löögitugevus Izodi meetodi järgi on sälkuga proovi hävitamiseks kulutatud löögienergia jagatud algse pindalaga ristlõige proov sisselõike kohas. Seda tugevust väljendatakse kilodžaulides ruutmeetri kohta: kJ / m 2. Proov kinnitatakse vertikaalselt löökkopra kruustangisse.

• ISO 180/1A tähistab näidise tüüpi 1 ja sälku tüüpi A. Nagu allolevalt jooniselt näha, on näidise tüüp 1 80 mm pikk, 10 mm kõrge ja 4 mm paksune.
• ISO 180/1O tähistab sama näidist 1, kuid klambriga tagurpidi (viidatud kui "lõikamata").

ASTM-i näidised on sarnaste mõõtmetega: sama raadius sälgu põhjas ja sama kõrgus, kuid erinevad pikkuses - 63,5 mm ja mis veelgi olulisem - paksuses - 3,2 mm.

ISO-testi tulemused on määratletud kui löögienergia džaulides, mis kulub katsekeha purustamiseks jagatuna proovi ristlõike pindalaga sälgu juures. Tulemust väljendatakse kilodžaulides ruutmeetri kohta: kJ / m 2.

ASTM-i katsetulemused on määratletud kui löögienergia džaulides jagatuna sälgu pikkusega (st proovi paksusega). Neid väljendatakse džaulides meetri kohta: J / m. Praktiline teisendustegur on 10: s.o. 100 J/m võrdub ligikaudu 10 kJ/m 2 .

Erineva paksusega proovid võivad "löögitugevust" erinevalt tõlgendada, nagu on näidatud eraldi.

Riis. 11: Löögikatsekehad

Löögitugevus Charpy ISO 179 (ASTM D256)

ISO tähised kajastavad proovi tüüpi ja sälgu tüüpi:

• ISO 179/1C tähistab näidise tüüpi 2 ja sälku tüüpi CI;
• ISO 179/2D tähistab tüüpi 2, kuid mitte sälkudega.

Peamine erinevus Charpy ja Izodi meetodite vahel on katseproovi paigaldamise meetod. Charpy meetodi järgi testides ei kinnitata proovi, vaid asetatakse vabalt horisontaalasendis toele.

Riis. 13: Charpy löögitugevuse mõõtmise meetod ja aparaat selle mõõtmiseks

DIN 53453 meetodi kohaselt kasutatud proovid on sarnaste mõõtmetega. Nii ISO kui ka DIN meetodi tulemused on antud katsekeha neeldunud löögienergia džaulides jagatuna proovi ristlõike pindalaga sälgu juures. Need tulemused on väljendatud kilodžaulides ruutmeetri kohta: kJ/m 2 .

ärakiri

1 53 Laboris tehakse hõõrde- ja kulumiskatseid sageli mehhaniseeritud tribomeetrite abil ning teadlased on suutnud välja töötada väga erinevaid standardiseeritud ja mittestandardseid meetodeid, mida saab kasutada materjalide triboloogiliste omaduste määramiseks. Reaalsetes töötingimustes on materjalide käitumist hõõrdumisel üsna raske ennustada mitmel põhjusel: 1. Lai valik üksteise kohal liikuvaid materjalide kombinatsioone ja nendest materjalidest valmistatud kehade pinnakaredus; 2. Võimalus kasutada erinevaid määrdeaineid, mis mõjutavad kehadevahelise hõõrdumise intensiivsust; 3. Koormuse (kontaktrõhu), liikumiskiiruse ja hõõrdeteguri vahelise seose mittelineaarsus; 4. Temperatuuri mõju hõõrdeteguri väärtusele ja soojuse eraldumisele kahe keha hõõrdumisel üksteise vastu Polümeerkilede polümeermaterjalide mehaanilised katsed. Paljude, kuid mitte kõigi omaduste näitajate väärtused sõltuvad temperatuurist, suhtelise deformatsiooni suurusest, suhtelisest õhuniiskusest ja muudest teguritest. Selles jaotises on toodud mõned standardmeetodid, mida kasutatakse mehaaniliste omaduste määramisel. Rohkem detailne info meetodi kohta, mida kasutatakse mehaaniliste omaduste väärtuste määramiseks, on esitatud selles peatükis. Standardsed katsemeetodid töötavad välja ja avaldavad tavaliselt kaks organisatsiooni. Esimene neist organisatsioonidest on ASTM International, tuntud ka kui American Society for Testing and Materials. See organisatsioon avaldab standardiseeritud testimismeetodeid ASTM-i standardite kujul. Teine on Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon (International Organisation for Standardization ehk lühidalt ISO), mis samuti aktiivselt sarnaste tegevustega tegeleb. Need organisatsioonid ei ole spetsialiseerunud mitte ainult plastide testimismeetodite väljatöötamisele, vaid töötavad vajadusel välja ka tehnilisi standardeid muude valdkondade ja tööstusharude jaoks. Mõlema organisatsiooni standardeid kasutavad spetsialistid kõikjal, kuid tuleb märkida, et standardites kirjeldatud meetodid ei ole alati erinevad organisatsioonid, korrake üksteist täpselt. Kuid mõnikord on ASTM ja ISO standardid täpselt samad, kuid mõnikord võivad standardid ette näha erinevaid protseduure või erinevaid tingimusi teste ja seetõttu ka erinevate organisatsioonide standardites kirjeldatud meetoditega saadud tulemusi ei saa alati omavahel otseselt võrrelda. Väga sageli võivad erinevate standardite abil mõõdetud omadusnäitajad olla ligikaudu samade väärtustega, kuid enamasti erinevad need üksteisest vähemalt minimaalselt. Plastikuid, millest kiled on valmistatud, saab kasutada ka vormitud toodete valmistamisel. Väga sageli mõõdetakse kiletootjate antud jõudlushinnanguid tegelikult kiletoodetega samast materjalist valmistatud survevaluproovide testimise teel. Siiski tuleb mõista, et kilede ja polümeeri omaduste määramisel

2 54 2. Plastmassist ja elastomeeridest saadud kilede põhiomadused, millest need tooted on saadud, on siiski otstarbekam katsetada kilenäidiseid, kuna kilede saamise meetodite iseärasused võivad viia selleni, et polümeer moodustab sellistes toodetes teatud molekulaarstruktuuri, millel on omakorda mõned erilised ainulaadsed omadused. Lisateavet kile tootmismeetodite ja tootmisprotsessi parameetrite mõju kohta kiletoodete omadustele on toodud peatükis 3. Praktikas ei ole aga mõnikord võimalik kilenäidiste testimise teel teatud omaduste väärtusi mõõta. Sel juhul on samast klassist polümeerist survevalu abil saadud proovide katsetulemused "parem kui mitte midagi". Sellised katsed tehakse spetsiaalsete seadmete, eelkõige Instroni universaalse materjalide testimismasinaga. Enne tõmbekatsete läbiviimist on vaja mõõta katsenäidiste algmõõtmed. Seda teavet teades saab katsete tulemusel saadud koormuse ja deformatsiooni väärtusi teisendada, moodustades nii deformatsioonikõvera, st deformatsiooni-pinge kõvera. Deformatsioonikõveralt saab saada suure hulga väga olulist informatsiooni. Plastide tõmbekatsemeetodid on kirjeldatud standardites: ASTM D882-1 standardne õhukese plastkihi tõmbeomaduste katsemeetod; ISO standard"Plastid Tõmbeomaduste määramine Osa 3: Kilede ja lehtede katsetingimused"; JIS K 7127:1999 Plastid Tõmbeomaduste määramine Osa 3: Kilede ja lehtede katsetingimused. Joonis näitab üldine vorm Insron Universal Materials Testing Machine, survevalu- ja kileproovide testimise vooskeemi ning katsenäidiste kuju. Kilenäidiste hoidmiseks kasutatavad klambrid erinevad teatud määral joonisel näidatud klambritest. Lisaks on kilenäidistega kokkupuutuvate klambrite pinnad enamasti kummeeritud, mis võimaldab hoida ka üsna õhukesi kilesid. klambrites üsna usaldusväärselt ja ei kahjusta neid, kui see proov katsetamiseks. Katsekehade laiuse ja paksuse suhe peab olema vähemalt 8:1. Juhul, kui testitakse anisotroopseid materjale, lõigatakse proovid algsest lindist kahes suunas paralleelselt ekstrusioonisuunaga (NE, pikisuunas), st materjali orientatsiooni suunas ja ka risti. (ristsuunas, TL). Selle masina abil on testimise käigus võimalik vahetult saada deformatsioonikõveraid (deformatsioonikõverad, mis on sarnased joonisel kujutatule). Selliseid deformatsioonikõveraid analüüsides saavad spetsialistid palju kasulikku ja väga olulist teavet polümeersete materjalide mehaanilised omadused.

3 55 klamber (traavers, pea) liigub konstantsel kiirusel kileproovi proov, testimiseks, lõige saadud originaal survevaluvormitud kilevõrgust liigutatav klamber (traavers, pea) klamber lõuad katseproov fikseeritud klamber (traavers, pea) koormusandur (tensomõõtur) Joon Instron Universal Material Testing Machine (foto Instron Corporationilt) 7 6 F C D H pinge, MPa B A E K 1 G deformatsioon/pikenemine, % Joon. hulk olulisi punkte 1

4 56 2. Plastidest ja elastomeeridest saadud kilede põhiomadused Joonisel fig. Need punktid hõlmavad järgmist: Punkti A nimetatakse proportsionaalseks piiriks. Kuni punktini A täheldatakse pingete suuruse lineaarset sõltuvust suhtelise deformatsiooni suurusest. Punkti B nimetatakse elastsuse piiriks. Kuni selle hetkeni ilmub proovis ainult deformatsiooni elastne, pöörduv komponent ja pärast punkti B hakkab proov pöördumatult deformeeruma. Punkti C nimetatakse tootluspunktiks. Pärast punkti C hakkab materjal ilma täiendava koormuseta deformeeruma. Punkti D nimetatakse ülimaks jõuks. Siinkohal saavutatakse deformatsioonikõvera pingete maksimaalne väärtus. Punkti E nimetatakse murdepunktiks. Tabelis. 2.3 annab teavet selle kohta, milliseid parameetreid saab määrata joonisel Tabel 2.3 näidatud deformatsioonikõveralt. Tõmbeomadused, mis on määratud deformatsioonikõvera järgi vastavalt ASTM D882-le Omaduse määratlus Katkene venivus voolavuspiiri tõmbetugevus (maksimaalne pinge väärtus) voolavustugevus Tõmbetugevus Tõmbepingepiir Tõmbemoodul (Esimese järgu elastsusmoodul) Lõikemoodul (sekantsimoodul) Murd takistus Vastab pikenemisele, mille juures proovikeha puruneb, punkt J joonisel. Vastab suhtelisele pikenemisele, mille juures proov hakkab voolama, punkt G joonisel fig Vastab pinge väärtusele, mille juures proov hakkab voolama (proov jätkab pikenemist ja deformeerumist konstantse pinge väärtuse juures), punkt F joonisel fig. oluline deformatsioon Materjalis esineda võivate tõmbepingete maksimaalne väärtus enne selle hävimist, punkt H joonisel fig. 2.13) deformatsioonikõveral. "Tangentsiaalne" ("tangentsiaalne") elastsusmoodul määratakse deformatsioonikõvera kalde järgi elastse deformatsiooni piirkonnas. Väga sageli nimetatakse seda parameetrit ka Youngi mooduliks või lihtsalt elastsusmooduliks Indikaator määratakse nullpunkti ja deformatsioonikõvera punkti, mis ühendab suhtelise pikenemise teatud väärtusele vastava joone kaldenurga. energia, mis tuleb üle kanda proovi ruumalaühiku kohta, et see tõmbekatse ajal hävitada. Indikaatori määrab deformatsioonikõvera alune pindala Enamikul plastidel on venitamisel üks neljast võimalikust käitumisest. Seega iseloomustab kõiki plastikuid üks neljast tüübist

5 57 joonisel näidatud deformatsioonikõverat. Deformatsioonikõverate kaldenurkade väärtused reaalsetes katsetes ja pingete sõltuvuse määramisel deformatsioonist võivad teatud määral varieeruda, kuid selle raamatu mis tahes peatükis saab lugeja suudab näha, et kõik plastidele iseloomulikud kõverad vastavad suuremal või vähemal määral ühele neist neljast vormist. 125 pinge, MPa kõva ja rabe materjal kõva ja vastupidav materjal jäigast ja viskoossest materjalist pehme ja tugeva (viskoosse) materjali deformatsioon (suhteline pikenemine), % Joon. Erinevad liigid plastidele iseloomulikud deformatsioonikõverad Plastide jäikuse määrab jõud, mis tuleb katsenäidisele rakendada selle deformatsiooni tagamiseks. Elastsusmoodul on lihtsalt plastide jäikuse mõõt. Klaasistumistemperatuurist tunduvalt madalama temperatuurini jahutatud amorfse plastiku proovide puhul kulub laadimisenergia plasti aluseks oleva polümeeri ahela sidemete painutamiseks ja venitamiseks (deformeerimiseks). Kuumutamisel klaasistumistemperatuurini T st muutub amorfse plastiku proovide jäikus väga oluliselt. Elastsusmooduli väärtus võib sel juhul väheneda isegi kolme suurusjärgu võrra. Polümeermaterjalide proovide, mille ahelate vahel on vähe ristsidemeid, edasisel kuumutamisel üle klaasistumistemperatuuri võib elastsusmooduli väärtus isegi langeda nullini. Suurema molekulmassiga polümeeride, näiteks polümetüülmetakrülaadi puhul võivad aga makromolekulid olla omavahel tugevalt läbi põimunud, mis võimaldab materjalil piisavalt säilitada. kõrge tase elastsusmooduli väärtus isegi siis, kui see on kuumutatud kuni lagunemistemperatuurini. Sama nähtust täheldatakse ka ristseotud polümeeride puhul, mis kuumutamisel suudavad samuti oma elastsust säilitada. Samas tuleb meeles pidada, et mida suurem on materjali ristsidumise aste, s.t. mida suurem on polümeerahelate vahel moodustunud ristsidemete arv, seda suur väärtus elastsusmoodulil on materjal. Juhul, kui materjal on vähemalt osaliselt kristalliseeritav, võib see piirata ka molekulaarahelate liikuvust isegi temperatuuridel, mis ületavad T st, mille tulemusena suureneb ka materjali elastsusmooduli väärtus. Materjali kristallilisuse astme suurenemisega suureneb ka selle jäikus. Mõned

6 58 2. Plastidest ja elastomeeridest polümeeridest saadud kilede põhiomadused lähevad üsna laias temperatuurivahemikus sula (viskoosse voolamise) olekusse. Sel juhul võib elastsusmooduli väärtus järk-järgult väheneda kogu selles temperatuurivahemikus kuni sulamistemperatuuri (T pl) väärtuseni. Nimetatud nähtused on näidatud joonisel fig. 2.15, milles: Kõver A on tüüpiline keskmise molekulmassiga amorfsele polümeerile. Kõver B on tüüpiline amorfsele polümeerile, millel on kõrge väärtus molekulmass ja seetõttu võivad sellise polümeeri makromolekulid üksteisega põimuda. Kõver C on iseloomulik madala ristsidumise astmega ristseotud materjalile. Kõver D on iseloomulik tugevalt ristseotud materjalile. Kõver E on tüüpiline madala kristallilisuse astmega polümeerile (osaliselt kristalliseeruv polümeer). Kõver F on tüüpiline kõrge kristallilisuse astmega polümeerile (kristalliline polümeer). 12 Materjali elastsusmoodul, MPa T st C F E D T sula Lagunemistemperatuur 5 A B Temperatuur, C erinevaid tegureid Paindeomadused Polümeerkilede puhul mõõdavad teadlased mõnikord paindeomadusi, kuid enamasti analüüsitakse neid omadusi nendest polümeeridest survevalu abil saadud proovide testimise teel. Katsetingimused materjalide mehaaniliste omaduste määramiseks painutamisel on kirjeldatud järgmistes standardites: ASTM D79-3 Standardmeetodid painduvate materjalide mehaaniliste omaduste määramiseks tugevdamata ja tugevdatud plastide ning elektriisolatsioonina kasutatavate materjalide jaoks "( Tugevdamata ja tugevdatud plastide ja elektriisolatsioonimaterjalide paindeomaduste standardsed katsemeetodid);

7 59 ISO 178:21 Plastid Paindeomaduste määramine. Mehaaniliste omaduste määramisel painutamisel asetatakse katsekeha kahele toele (kahest otsast kinnitatud tala), misjärel rakendatakse katsekeha keskele koormus, mille tulemusena hakkab proov painduma (joon. 2.16). Tavaliselt kasutatakse nende testide tegemiseks Instroni universaalset testimismasinat. Maksimaalsed pinged ja deformatsioonid tekivad katsekeha vastasküljel, s.o. vahetult koormuse rakenduspunkti all. Sellisteks katseteks on soovitatav kasutada 8 mm pikkuseid, 1 mm laiuseid ja 4 mm paksuseid proove. Lisaks saab paindekatseteks kasutada ka teisi näidiseid, kuid nende mõõtmed tuleb valida selliselt, et näidise pikkuse ja paksuse suhe oleks 2. rakendatud koormuse katseproov (bar) rakendatud koormus Murdetugevus ( MIT Flex Life Machine) MIT Flex Test, mille on välja töötanud Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi (MIT), võimaldab tehnikutel hinnata materjali vastupidavust väsimustõrke (murru) suhtes, mis võib tekkida paindekoormuse korral. Plastide väsimuse purunemise protsessi käsitletakse palju üksikasjalikumalt teises sama sarja raamatus "Plastikute ja elastomeeride väsimus ja triboloogilised omadused". Sarnast katsemeetodit on kirjeldatud ASTM D-s. See meetod on standardmeetod paberi kulumiskindluse (vastupidavuse) testimiseks. Sellised testid viiakse läbi spetsiaalsete testimisseadmetega, mille on välja töötanud MIT spetsialistid. Joonisel on näidatud kindlaksmääratud seadmete testimise skeem. Joonisel on foto sellistes katsetes kasutatud seadmetest. Polümeerkile analüüsitud proovi üks ots kinnitatakse spetsiaalsesse kinnitusseadmesse, mis pöörleb väga kiiresti ümber telje 27 nurga ja naaseb algasendisse. Kileproovi teine ​​ots on allutatud konstantse suurusega tõmbekoormusele (st on pinges). Kuigi ASTM-i kirjeldatud standardmeetod töötati välja spetsiaalselt paberiproovide testimiseks, saab sama meetodit kasutada ka mis tahes polümeerkilede testimiseks. Väga sageli kasutatakse seda meetodit ka juhtmete ja kaablite isolatsioonina kasutatavate polümeermaterjalide hindamiseks. Sarnase meetodiga saab analüüsida ka tõmbekoormuse mõju kilematerjalide vastupidavusele. Kilede tegelike töötingimuste simuleerimiseks võib proove enne katsetamist kokku puutuda kõrgendatud temperatuuride ja/või kemikaalidega,

8 6 2. Plastidest ja elastomeeridest saadud kilede põhiomadused, mis võimaldab täpsemalt prognoosida kilede vastupidavust purunemisele töötamisel reaalsetes tingimustes. Kasutusiga tsüklilise paindekoormuse all on koormustsüklite arv, mille järel toimub kileproovi hävimine. Joonis 6. MPa kileproov testimiseks Joon. MTI paindeea masinaga purunemiskindluse testimise skeem. Joon. MTI (Massachusettsi Tehnoloogiainstituut) paindeea masinaga.

9 Torkekindlus Pakendikiledele iseloomulik torkekindlus pakub väga sageli õlatoodete tarbijatele erilist huvi. Kilede läbitorketugevuse (torke-) tugevuse hindamiseks kasutatakse mitmeid standardmeetodeid. Plastikile kiiruse-torkeomadused koormus- ja nihkeandurite abil). Joonisel on skemaatiline esitus kinnitusest, mida kasutatakse selle testi läbiviimiseks Instroni universaalse testimismasinaga. Kiirel läbitorketestil on tavaliselt kasutatavad elemendid hüdrauliline ajam (ajamielemendid), löögielement (või sond), rõngakujuline rakis, koormuse kinnitusseade (koormusandur), regulaatorite komplekt, andmehõiveplaat, ja arvuti, millega kontrollitakse katsesüsteemi, mõõdetakse vastavaid parameetreid ja koostatakse katseprotokoll. koormusanduri täiturelement (või pliiats) täiturelement (või pliiats) koormusanduri raadius R kile 2.2 näitab tüüpilist graafilist sõltuvust, mille abil on selliste testide tulemused selgemalt kuvatud, see tähendab koormuse sõltuvust nihkest. Selliseid katseid tehakse väga sageli kileproovi erineva koormusega. Standard reguleerib ka soovitatud kiirusi, mis sobivad testimiseks 2,5, 25, 125, 2 ja 25 m/min (vastavalt 0,137, 1,367, 6,835, 1,936 ja 13,67 jalga/s).

RIIKIDEVAHELINE STANDARDNE KÄIKJÄK PLAST PINGETESTIMISE MEETOD IPK STANDARDITE KIRJASTUS Moskva

G O D A R S T V E N N Y S T A N D A R T SOYUZ A S S R MATERJALID VÄRVI- JA KATMEMEETOD PINGE TUGUSE, SUHTELISE PIKEPIIKEMISE JA Elastsusmooduli määramiseks GOST 1899-7

Konstruktsioonielementide venitamine (surumine). Sisejõudude, pingete, deformatsioonide (piki- ja põikisuunaliste) määramine. Ristsuunalise deformatsiooni koefitsient (Poissoni suhe). Bernoulli hüpotees ja

GOST 11262-80 NSVL PLASTIKU VENITUSTESTI MEETODi riiklik standard GOST 11262-80 (ST SEV 1199-78) Ametlik väljaanne Kordusväljaanne (november 1986) muudatusega 1, heaks kiidetud aastal

GOST 9550-81 M E F G O S U D A R S T V E N N Y S T A N D A R T PLASTIKUD MEETODID Elastsusmooduli määramiseks PINGE-, SUUREMISE JA PAINUTUSE KORRAL Ametlik väljaanne IPC AVALDAMISSTANDARDID Moskva maksumus

1 Makromolekulaarsed ühendid (Lysenko E.A.) Loeng 15. Kristalliliste polümeeride mehaanilised omadused. Tugevus ja vastupidavus. 2 1. Kristalliliste ja amorfsete polümeeride termomehaanilised omadused.

43 BIOLOOGILISTE KUDEDE MEHAANILISED OMADUSED. HEMODÜNAAMIKA FÜÜSIKALISED KÜSIMUSED Ülesanne 1. Valige õige vastus: 1. Deformatsiooni nimetatakse .... a) kehade suhtelise asendi muutumine; b) vastastikuse muutumine

6. töö PIKEELASTUSMOODULI JA POISSONI SUHTE MÄÄRAMINE MATERJALI PINGE KATSEMISEL Töö eesmärk: pikisuunalise elastsusmooduli (mooduli) materjali elastsuskarakteristikute määramine.

Pilet. Millise valemiga määratakse pinged tsentraalse pinge, kokkusurumise ajal? N N,.Milline diagrammidest Q vastab antud kiirele? d) Krundid. Millisele deformatsioonile antud tala mõjub? keskne

POLÜMEERKILE PINGETESTIMISE MEETOD GOST 14236 81 (ST SEV 1490 79) Ametlik väljaanne RIIGIKOMITEE NSVL STANDARDIDE JÄRGI

MOSKVA ENERGIAINSTITUUT (riiklik Teadusülikool) Masinate dünaamika ja tugevuse osakond nimega Bolotin V.V. 2. ülesanne Õpilane: Eremin L.I. Rühm: С-06-09 Õpetaja: Poznyak

Konstruktsioonielementide nihkejõud Pingete ja deformatsioonide sisejõudude määramine nihkes Puhta nihke mõiste Hooke'i seadus nihke kohta Spetsiifiline potentsiaalne deformatsioonienergia puhta nihke korral Arvutused

16. loeng Elastsusjõud. Tahkete ainete elastsed omadused. Hooke'i seadus erinevate deformatsioonide jaoks. Elastsusmoodulid, Poissoni suhe. Stressi diagramm. elastne hüsterees. Elastsuse potentsiaalne energia

FÖDERAALNE TEHNILISE REGULEERIMISE JA METROLOOGIA AGENTUUR N A T I O N A L N Y S T A N D A R T R O S S I S K O Y F E D E R A T S I GOST REN 1608 -2008 KASUTATUD SOOJUSLIKUD TOOTED

HOOKI SEADUS Töö eesmärk: kontrollida Hooke'i seaduse kohaldatavust elastsed materjalid vedru ja kummipaela näitel. Instrumendid ja tarvikud: arvuti, seadmed Hooke'i seaduse testimiseks, raskuste komplekt,

78 Elastsusjõud Hooke'i seadus Kõik tahked kehad muudavad välise mehaanilise mõju mõjul mingil määral oma kuju, kuna välisjõudude mõjul nendes kehades asukoht muutub.

UZBEKISTANI VABARIIGI KÕRG- JA KESKMINEERIMISMINISTEERIUM TASHKENT KEEMIALI- JA TEHNOLOOGIAINSTITUUT Osakond: "Toiduainetööstuse masinad ja seadmed mehaanika alused" KOKKUVÕTE

UDC 621.357:669.715 VN Malõšev ALUMIINIUMISULAMITE KARASTUMISE HINDAMINE MIKROKAARISTAMISEL STAATILISE JA DÜNAAMILISTE TESTIDE TULEMUSTE JÄRGI Viidi läbi mikrokaare töötlemise mõju uuringud

Eksamipilet 1 1. Reaalobjekt ja arvutusskeem. Välised ja sisemised jõud. Sektsiooni meetod. Peamised talade koormuse tüübid. 2. Väsimuse tugevuse mõiste. Eksamipilet 2 1. Venitamine

Lehekülg alates KINNITA tegevdirektor ANO "CISIS FMT" O.N. Shornikova PROTOKOLL /R-REC Veebruari lõõgastus Plastide venitusomaduste määramine. Klient OÜ "REK" aadressil: Moskva, St. Godovikova

(ISO 5628:1990) RAHVUSVAHELINE STANDARD Paber ja papp PAINTEJÄIKUSE MÄÄRAMINE STAATiliste MEETODITEGA Üldsätted Ametlik väljaanne Interstate Council for Standardization, Metroology

1. Materjalide mehaanilised omadused ja mehaanilised omadused Pingediagrammil vastab materjali tõmbetugevus punktile VASTUS: 1) B; 2) D; 3) E; 4) A. 2. Maksimaalne pinge töödeldavas detailis

Teema 4 Materjalide mehaanilised omadused. 4. loeng Põhimõisted. Proportsionaalne piir, elastsuspiir, voolavuspiir, tõmbetugevus, tõmbetugevus, tegelik rebenemispinge,

Haridus- ja Teadusministeerium Venemaa Föderatsioon osariik haridusasutus kõrgemale erialane haridus Moskva Riiklik Tehnikaülikool sai nime N.E. Bauman"

GOST 15873-70 RIIKIDEVAHELINE ELASTISE KOMBINATSIOONIPLASTI STANDARD PINGUTAMISE MEETOD IPK STANDARDID KIRJASTUS Moskva NSV Liidu RIIKLIK Elastsete kombineeritud plastmasside STANDARD

ST A N D A R T S O U Z A S S R PUIDU MEETOD TUGUSE MÄÄRAMISEKS STAATILISE PAINUTUSE KORRAL GOST 16483.3-84 (ST SEV 390-76) NSVL RIIKLIKU STANDARDIKOMITEE

LISA 1 PROBLEEMIDE LAHENDAMISE NÄITED Ülesanne 1 Laaditakse terasest St valmistatud astmeline latt, nagu on näidatud joonisel fig. P.1.1, a. Tugevuse tingimusest valige ristlõike mõõtmed. Krundi nihe

GOST 17370-7 1 M E F G O S U D A R S T V E N N Y S T A N D A R T KÕVA RAKUPLAST PINGETESTIMISE MEETOD Ametlik väljaanne Moskva Standartinform 2006 Hoonete tehniline ülevaatus

Laboratoorsed tööd Tõmbe deformatsiooni uuring. Eesmärk: Instrumendid ja seadmed: seade tõmbedeformatsiooni uurimiseks; sihverplaadi indikaator 0-10 mm; mikromeeter; mõõtejoonlaud; terasest

EKSPERIMENTAALSED MEETODID KONDENSEERITUD OLEKUMOODULI UURIMISEKS 2. TAHKEKEHADE MEHAANILISED KARAKTERISTIKUD Loeng 13. Kõver "pinge-deformatsioon". Elastsed konstandid, saagise ja tugevuse piirid,

Mohri tugevuse kriteerium. Mohri tugevuskriteeriumi eripäraks on see, et see ei sisalda ühtegi kriteeriumi hüpoteese, vaid põhineb täielikult katsetulemuste üldistusel. Tugevuse seisund

Varraste tugevuse ja jäikuse arvutused 1. Varras ruudu ristlõikega a = 20 cm (vt joonis) on koormatud jõuga. Materjali elastsusmoodul E=200GPa Lubatud pinge. Lubatud liikumine

UDC 620.178.6 Artjukh G.V. MÜRGISUHTE MÄÄRAMISE KÜSIMUSEST Erinevatel eesmärkidel masinate projekteerimise ja käitamise praktikat iseloomustab uute konstruktsioonimaterjalide laialdane kasutamine.

NSV Liidu LIIDU RIIKLINE STANDARD STAATILISE PAINE TUGUSE MÄÄRAMISE MEETOD GOST 16483.384 (ST SEV 39076) NSVL RIIKLIKU STANDARDITE KOMITEE Moskva VÄLJATÖÖTAJAD ministeeriumi poolt

Elec.ru U Z A S R LIIDU G O D A R S T V E N N N Y STANDARDID ELEKTRIISOLEERIMISMATERJALID Ioniseeriva kiirguse vastupidavuse määramine GOST 27604-88 Ametlik väljaanne RIIK

Osariik kõrgem haridusasutus"DONETSK RIIKLIKU TEHNIKAÜLIKOOL" füüsika osakonna aruanne laboritööd 0 pikendusdeformatsiooni UURING Esitab rühma õpilane Lektor

3. MATERJALIDE VASTUPIDAVUS 3.2. Aksiaalne pinge-kompressioon. Pinge või kokkusurumine on varda (varda) deformatsiooni tüüp, milles ainult üks sisemine

See on jõud. Jäikus on. Stabiilsus on 4. See ei kehti eelduste kohta konstruktsioonielementide materjali omaduste kohta 5. Plaat on materjali võime vastu pidada koormustele ilma purunemata

UDC.7:7. POLÜMEERKOMPOSIIDIDE KUUMUSPILDUSE UURIMINE EPOKSÜMATRIKSIDE PÕHINES Samoilenko, E.V. Atjasova, A.N. Blaznov, D.E. Zimin, O.S. Tatarintseva, N.N. Khodakovi eksperimentaal

V.F. DEMENKO MATERJALIDE JA KONSTRUKTSIOONIDE MEHAANIKA 2013 1 LOENG 10 Materjalide mehaaniliste omaduste eksperimentaalne uurimine insenerkonstruktsioonide tugevuse hindamiseks Põhieesmärk on saada katse piirmäär.

LIIDU SSR MASINATE JA INSTRUMENTIDE RIIGISTANDARD MATERJALIDE MEHAANILISTE OMADUSTE MÄÄRAMISEKS MÕISTED JA MÕISTED GOST 14766-69 NSVL TOOTE KVALITEEDI JUHTIMISE JA RIIKLIKU KOMITEE

VENEMAA Föderatsiooni HARIDUSMINISTEERIUM KAASAN RIIKLIK ARHITEKTUURI- JA EHITUSAKADEEMIA Füüsika osakond FÜÜSIKA LABORITÖÖDE METOODIKA JUHEND erialade üliõpilastele

METOODILISED JUHENDID 1 TEEMA Sissejuhatus. Ohutusjuhendamine. Sisendjuhtimine. KURSUSE "RAKENDUSMEHAANIKA" PRAKTILISTE TUNDIDE SISSEJUHATUS. TULE- JA ELEKTRIOHUTUSE JUHEND.

8. loeng http://www.supermetalloved.narod.ru Materjalide konstruktsioonitugevus. Polükristalliliste kehade deformatsiooni iseärasused. Kõvenemine, tagastamine ja ümberkristalliseerimine 1. Materjalide konstruktsioonitugevus

GOST 1579-93 (ISO 7801-84) RIIKIDE VAHELINE STANDARDNE JUHTMEPAINETE TESTIMISE MEETOD RIIKIDEVAHELINE STANDARDISEERIMISE, METROLOOGIA JA SERTIFITSEERIMISE NÕUKOGU Minsk

GOST 4651-82 NSV Liidu riiklik standard PLASTISTIDE KOMPRESSIOONIKATSE MEETODID GOST 4651-82 (ST SEV 2896-81) Ametlik väljaanne IPK STANDARDID KIRJASTUS Moskva TEABEANDMED 1. VÄLJATÖÖTATUD

Distsipliini eesmärk on TEADMISTE KUJUTAMINE EHITUSKOMPOSITSMATERJALIDE TUGUSE JA HÄVUMISE MEHAANIKA PROBLEEMIDE KOHTA, TUTVUMINE HÄVASTUSTE HÄVESTUSVASTUSTE JUHTIMISE PÕHIMÕTETEGA.

Materjalide tugevuse kontrollküsimused 1. Põhisätted 2. Millised on materjalide tugevusteaduse peamised hüpoteesid, eeldused ja eeldused? 3. Millised on peamised ülesanded

Loeng 05 Painutamine Talade tugevuse kontrollimine Kogemus näitab, et sirge teljega prismalati koormamisel sümmeetriatasandil paiknevate jõudude ja jõupaaridega täheldatakse paindedeformatsioone.

RAUDTEE KOOSTÖÖ ORGANISATSIOON (OSJD) II väljaanne Välja töötatud OSJD infrastruktuuri ja veeremi komisjoni ekspertide poolt 27. 29. august 2013, Ungari, Budapest Kinnitatud koosolekul

UNIVERSAALSED HÜDRAULIKAMASINAD SL-SERIA PINGUTUSKURJUMINE EESINIME MATERJALIDE TESTIMINE SL-SERIA

Föderaalne haridusagentuur Riiklik erialane kõrgharidusasutus TOMSK POLÜTEHNILINE ÜLIKOOL KINNITUD dekaan ENMF Yu.I. Tyurin 2007 MÄÄRATLUS

Teraskonstruktsioonide elementide arvutamine. Plaan. 1. Metallkonstruktsioonide elementide arvutamine piirseisundite jaoks. 2. Terase normatiiv- ja projekteerimiskindlus 3. Metallkonstruktsioonide elementide arvutamine

Liit

Lõppkatse, rakendusmehaanika (Sopromat) (2579) 9. (70c.) Konstruktsioonielemendi tugevuse all mõistetakse 1) vastupidavust 2) välismõjudele 3) kuni 4) suurte deformatsioonide esinemist 5)

Lk 1 / 15 Kutsehariduse valdkonna sertifitseerimiskatsed Eriala: 170105.65 Relvade süütekülmikud ja juhtimissüsteemid Distsipliin: Mehaanika (materjalide tugevus)

VENEMAA FÖDERATSIOONI FÖDERAALNE TEHNILISE REGULEERIMISE JA METROLOOGIA AGENTUUR GOST R EN 1608-2008 EHITUSES KASUTATAVAD SOOJUSTOOTED Määramismeetod

Teema 2 Põhimõisted. 2. loeng 2.1 Materjalide tugevus teadusharuna. 2.2 Konstruktsioonielementide ja väliskoormuste skeem. 2.3 Eeldused konstruktsioonielementide materjali omaduste kohta.

VENEMAA FÖDERAATSIOONI FÖDERAALNE TEHNILISE REGULEERIMISE JA METROLOOGIA AGENTUUR GOST R ISO 9585-2009 KIRURGIAILMANTSID Metalli tugevuse ja paindejäikuse määramine

Ringikujulise ristlõikega varraste väändumine. Sisemised väändejõud, pinged ja deformatsioonid. Pingeseisund ja murd väände all. Ümmarguse võlli tugevuse ja jäikuse arvutamine

MATERJALIDE VASTUPIDAMISE TESTID PÕHISÄTTED, LÕIKE MEETOD, PINGUD Variant 1.1 1. Sirge tala koormatakse välisjõuga F. Peale koormuse eemaldamist taastatakse täielikult selle kuju ja mõõtmed.

Ülesanne 1 Vaadeldakse nelinurkse ristlõikega vardaelementidest koosneva tasapinnalise raami kahte koormusjuhtumit koormatuna jaotatud koormustega q ja 2q joonisel näidatud punktis k

Tšeljabinski Izvestija teaduskeskus, vol. 2 (11), 2001 DEFORMEERITAV TAHKEKEHA MEHAANIKA

Elastsed materjalid süsteemsete lahenduste jaoks sylomer Spetsiaalse elastomeeri kirjeldus Sylomer on spetsiaalne polüuretaanelastomeer, mida valmistab Getzner Werkstoffe GmbH (Austria) valatud või vahustatud kujul

SISUKORD 1 Mehaaniline katsetamine 1.1 Tugevus-, deformatsiooni- ja tõmbemoodul ISO R527 (DIN 53455, DIN 53457, ASTM D638M) 1.2 Tugevus- ja paindemoodul ISO 178 (DIN 53452, D kulumiskatse) (DIN 53452, D kulumiskatse) 1.4IN452, ASTM D790 1.4 ISO (Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon) ja ASTM (Ameerika Testimis- ja Materjalide Ühing) meetodite võrdlus 2 Kõvadustestid 2.1 Brinelli, Rockwelli ja Shore'i kõvaduse võrdlus 2.2 Brinelli kõvadus ISO 2039-1 (DIN 53456) 2.3 Rockwell3 kõvadus- ISO220 9- ISO220 2.4 Shore kõvadus ISO 868 (DIN 53505, ASTM D2240) 3 Löögitugevuskatsed 3.1 Löögitugevuse mõistmine 3.2 Löögikatse tulemuste tõlgendamine – ISO ja AST meetodite võrdlus 3.3 Izod löögitugevus ISO 180 (ASTM D256) 3.4 Charpy löögitugevus ( ISO179 ASTM D256) 4 Termilised katsed 4.1 Vicat kuumakindlus ISO 306 (DIN 53460, ASTM D1525) 4.2 Deformatsioon ioonne kuumuskindlus ja deformatsioonikuumuskindlus koormuse all ISO 75 (DIN 53461, ASTM D648) 4.3 Soojusdeformatsioonitakistus (HDT) ja amorfsed ja poolkristallilised plastid 4.4 Kuuli süvend EC335-1 4.5 Soojusjuhtivus ASTM C177 soojusjuhtivus 4,6 Relatiivsed indeks UL 746B 4.7 Lineaarne soojuspaisumise koefitsient ASTM D696, DIN 53752 5. Süttivuse testid 5.1 UL94 süttivuse ülevaade 5.2 UL94 klassifikatsiooni kategooriate kokkuvõte 5.3 UL94HB kategooria 5.4 (ISOTMM Kategooria 5.4 Flatability Kategooria UL94-5.5.5.5. D2863) 5.7 Hõõgtraadi test IEC 695-2-1 5.8 Nõela leegi test IEC 695-2-2 6 Elektrikatse 6.1 Dielektriline tugevus IEC 243-1 6.2 Pinnatakistus IEC 93 (ASTM D257) 6.3 Maht D253(ASTM) 6.4 Suhteline di elektriline konstant IEC 250 6,5 Hajumistegur IEC 250 6,6 Kaare takistus ASTM D495 6,7 Võrdlev treeningindeks (Comparative breakdown index) IEC112 6,8 CTI test 6,9 CTI-M test 6,10 PLC kategooria UL746A 7 Hajumistest UL746A 7 Hajumistest 2 valguse läbilaskevõime G3701M test 17.301M (DIN 67530, ASTM D523) 7.3 Hägusus ja läige 7.4 Murdumisnäitaja DIN 53491, ASTM D542 8 Füüsikalised katsed 8.1 Tihedus ISO 1183 (DIN 53479, ASTM D792) 8. 2 Veeimavus ISO 62 (ASTM D570) 9 Reoloogiline katse ) , ASTM D 1238) 9.4 Sulamisviskoossus DIN 54811 9.5 MV, MFR/MFI, MVI karakteristikute praktiline rakendamine tootmises

Polümeeride tugevuse ja deformatsiooniomaduste eksperimentaalne uuring hõlmab mitut etappi:

• - näidiste tüübi valik ja nende valmistamine;
• - kinnitusvahendite ettevalmistamine proovide kinnitamiseks katsemasinatesse;
• - testimismasinate ja -instrumentide ettevalmistamine deformatsioonimõõtmiseks.

Polümeeride testimise eripäraks on täpsuse vajadus

kraadini, et säilitada etteantud temperatuurirežiim. Selleks kasutage temperatuuri hoidmiseks spetsiaalseid automaatsete seadmetega termostaate. Seda on väga mugav testida termostaadiga ruumis, kuid üldiselt on see toatemperatuuril testimiseks vastuvõetav.

Polümeerproovide kuju määravad tavaliselt nende tootmistehnoloogia omadused. Isotroopsetest materjalidest proovid võivad olla nii silindrilised kui ka lamedad ning kandepõhjaga anisotroopsetest materjalidest (getinaks, tekstoliit, klaaskiud) võetud proovid võivad olla ainult lamedad.

Lamedate katsekehade pinge- või survekatsemisel määratakse tugevus aksiaalsuunas, elastsusmoodul ja Poissoni suhted

vastastikku risti olevates suundades. Vastavalt standardile GOST 11262 kasutatakse katsetamiseks tüüpide 1-3 näidiseid, mille kuju ja mõõtmed on näidatud joonisel fig. 2.60 ja tabelis. 2.11.

Riis. 2.60.

Tabel 2.11. Põhitõmbekatsekehade mõõtmed

Märge. Lubatud on kasutada näidiseid 2 ja 3 paksusega 1 mm, kui need on valmistatud lehtmaterjalist, ja tüübi 2 näidiseid paksusega 3 mm, kui need on valmistatud täidetud polümeermaterjalidest.

Materjali koostise, töötlemisviiside väljatöötamisel ja uurimistöö käigus on lubatud kasutada 4. ja 5. tüüpi näidiseid, mis on näidatud joonisel fig. 2.61 ja tab. 2.12.

Riis. 2.61.

Tabel 2.12. Materjalikoostiste väljatöötamisel kasutatavate tõmbekatsekehade mõõtmed, töötlemisviisid ja uurimistööd

Proovide tegemisel mehaaniline töötlemine toodetest ja pooltoodetest, sealhulgas lehtedest ja plaatidest, peaks maksimaalne lubatud paksus olema 1. tüüpi näidiste puhul 3 mm, vastama toote või pooltoote paksusele, kuid mitte rohkem kui 10 mm 2. tüüpi näidiste puhul.

2. tüüpi näidise valmistamisel plaadist või tootest, mille paksus on üle 10 mm, viiakse see mehaaniliselt 10 mm-ni. Nõutava paksuseni töötlemine toimub proovi mõlemalt küljelt pikisuunas, kui materjali regulatiivses ja tehnilises dokumentatsioonis ei ole märgitud teisiti.

Proovidel peab olema sile, ühtlane pind, ilma villide, laastude, pragude, aukude ja muude nähtavate defektideta.

Isotroopsete materjalide testimiseks kasutatakse vähemalt viit proovi, anisotroopsete materjalide testimiseks võetakse vähemalt viis proovi kohtadest ja suundadest, mis peavad vastama materjali regulatiivsele ja tehnilisele dokumentatsioonile,

Proove konditsioneeritakse vastavalt standardile GOST 12423 vähemalt 16 tundi temperatuuril 23 ± 2 °C ja suhtelisel õhuniiskusel (50 ± 5)%, kui materjali regulatiivses ja tehnilises dokumentatsioonis ei ole märgitud teisiti.

Aeg vormitud näidiste valmistamise lõpust kuni nende katsetamiseni peaks olema vähemalt 16 tundi, sealhulgas nende konditsioneerimise aeg.

Pooltoodetest või toodetest näidiste valmistamisel peab pooltoodete või toodete vormimise lõpust nendest proovide testimise alguseni kuluma vähemalt 16 tundi, sealhulgas nende valmistamise aeg.

konditsioneerimine, kui materjali normatiiv- ja tehnilises dokumentatsioonis pole muid viiteid.

GOST 4651 järgi survetestimiseks mõeldud proovid peavad olema ristkülikukujulise prisma, sirge silindri või sirge toru kujul. Näidise tugitasandid peavad olema survekoormuse rakendamise suunaga risti ja üksteisega paralleelsed 0,1% ulatuses näidise kõrgusest.

Proovide A kõrgus millimeetrites arvutatakse sõltuvalt painduvusteguri ja väikseima pöörlemisraadiuse suhtest järgmiste valemite abil: - ruudu- või ristkülikukujulise ristlõikega ristkülikukujulise prisma jaoks.

Sirgele silindrile

Kroonipõhjaga sirgele torule

kus X- paindlikkuse tegur; a - ruudukujulise alusega prisma aluse külje pikkus; b - ristkülikukujulise ristlõikega ristkülikukujulise prisma aluse väiksema külje pikkus; d- sirge silindri läbimõõt; dx- toru siseläbimõõt; D- toru välisläbimõõt.

Paindlikkuse tegur X arvutatakse valemi järgi

kus hp- proovi vähendatud kõrgus, mis on võrdne klambriteta proovide testimisel A 0 ja proovide katsetamisel klambritega L, / 2; A on vahemaa teha klambrid; I - minimaalne pöörlemisraadius, arvutatud valemiga i= V(// AGA); ma- proovi ristlõike peamine minimaalne inertsimoment; L on proovi ristlõikepindala.

Proovikeha sihvakuse koefitsient peab olema võrdne 10-ga. Juhtudel, kui proov kaotab katse ajal stabiilsuse, vähendatakse sihvakust 6-ni.

Proovi kõrgus on seatud 10-40 mm. Eelistatud proovi kõrgus on 30 mm.

Enamiku plastide tõmbetugevus on 30-80 MPa, seega sobib polümeeride testimiseks praktiliselt igasugune 0,25-5tonnise võimsusega masin.Lisaks peab katsemasinal olema piisavalt madal hind laadimisseadme skaala jaotus (5-50 N), samuti koorma käepideme liikumiskiiruse variaator, sealhulgas selle käsiajam.

Polümeeride testimiseks mõeldud masinatega töötamise eelduseks on konstantse deformatsioonikiiruse tagamine.

Pendeljõumõõturiga masinates ei vasta alumise haaratsi liikumisest tulenev liikumiskiirus katsekeha deformatsioonikiirusele. Seda seletatakse asjaoluga, et koormuse suurenemisel pendli kõrvalekaldumisel liigub ka hoobade pendlisüsteemiga seotud ülemine käepide. Masinates, mille dünamomeeter on ühendatud ülemise käepidemega, on vaja arvestada dünamomeetri vähese jäikuse tõttu tekkiva veaga. Mida suurem on dünamomeetri jäikus, seda täpsemalt hoitakse konstantse deformatsioonikiiruse seisukorda. Katsemasinate kaasaegsetes konstruktsioonides on jõumõõtur jäik.

Elektriliste meetodite kasutamine jõudude registreerimiseks jäikades dünamomeetrites, mis on valmistatud madala vastavusega elastse elemendi kujul, tagab peaaegu igasuguse mõõtmise täpsuse ja välistab vajaduse teha parandusi antud deformatsioonikiiruse jaoks. Jäiga elastse elemendiga jõudude mõõtmine on eriti kasulik polümeeride relaksatsiooni testimisel. Sel juhul luuakse peaaegu ideaalsed tingimused proovi deformatsiooni püsivuse säilitamiseks.

Madala jäikuse ja tugevuse tõttu saab polümeere testida kõige lihtsamatel alustel. Laadimine toimub sel juhul proovile otse või kangi abil mõjuvate koormuste abil. Proovi koormuse sujuv suurenemine saavutatakse laadimisseadme aeglaselt veega täitmisel või kruviajami abil. Laadimisseadme mõõtmete vähendamiseks kasutatakse pliikettaid või pliihaavu, mis viimasel juhul võimaldab ka koormust sujuvalt reguleerida.

Venitatud proovi deformatsioonide mõõtmine toimub tavaliselt deformatsioonimõõturite (mehaaniliste, elektriliste või optiliste) abil. Mehaanilisi deformatsioonimõõtureid saab edukalt kasutada proovi väikeste elastsete deformatsioonide mõõtmiseks.

Plastikukehade mehaanilisel katsetamisel kasutatakse laialdaselt ka elektrilisi deformatsiooni mõõtmise meetodeid. Sel juhul kasutatakse traadist või fooliumist deformeeruvaid takistusandureid (tensoandurid), mis on liimitud proovi tööosa külge.

Nagu juba mainitud, viiakse pikaajalised vastupidavuskatsed tavaliselt läbi roomerežiimis ja valdav enamus sellistest uuringutest korraldatakse tõmbejõu toimel. Neid on mitu

põhimõtteliselt erinevad paigaldiste skeemid vastupidavuse katsetamiseks tõmbelibisemise tingimustes. Joonisel fig. 2.62 näitena on toodud kaks konstantse pingega testimise paigaldusskeemi. Deformatsiooni arenedes väheneb proovi tööosa ristlõikepindala ("kaela" moodustumine), mille tulemusena püsiva jõu mõjul näidisele tekivad pinged. valimi töötav osa aja jooksul suureneb. Esimese paigalduse põhiomadus (joonis 2.62, a) seisneb selles, et konstantse pinge hoidmiseks on pinge seadistusmehhanism (hoob) valmistatud nuki ("tigu" Žurkov) kujul, mis võimaldab kangi hooba vähendada. R, ja seega ka mõjuv jõud, mis on võrdeline proovi ristlõikepinna muutusega. Seega on tagatud pidev pinge.

Riis. 2.62. Paigalduste skeemid katsetamiseks tõmberoomuse tingimustes: pideva pinge režiimis Žurkovi "tigu" (a), Andrade raskuse (b) ja konstantse jõu režiimis (c): 1 - näidis; 2 - hoob; 3 - lasti; 4 - kaabel

Teises paigalduses (joonis 2.62, b) pinge tõusu kompenseerimiseks ja konstantsel tasemel hoidmiseks kasutatakse nn Andrade seadet, milles arvutatakse kujundkoormuse profiil valemiga

kus t- lasti kaal; p on vedeliku tihedus.

Kolmanda skeemi järgi (joonis 2.62, sisse) pinget tekitav kangihoob 1 2 jääb praktiliselt konstantseks ehk näidisele mõjub konstantne koormus. Kui sellisel paigaldusel katsetada materjalinäidiseid, mille purunemise hetkel on kerge venivus, näiteks klaas-, süsinik- ja boorplastid, orgaanilised klaasid jne, siis võib eeldada, et sellele mõjub pidev pinge. proovi kuni selle hävitamise hetkeni.

Vastupidavuskatsed viiakse läbi erinevatel pingetel ja temperatuuridel, mis toob kaasa proovide rikke. Katsete käigus võetakse näidiste deformatsiooni näidud, millele ehitatakse roomekõverad.

Tuleb märkida, et vedelas keskkonnas vastupidavuse testimisel tekivad materjalis paisumispinged, mis on tingitud keskkonna difusioonist sellesse; selliste pingete arvestamine on katsetingimuste tõttu keeruline. Sellisel juhul ei anna Žurkovi tigu ja Andrade seade pidevat pinget.

Joonisel fig näidatud seadistuses. 2,63, laev 3 ja seade proovi kinnitamiseks selles on valmistatud korrosioonikindlatest metallidest. Laadimismehhanism 6 võimaldab muuta mõjujõudu ja hoida proovis püsivat pinget.

Riis. 2.63. Paigaldus plastide testimiseks agressiivses keskkonnas koormuse all (a) ja näidise kinnitusüksus (b): 1 - laud; 2 - vann kuuma veega; 3 - anum agressiivse vedelikuga; 4 - proov; 5 - palli jahuti; 6 - laadimismehhanism; 7 - lasti; 8 - liigutatav latt; 9 - juuksenõel; 10 - polt; 11 - näidis; 12 - tugilatt

Joonisel fig näidatud seadistuses. 2.64, asetatakse proovi tööosa kontrollitava temperatuuriga anumasse 7 kahe kaelaga. Proov läbib spetsiaalselt valmistatud kummikorgid, mis sulgevad anuma hermeetiliselt. Vedelik valatakse läbi liitmiku kummivooliku külge kinnitatud lehtri abil. 10 (neid on kaks anuma ülemises osas, üks neist on mõeldud õhu väljalaskmiseks). Nende liitmike külge saab testimise ajal vedeliku aurustumise vältimiseks kinnitada kuultüüpi püstjahuti. Nõutava katsetemperatuuri tagamiseks anuma küttesärgile liitmikes 11 painduvate voolikute kaudu saate jahutusvedelikku tarnida tsentrifugaalpumbaga varustatud termostaadist.

Riis. 2.64. Paigaldusskeem plastide vastupidavuse ja libisemise testimiseks: 1 - hoobade süsteem; 2 - Klambrid; 3 - gofreeritud käsnad; 4 - kummikork; 5 - lastid; 6 - näidis; 7 - agressiivse keskkonnaga laev; 8 - raam; 9 - numbrinäidik; 10, 11 - liitmikud

Kasutades põhiseadmeid (joonis 2.63 ja 2.64), saate kokku panna paigaldised mis tahes arvu näidistega. Paigaldised võivad olla varustatud seadmetega, mis võimaldavad mõõta ja fikseerida deformatsiooni katsete ajal, samuti ehitada roomekõveraid.

Joonisel fig. 2.65 näitab vastupidavustste skeemi libisemistingimustes kokkusurumisel.

Riis. 2.65. Surve all testimise seadme skeem: / - näidis; 2- voodi; 3- termostaat; 4 , 13 - templid; 5 , 12 - tsentreerivad hinged; 6,8 - taldrikud; 7 - kang; 9 - kamber; 10 - giid; 11 - kütteseade; 14 - lasti

Konkreetse polümeermaterjali kokkutõmbumisväärtuse määramisel kasutatakse proove, mis on valmistatud vastavalt GOST 12015 termoplastist ja GOST 12019 järgi termoplastist. Tehnoloogilise ja töökahanemise määramiseks kasutatakse näidiseid, mille kuju ja mõõtmed on näidatud tabelis. 2.13.

Tabel 2.13. Näidiste kuju ja mõõtmed kokkutõmbumise määramiseks

Termoreaktiivsete materjalide katsetamisel kasutatakse 1.3 tüüpi näidiseid.

Katsed viiakse läbi vähemalt kolme prooviga, mis on saadud survevaluvormi (termoplasti puhul) või pressvormi (termoreaktiivsete materjalide puhul) järjestikuse vormimise teel.

Termoplastide tehnoloogilise kokkutõmbumise määramisel fikseeritakse vormimaatriksi ja proovi mõõtmed täpselt vormimissuunaga risti olevas suunas. Termoplastide testimisel fikseeritakse survevaluvormi maatriksi ja proovi mõõtmed vormimissuunaga risti ja paralleelsetes suundades.

Töökahanemise määramisel määratakse proovi mõõtmed enne ja pärast kuumtöötlust vormimissuunaga risti ja paralleelselt.

Termokavendite proovid pärast vormist eemaldamist jahutatakse toatemperatuurini, asetades need madala soojusjuhtivusega materjalile, et vältida väändumist. Enne mõõtmist hoitakse proove temperatuuril 23 ± 2 °C ja suhtelise õhuniiskuse juures 50 ± 5%. Proovide mõõtmed pärast nende pressimist mõõdetakse 16-72 tunni pärast.

Varraste pikkust mõõdetakse otsast lõpuni või märkide vahel, mille viga ei ületa 0,02 mm. Enne pikkuse määramist asetatakse proovid deformatsioonide ja läbipainde tuvastamiseks siledale metall- või klaaspinnale. Selliste defektidega proove ei tohi testimiseks kasutada. Varda laiuse jaoks võtke kolme pikkuse mõõtmise aritmeetiline keskmine.

Termoplasti proove mõõdetakse pärast nende hoidmist alates valmistamise hetkest vähemalt 16 tundi ja mitte rohkem kui 24 tundi temperatuuril 23 ± 2 °C, kaasa arvatud konditsioneerimisaeg.

Töökahanemise määramiseks tehakse mõõtmine samamoodi nagu tehnoloogilise kahanemise määramisel. Kuumtöötlemiseks asetatakse proovid termostaati. Deformatsiooni vältimiseks asetatakse mõõdetud termoplasti proovid alusele termostaadi nii, et need ei puutuks kokku.

Termoplastide kuumtöötlemise tingimused on tavaliselt täpsustatud materjali regulatiivses ja tehnilises dokumentatsioonis. Nende juhiste puudumisel peaks kuumtöötlustemperatuur olema uurea-formaldehüüdi vormimismasside puhul 80 ± 3 °C ja kõigi muude materjalide puhul 110 ± 3 °C. Kuumtöötlemise aeg on tavaliselt 168 ± 2 h, kiirendatud katsega - 48 ± 1 h Temperatuuri mõõdetakse otse proovide asukohas.

Töökahanemise määramisel erineval temperatuuril tuleb arvestada proovide lineaarpaisumise koefitsiendiga.

Pärast kuumtöötlemise lõppu eemaldatakse termoreaktiivsete vormimasside proovid termostaadist, jahutatakse temperatuurini 23 ± 2 °C ja hoitakse sellel temperatuuril ja suhtelisel õhuniiskusel 50 ± 5% vähemalt 3 tundi, misjärel proove mõõdetakse uuesti samal temperatuuril, mille viga ei ületa 0,02 mm.

Termoplastide kuumtöötlemise tingimused ei ole rangelt reguleeritud ja valitakse sõltuvalt materjali tüübist ja toodete töötingimustest.

Tehnoloogiline kokkutõmbumine 5 T protsentides arvutatakse valemiga

kus / 0 - vormi suurus, mm; /, - proovi suurus, mm.

kus /, - proovi suurus enne kuumtöötlust, mm; / 2 - proovi suurus pärast kuumtöötlust, mm.

Kokkutõmbumise anisotroopia arvutatakse valemiga (20).

Polümeeride mehaanilised omadused- see on omaduste kogum, mis määrab mehaanilise käitumise välisjõudude mõjul.

Polümeeride mehaaniliste omaduste üldised seaduspärasused

Polümeeride mehaanilisi omadusi iseloomustavad:

1. Võime areneda väliste mehaaniliste jõudude toimel suured pöörduvad (väga elastsed) deformatsioonid ulatudes kümnetesse, sadadesse ja isegi tuhandetesse protsentidesse. See omadus on iseloomulik ainult polümeermaterjalidele.
2. Keha reaktsiooni lõdvestav olemus mehaanilisele tegevusele, st pingete ja pingete sõltuvus kokkupuute kestusest (sagedusest).. See sõltuvus tuleneb stressist tingitud koormuse mahajäämusest ja võib avalduda äärmiselt laias ajavahemikus (sekundi murdosadest paljude aastateni).
3. Mehaanilise polümeeri sõltuvus selle tootmistingimustest, töötlemisviisist ja eeltöötlusest. Selle põhjuseks on supramolekulaarse struktuuri erinevate vormide olemasolu polümeersetes kehades, mille ümberkorraldusajad võivad olla nii pikad, et polümeer võib samadel tingimustel stabiilselt eksisteerida erineva morfoloogiaga olekutes.
4. Võime omandada anisotroopse mehaanilise toime mõjul teravad mehaanilised omadused ja säilitavad need pärast kokkupuute lõppemist.
5. Võimalus mehaaniliste jõudude toimel läbida keemilisi muutusi.

Konkreetse polümeerkeha mehaanilise käitumise üldise olemuse määrab füüsiline seisund see asub.

Lineaarsed ja hargnenud polümeerid võib olla kolmes peamises amorfses olekus:

• klaasjas;
• väga elastne;
• viskoosne;

kolmemõõtmelised (ruumilised, ristseotud) polümeerid- ainult kahes esimeses neist osariikidest.

Paljud polümeerid võivad samuti olla kristallilises olekus, mille olemuslikuks tunnuseks on see, et polümeerkehas säilivad peaaegu alati koos rangelt järjestatud kristalsete piirkondadega ka amorfse struktuuriga piirkonnad (seetõttu nimetatakse seda olekut ka nn. amorfne-kristalliline, osaliselt kristalne või poolkristalliline). Rangelt kristalliline olek saavutatakse ainult polümeeri üksikkristallides.

Polümeeride mehaaniliste omaduste kaalumisel eristatakse spetsiaalset rühma orienteeritud olek mis võib sisaldada nii amorfseid kui ka kristalseid polümeere ja mida iseloomustab mehaaniliste omaduste anisotroopia.

Polümeeri ulatuse määrab suuresti mis seisukorras on see töötemperatuuri vahemikus(tavaliselt -40 kuni 40 °C).

Polümeerid selles vahemikus väga elastses olekus, kutsutakse elastomeerid. elastomeeri lai tehniline rakendus leida kummi. Nimetatakse polümeerseid materjale, mis on töötingimustes klaasjas või kristalses olekus plastilised massid. Viimaseid kasutatakse hulgitoodete ja kilede kujul. Kiududena kasutatakse laialdaselt üheteljeliselt orienteeritud polümeere.

Polümeeride mehaaniliste omaduste klassifikatsioon ja üldised omadused

Mehaaniliste jõudude mõjul kõik kehad deformeeruvad ja piisavalt tugevate või pikaajaliste löökide korral hävivad. Vastavalt sellele on olemas deformatsioon ja tugevus omadused. Eraldi mehaaniliste omaduste rühmas hõõrdeomadused, mis avaldub tahke polümeeri keha liikumisel piki teise keha pinda.

Materjalide mehaaniliste omaduste uurimiseks ja mehaaniliste omaduste määramiseks viiakse läbi mehaanilised katsed vastavalt teatud meetoditele.

Katsed erinevad deformatsiooni tüübi poolest:

• ühe- ja kaheteljeline pinge ja surve,
• igakülgne kompressioon,
• painutada,
• vahetus,
• torsioon,
• taane jne.

ja laadimisrežiim:

koormus, mis tagab deformatsiooni või selle püsivuse lineaarse suurenemise,

löök jne.

Katsemeetodi valik on määratletud kui nende eesmärgid, ja katsematerjali tüüp.

Polümeeride mehaaniliste omaduste kvalitatiivseks ja kvantitatiivseks kirjeldamiseks kasutatakse samu mõisteid ja omadusi, mis mittepolümeersete materjalide mehaaniliste omaduste kirjeldamisel. Samal ajal nõuavad polümeeride käitumise tunnused uute mõistete kasutuselevõttu ja mõnikord aktsepteeritud tähenduste mõningast muutmist.

Polümeeride deformatsiooniomadused:

Polümeeride tugevusomadused:

Polümeeride hõõrdeomadused

Nende omaduste kvantifitseerimiseks kasutage hõõrdetegur on tangentsiaaljõu ja normaaljõu suhe ja kulumiskindlus iseloomustavad materjali hävimiskiirust hõõrdumise ajal.

Polümeeri füüsikaline olek ja selle mehaanilised omadused

Polümeeride mehaanilised omadused amorfses olekus

Erinevus amorfsete polümeeride üksikute füüsikaliste olekute vahel on polümeeride erinevates reaktsioonides nendes osariikides, mehaanilise mõju korral:

• elastne- klaasjas olekus,
• peamiselt väga elastne- väga elastne,
• - viskoossena.

Väga elastse deformatsiooni ja viskoosse voolu lõdvestava olemuse tõttu sõltub mehaanilisele toimele reageerimise iseloom oluliselt kokkupuute kestusest. Teatud temperatuurivahemikus võib keha reageerida lühiajalisele kokkupuutele elastselt, ja pikaajaliseks (suure elastse deformatsiooni lõdvestumisaja suurusjärgus või rohkem) näitamiseks kõrge elastsus.

Kõrgematel temperatuuridel võib keha ilmneda, kuna lõõgastusaeg väheneb temperatuuri tõusuga kõrge elastsus lühiajalise kokkupuute ja pikaajalise käitumisega nagu viskoosne vedelik.

Seega on jagamine klaasjaks, väga elastseks ja viskoosseks olekuks seotud kokkupuute ajarežiimiga.

Et anda kindlust olekuteks jaotusele, valitakse üleminekutemperatuuride leidmisel mõned küttekiirus(näiteks 1 ⁰С / sek) ja üleminekutemperatuurid määratakse deformatsiooni suuruse järsu muutusega. Kuna elastsetel ja väga elastsetel deformatsioonidel on iseloomulikud moodulite väärtused, mis erinevad üksteisest suuresti, osariikideks jagunemine ka läbi viia mooduli väärtuse järgi, mõõdetuna dünaamilises režiimis või stressi lõõgastumise režiimis.

• Klaasjas olek vastab mooduli väärtustele 10 3 -10 4 MN / m 2 (10 4 -10 5 kgf / cm 2),
• Elastne - tellimus 10-1 Mn / m 2 (10 kgf / cm 2),

üleminek viskoossesse olekusse (valamispunkt) fikseeritud mooduli kukkumise teel kuni väärtused alla 10 -1,5 MN / m 2 (10 -0,5 kgf / cm 2). Selle erilisse füüsikalisse olekusse eraldamise meetodiga (viskoelastne) mõnikord isoleeritud üleminekupiirkond klaasja ja väga elastse oleku vahel, mis vastab mooduli vaheväärtustele. See ala võib ulatuda kümnetesse kraadidesse.

AT klaasjas olek alla rabeda temperatuuri T xp polümeer käitub nagu rabe tahke aine kokkuvarisemine väikeste, kuni mitu protsenti, suhteliste deformatsioonide korral (joonis 1, kõver 1). Eespool T xp, suurte pingete korral σ sisse- voolavuspiir (sunnitud kõrge elastsus), areneb sunnitud väga elastne deformatsioon, mis võib ulatuda kümnetesse ja sadadesse protsentidesse; kuni see juhtub üleminek rabedalt murduselt kvaasiplastiks, tavaliselt kaasas löögitugevuse järsk tõus(välja arvatud need juhud, kui tugevuse langus toimub kiiremini kui lõpliku deformatsiooni suurenemine). Polümeeri venitamine kõrgematel temperatuuridel kui T xp(Joonis 1, kõver 2) paljude polümeeride puhul kulgeb see ebahomogeenselt üle proovi, tekib lokaalne ahenemine - kaela, milles materjal on tugevalt orienteeritud.

Kui see venib, ulatub kael üle kogu proovi. Kui temperatuur tõuseb Youngi moodul, tugevus, kõvadus langevad, kuid nende muutus ei ületa reeglina ühte suurusjärku. Temperatuuri tõustes vähenevad ka väärtused. voolavuspiir, saavutades klaasistumistemperatuuril nulli T s. Proovi kuju taastamine saavutatakse kuumutamisel temperatuurini, mis on veidi kõrgem kui T s.

AT väga elastne olek võib tekkida väga elastne deformatsioon mis tahes pingel. Üleminek sellesse olekusse T s millega kaasneb mingi tasakaalu kiire muutus füüsikalised omadused, eriti soojuspaisumise koefitsient. Klaasjas olekusse üleminekut saab läbi viia ka muutmise teel materjali ajutine mõjutegur, näiteks deformatsiooni sagedus.

Sel juhul räägitakse mehaaniline klaasiüleminek. Iga sagedus vastab teatud temperatuurile. T m, mille juures deformatsioonide arenguga kaasnevad suurimad mehaanilised kaod. Maksimaalse mehaanilise kao asend määrab klaasistumistemperatuuri väärtus ja selle sõltuvus sagedusest - klaasisiirde kineetiline (lõõgastav) iseloom.

Sulge T m deformatsiooni suurenemine temperatuuriga toimub kõige järsemalt (joonis 2). See on tingitud asjaolust, et selles valdkonnas aeg lõõgastus väheneb lineaarse temperatuuri tõusuga(või õigemini pöördtemperatuuri lineaarse langusega) vastavalt eksponentsiaalsele lähedasele seadusele. Superpositsioon Temperatuuri-aja põhimõte (temperatuur-sagedus), mis kvantifitseerib samaväärsuse temperatuuri tõusu ja kokkupuuteaja lühenemise mõju(sageduse suurendamine, vt ka Alexandrova - Lazurkiia sagedus-temperatuuri meetod). Kui temperatuur tõuseb, sisemise hõõrdumise vähendamine viib lõõgastusaja vähenemine, ja piisavalt kõrgel temperatuuril tekib väga elastne deformatsioon sekundi murdosa jooksul. Seda piirkonda nimetatakse mõnikord kõrge elastsusega platoo. Polümeeri venitamine väga elastses olekus on sisuliselt mittelineaarne ja suurte deformatsioonide korral kaasneb sellega makromolekulide orientatsioon, mis võib viia pöörduva kristalliseerumiseni. Suurte deformatsioonide korral on käitumises märkimisväärne erinevus lineaarne ja ruumiline (ristseotud) polümeerid. Kui ristseotud polümeeride deformatsioon on pöörduv, siis lineaarsed polümeerid kaasneb ka ülielastse deformatsiooni teke pöördumatute deformatsioonide tekkimine.

AT viskoosne olek domineeriv on viskoosne vool, mis viiakse läbi tervete makromolekulide või isegi makromolekulide agregaatide pöördumatu liikumise tulemusena. Polümeerkehade voolu tunnusjoon on see, et samal ajal see areneb pöörduv väga elastne deformatsioon. See viib seeriani spetsiifilised efektid, eelkõige selleks joa turse, voolab torust välja ( väga elastne taastumine), Weissenbergi efekt jt Viskoosses olekus polümeeride puhul on see nähtus samuti iseloomulik tiksotroopia- struktuuri pöörduv hävimine voolu ajal, mis viib viskoossuse languseni.

Polümeeride omadused viskoosse voolamise olekus on lähedased kontsentreeritud polümeerilahuste omadustele. Lahjendatud polümeerilahuste mehaanilised omadused on lähedased viskoossete lihtsate vedelike omadustele ja suurenevad polümeeri kontsentratsioon, samuti lahuste viskoossus suureneb. Isegi väga lahjendatud polümeerilahustes viskoossuse gradient.

Polümeeride mehaanilised omadused (amorfses-kristallilises) olekus.

Polümeeride mehaanilised omadused amorfses-kristallilises olekus on suuresti määratud asjaoluga, et selles olekus on polümeerid omapärased. mikrostruktuurid, mis koosneb omavahel ühendatud elementidest ( kristalne ja amorfsed piirkonnad) erinevatega mehaanilised omadused. Polümeeri erinevad piirkonnad deformeeruvad erinevalt, ja samas piirkonnas on ka erinevad makromolekulid erinevalt pingestatud ja deformeerunud. Füüsikalised meetodid võimaldavad kindlaks teha üksikute konstruktsioonielementide reaktsiooni mehaanilisele toimele tunnused. Eelkõige võimaldas kristalsete polümeeride venitamise ajal peegelduste nihke uurimine lainurk-röntgendifraktsioonimustrites arvutada kristalsete piirkondade tüvesid ja Youngi mooduleid. Kõigi polümeeride arvutatud moodulid ületasid mehaaniliste testidega määratud Youngi mooduleid ja pinge korral moodustas kristalsete piirkondade osa deformatsiooni umbes 10%. 0,1% , ja kristallvõre Youngi moodul on jõudnud väärtuseni 25 000 MN/m2 (2500 kgf/mm2), ületades mehaanilise Youngi mooduli väärtust 2 suurusjärku.

Väikeste pingete ja deformatsioonide korral, mis on tingitud olulisest panusest amorfsete piirkondade deformatsiooni kogupingesse, amorfsete-kristalliliste polümeeride mehaanilised omadused on sarnasusi amorfsete polümeeride mehaanilised omadused. Temperatuuri tõustes Youngi moodul väheneb ja klaasistumistemperatuuri läbimisel amorfsetes piirkondades täheldatakse mõnikord mooduli langust, kuid mitte 4-5 võrra, nagu amorfsete polümeeride puhul, vaid kokku 1-2 tellimusega. Alla teatud temperatuuri on amorfsed-kristallilised polümeerid, nagu ka amorfsed, tavaliselt rabedad (välja arvatud mõned polüimiidid, näiteks polüpüromellitimiid, säilitades võime suurte deformatsioonide tekkeks kuni temperatuurini -200 °С).

Suurte pingete korral ilmnevad amorfsed-kristallilised polümeerid sunnitud kõrge elastsus. Sel juhul deformeeruvad nii amorfsed kui ka kristalsed piirkonnad, osad kristalsed moodustised hävivad ja teised tekivad. Paljude polümeeride puhul on venitamine kristallilises olekus kaela moodustumisega, milles toimub makromolekulide orientatsioon, millega tavaliselt kaasneb üleminek alates sferuliidi kristallstruktuur juurde fibrillaarne; sel juhul toimub polümeeri mehaaniliste omaduste järsk muutus.

Temperatuuri tõus põhjustab muutusi mehaanilistes omadustes:

• tugevuse vähenemine;
• voolavuspiiri vähenemine;
• kõvaduse vähenemine;
• sitkuse suurenemine.

Kell sulamispunkt i kristalne polümeer läheb viskoossesse olekusse. See üleminek on faasisiire, kuid sulamistemperatuur sõltub kristalliseerumistingimustest. Amorfsete-kristalliliste polümeeride mehaanilised omadused sõltuvad . Niisiis, kristallilisuse astme suurenemisega Youngi moodul suureneb.

Polümeeride mehaanilised omadused orienteeritud olekus.

AT üheteljeline ja biaksiaalselt orienteeritud olekud võib esineda nii kristalseid kui ka amorfseid polümeere. Orienteeritud polümeeride mehaanilised omadused sõltuvad oluliselt orientatsiooni aste. Kui üheteljelise orientatsiooni aste suureneb, tugevus(üle suurusjärgu) ja deformeeritavus tavaliselt kukub. Tugevuse kasv on selgelt näha anisotroopne iseloom ja esineb ainult orientatsiooni suunas; ristisuunas kipub tugevus langema, mõnikord nii palju, et võib tekkida polümeeri (kiu) delaminatsioon.