Тестване на деформационното поведение на полимерите. Изпитване на полимер Повишената температура причинява промени в механичните свойства

Изпитването на свойствата на термопластичните дървесно-полимерни композитни материали в чужбина се извършва в съответствие с методите, посочени по-долу:

  • Тест за износване на машина Taber ISO 3537 (DIN 52347, ASTM D1044)
  • Твърдост по Бринел ISO 2039-1 (DIN 53456)
  • Твърдост по Рокуел ISO 2039-2 - Твърдост по Shore ISO 868 (DIN 53505, ASTM D2240)
  • Концепция за сила на удар
  • Якост на удар ISO 180 по Изод (ASTM D256)
  • Устойчивост на топлина съгласно Vicat ISO 306 (DIN 53460, ASTM D1525)
  • Устойчивост на топлина при деформация и устойчивост на топлина при деформация при натоварване ISO 75 (DIN 53461, ASTM D648)
  • Топлоустойчивост на деформация (HDT) и аморфни и полукристални пластмаси
  • Топче вдлъбнатина EC335-1
  • Топлопроводимост ASTM C 177
  • Индекс на относителна топлопроводимост, RTI (UL 746B)
  • Коефициент на линейно термично разширение ASTM D696, DIN 53752
  • Обща информация за запалимост UL94
  • Кратко описание на UL94 класификационни категории
  • Категория UL94HB
  • Категория UL94V0, V1, V2
  • Категория UL94-5V
  • CSA Запалимост (CSA C22.2 No. 0.6 Тест A)
  • Индекс на запалимост с ограничен кислород ISO 4589 (ASTM D 2863)
  • Тест с нажежен проводник IEC 695-2-1
  • Тестове с иглен пламък IEC 695-2-2
  • Диелектрична якост IEC 243-1
  • Повърхностно съпротивление IEC 93 (ASTM D257)
  • Обемно съпротивление IEC 93 (ASTM D257)
  • Относителна диелектрична проницаемост IEC 250
  • Коефициент на разсейване IEC 250
  • Устойчивост на дъга ASTM D495
  • Сравнителен индекс за проследяване (сравнителен индекс на разбивка) IEC 112
  • CTI-M тестове
  • PLC категории (UL746A)
  • Пропускане на мъгла и светлина ASTM D1003
  • Гланц DIN 67530, ASTM D523
  • Мътност и блясък
  • Индекс на пречупване DIN 53491, ASTM D542
  • Плътност ISO 1183 (DIN 53479, ASTM D792)
  • Водопоглъщаемост ISO 62 (ASTM D570)
  • Свиване при формоване ISO 2577 (ASTM D955)
  • Скорост на потока на стопилка/индекс на стопилка ISO 1133 (DIN 53735, ASTM D 1238)
  • Обемен поток на стопилка/Индекс на обем на стопилка ISO 1133 (DIN 53735, ASTM D 1238)
  • Вискозитет на стопилка DIN 54811
  • Практическо приложение на MV, MFR/MFI, MVI характеристики в производството

1. Механични тестове

Якост, деформация и модул на опън ISO R527

(DIN 53455, DIN 53457, ASTM D638M)

Основата за разбиране на свойствата на даден материал е информация за това как материалът реагира на всяко натоварване. Познавайки размера на деформацията, причинена от дадено натоварване (напрежение), дизайнерът може да предвиди реакцията на конкретен продукт към условията на работа. Връзките напрежение-деформация на опън са най-широко публикуваните механични свойства за сравняване на материали или проектиране на специфични продукти.

Тестови скорости:

  • Скорост A – 1 mm/min – модул на опън.
  • Скорост B - 5 mm/min - Диаграма на напрежението на опън за смоли, напълнени със стъклени влакна.
  • Скорост C – 50 mm/min – диаграма на напрежението на опън за смоли без пълнеж.

Връзките напрежение-деформация на опън се определят, както следва. Пробата с форма на двойно острие се разтяга с постоянна скорост и приложеното натоварване и удължението се записват. След това се изчисляват напреженията и деформациите:

Други механични свойства, определени от връзката напрежение-деформация, са:

Якост и модул на огъване ISO 178 (DIN 53452, ASTM D790)

Якостта на огъване е мярка за това колко добре материалът издържа на огъване или "колко твърд е материалът". Обикновен, просто поддържан прът се натоварва в средата на участъка: по този начин се създава триточково натоварване. На стандартна машина за изпитване, зареждащият накрайник се притиска върху пробата с постоянна скорост от 2 mm/min.

За да се изчисли модулът на еластичност при огъване, от записаните данни се изгражда крива на деформация спрямо натоварване. Започвайки от началната линейна част на кривата, използвайте минимум пет стойности на натоварване и деформация.

Модулът на огъване (съотношението на напрежението към деформацията) най-често се споменава, когато се говори за еластични свойства. Модулът на еластичност при огъване е еквивалентен на наклона на допирателната към кривата напрежение/деформация в тази част от кривата, където пластмасата все още не се е деформирала.

Стойностите на напрежението и модула на еластичност при огъване се измерват в MPa.

Тест за износване на машина Taber ISO 3537 (DIN 52347, ASTM D1044)


Ориз. 4: Тест за износване на машина Taber

Тези тестове измерват количеството загуба на абразия чрез абразия на пробата с помощта на машина Taber. Пробата е фиксирана върху диск, въртящ се с честота 60 rpm. Силите, създадени от тежестите, притискат абразивните колела към образеца. След определен брой цикли, тестовете се спират. Масата на загубата от абразия се определя като масата на частиците, които са били отстранени от пробата: тази маса се изразява в mg/1000 цикъла. Абразивните колела всъщност са камъни за заточване във формата на кръг. Използват се различни видове от тези кръгове.

Сравнение на методите на ISO (Международна организация за стандартизация) и ASTM (Американско общество за изпитване и материали).

Прилагането на метода ISO не само променя условията на изпитване и размерите на дорника за изпитване (в сравнение с метода ASTM), но също така изисква стандартизирани дизайни на матрици и условия на формоване в съответствие с ISO 294. Това може да доведе до разлики в публикуваните стойности - не поради промяна в свойствата на материала, но поради промяна в метода за изпитване. Според метода ASTM тестовият образец е с дебелина 3 mm, докато ISO е избрал образци с дебелина 4 mm.

2. Тестове за твърдост

Сравнение на твърдостта по Бринел, Рокуел и Шор

Тестът на Рокуел определя твърдостта на пластмасите въз основа на еластичното възстановяване на деформацията на пробата по време на изпитването. Това се различава от тестовете за твърдост по Бринел и Шор: при тези тестове твърдостта се определя от дълбочината на проникване при натоварване и следователно изключва всякакво еластично възстановяване на деформацията на материала.

Следователно стойностите на Рокуел не могат да бъдат директно свързани със стойностите на твърдостта по Бринел или Шор.

Диапазоните на твърдост по Shore A и D могат да бъдат сравнени с диапазоните на твърдост по Бринел. Няма обаче линейна корелация.

Твърдост по Бринел ISO 2039-1 (DIN 53456)

Полирана закалена стоманена топка с диаметър 5 mm се притиска в повърхността на пробата (с дебелина най-малко 4 mm) със сила 358 N. 30 s след прилагане на натоварването се измерва дълбочината на вдлъбнатината. Твърдостта по Бринел H 358/30 се изчислява като „приложеното натоварване“, разделено на „площта на отпечатъчната повърхност“. Резултатът се изразява в N/mm 2

Твърдост по Рокуел ISO 2039-2

Числото на твърдостта по Рокуел е пряко свързано с твърдостта на отпечатъка върху пластмасата: колкото по-високо е числото, толкова по-твърд е материалът. Поради лекото припокриване на скалите за твърдост на Рокуел за един и същ материал е възможно да се получат две различни числа в две различни скали и двете числа може да са технически правилни

Инденторът, който е полирана топка от закалена стомана, се притиска в повърхността на пробата за изпитване. Диаметърът на топката зависи от използваната скала на Рокуел. Пробата се натоварва с „малък товар“, след това с „основен товар“ и след това отново със същия „малък товар“. Действителното измерване се базира на общата дълбочина на проникване, тази дълбочина се изчислява като общата дълбочина след отстраняване на основното натоварване минус еластичното възстановяване след отстраняване на основното натоварване и минус дълбочината на проникване при леко натоварване. Твърдостта по Рокуел се изчислява като "130 минус дълбочината на проникване в единици от 0,002 mm."

Стойностите на твърдостта по Рокуел трябва да бъдат между 50 и 115. Стойностите извън тези граници се считат за неточни: измерването трябва да се повтори отново, като се използва следващата по-твърда скала. Твърдостта на скалите нараства от R през L до M (с увеличаване на твърдостта на материала). Натоварванията и диаметрите на инденторите са посочени по-подробно в таблицата.

Ако по-мек материал изисква скала, по-малка от скалата R, тогава тестът за твърдост по Рокуел не е подходящ. След това можете да използвате метода за твърдост по Шор (ISO 868), който се използва за материали с нисък модул.

Твърдост по Shore ISO 868 (DIN 53505, ASTM D2240)

Стойностите на твърдостта по Шор са показанията на скалата, получени, когато специфичен стоманен прът проникне в пластмасата. Тази твърдост се определя от два вида склероскопи, като и двата имат калибрирани пружини за прилагане на натоварване върху индентора. Склероскоп A се използва за по-меки материали, а склероскоп D се използва за по-твърди материали.

Стойностите на твърдостта по Шор варират:

  • от 10 до 90 за склероскоп Shore тип A - меки материали,
  • от 20 до 90 за склероскоп Shore тип D - твърди материали.

Ако измерените стойности са >90A, материалът е твърде твърд и трябва да се използва склероскоп D.

Ако измерените стойности

Няма проста връзка между твърдостта, измерена чрез този метод за изпитване, и други основни свойства на материала, който се тества.

3. Тестове за удар

Концепция за сила на удар

При стандартни тестове, като тестове за опън и огъване, материалът абсорбира енергия бавно. В действителност материалите много често бързо поемат енергията на приложена сила, например сили от падащи предмети, удари, сблъсъци, падания и т.н. Целта на изпитването на удар е да се симулират такива условия.

Методите на Izod и Charpy се използват за изследване на свойствата на определени проби при определени ударни напрежения и за оценка на крехкостта или якостта на пробите. Резултатите от тестове от тези методи не трябва да се използват като източник на данни за изчисления на дизайна на компоненти. Информация за типичните свойства на материала може да бъде получена чрез изпитване на различни типове образци за изпитване, приготвени при различни условия, вариране на радиуса на прореза и температурата на изпитване.

Тестовете, използващи и двата метода, се провеждат върху махаловиден ударен винт. Образецът се затяга в менгеме и от дадена височина се освобождава ударен механизъм с махало със закалена стоманена ударна повърхност с определен радиус, което кара образеца да се срязва при внезапно натоварване. Остатъчната енергия на забивача на махалото го повдига нагоре. Разликата между височината на падане и височината на връщане определя енергията, изразходвана за разрушаването на тестовата проба. Тези тестове могат да се извършат при стайна температура или при понижени температури, за да се определи студочупливостта. Тестовите проби могат да се различават по вида и размера на разфасовките.

Резултатите от тестове за удар на падаща тежест, като метода на Гарднър или тест с извита плоча, зависят от геометрията на падащата тежест и опората. Те могат да се използват само за определяне на относителното класиране на материалите. Резултатите от изпитването на удар не могат да се считат за абсолютни, освен ако геометрията на оборудването за изпитване и образеца не отговарят на изискванията на крайното приложение. Може да се очаква, че относителното класиране на материалите според двата метода за изпитване ще бъде същото, ако естеството на разрушаване и скоростите на удара са еднакви.

Тълкуване на резултатите от теста за удар - Сравняване на методите ISO и ASTM

Характеристиките на удара могат да бъдат силно зависими от дебелината на пробата и молекулярната ориентация. Различните дебелини на образците, използвани в методите ISO и ASTM, могат да имат много значителен ефект върху стойностите на якост на удар. Промяната на дебелината от 3 mm на 4 mm може дори да доведе до промяна в режима на повреда от пластичен към крехък поради влиянието на молекулното тегло и дебелината на назъбения образец, използвайки метода на Izod, както е показано за поликарбонатни смоли. Материали, които вече показват крехък модел на счупване при дебелина от 3 mm, например материали с минерални и фибростъкло пълнители, не се влияят от промяната на дебелината на пробата. Материалите с модифициращи добавки, които увеличават якостта на удар, имат същите свойства.


Ориз. 10: Влияние на дебелината и молекулното тегло на назъбената проба върху резултатите от изпитването на удар на поликарбонатни смоли по Изод

Необходимо е ясно да се разбере, че:

  • Не са се променили материалите, а само методите за изпитване;
  • споменатият преход от пластично към крехко счупване играе незначителна роля в действителност: по-голямата част от проектираните продукти имат дебелина от 3 mm или по-малко

Якост на удар ISO 180 по Изод (ASTM D256)

Изпитването на удар по Изод на назъбени образци се превърна в стандартен метод за сравняване на ударната якост на пластмасите. Резултатите от този метод на изпитване обаче не съответстват много на реакцията на удара на формования продукт в реална среда. Поради различната чувствителност на материалите, този метод на изпитване може да позволи някои материали да бъдат отхвърлени. Въпреки че резултатите от тези тестове често се изискват като смислени мерки за устойчивост на удар, тези тестове са склонни да измерват чувствителността на материала, а не способността на пластмасата да издържи на удар. Резултатите от тези тестове се използват широко като еталон за сравняване на якостта на удар на материалите. Изпитването на удар по Изод на назъбени образци е най-подходящо за определяне на якостта на удар на продукти, които имат много остри ъгли, като ребра, пресичащи се стени и други области на концентрация на напрежение. При изпитване на ударна якост по Izod на образци без назъби се използва същата геометрия на натоварване, с изключение на това, че образецът е без назъби (или е захванат в менгеме в обърнато положение). Този тип тест винаги дава по-добри резултати от тестовете с надрез по Izod поради липсата на точки на концентрация на напрежение.

Ударната якост на назъбените проби, използващи метода на Izod, е енергията на удара, изразходвана за унищожаване на назъбената проба, разделена на първоначалната площ на напречното сечение на пробата на мястото на прореза. Тази якост се изразява в килоджаули на квадратен метър: kJ/m 2. Образецът се затяга вертикално в менгемето на ударен винт.

  • ISO 180/1A обозначава образец тип 1 и прорез тип A. Както може да се види на фигурата по-долу, образец тип 1 е с дължина 80 mm, височина 10 mm и дебелина 4 mm.
  • ISO 180/1O представлява същата проба 1, но закрепена в обърната позиция (отчетена като „неразрязана“).

Образците ASTM имат сходни размери: еднакъв радиус в основата на прореза и еднаква височина, но се различават по дължина – 63,5 mm и, което е по-важно, по дебелина – 3,2 mm.

Резултатите от изпитването по ISO се определят като енергията на удара в джаули, изразходвана за счупване на тестовия образец, разделена на площта на напречното сечение на образеца в мястото на прореза. Резултатът се изразява в килоджаули на квадратен метър: kJ/m 2.

Резултатите от теста ASTM се определят като енергията на удара в джаули, разделена на дължината на прореза (т.е. дебелината на образеца). Те се изразяват в джаули на метър: J/m. Практическият коефициент на преобразуване е 10: т.е. 100 J/m е равно на приблизително 10 kJ/m2.

Различните дебелини на пробата могат да доведат до различни тълкувания на „твърдостта“, както е показано отделно.


Ориз. 11: Образци за измерване на якост на удар

Ударна якост на Шарпи ISO 179 (ASTM D256)

Обозначенията по ISO отразяват вида на образеца и типа на рязане:

  • ISO 179/1C обозначава образец тип 2 и тип прорез CI;
  • ISO 179/2D обозначава екземпляр тип 2, но нерязан.

Основната разлика между методите на Charpy и Izod е методът за инсталиране на тестовата проба. При тестване по метода на Шарпи пробата не се затяга, а се поставя свободно върху опора в хоризонтално положение.


Ориз. 13: Метод за измерване на ударната якост на Шарпи и уред за измерването й

Образците, използвани по метода DIN 53453, имат подобни размери. Резултатите както за методите ISO, така и за DIN се определят като енергията на удара в джаули, погълната от тестовия образец, разделена на площта на напречното сечение на образеца в мястото на прореза. Тези резултати се изразяват в килоджаули на квадратен метър: kJ/m2.

Независимият избор на полимер, осигуряващ пълно съответствие на материала с предвидените условия на работа, е труден. В допълнение към необходимостта да се вземат предвид множество въздействия, както постоянни, така и краткосрочни, е необходимо да се вземе предвид и комбинация от въздействия. В края на краищата, един материал с отлични механични свойства може да се срути, когато е изложен на най-малкото натоварване в контакт с всеки химикал или температура, неблагоприятна за пластмасата, докато друг, първоначално с относителни механични характеристики, е в състояние да издържи на същото натоварване при подобни условия.

За да могат да сравняват свойствата на различни пластмаси, производителите на полимерни заготовки провеждат серия от тестове. Обикновено индикаторите се въвеждат в специални таблици, чието използване опростява процеса на избор на полимер. Заслужава обаче да се отбележи, че всички тези показатели не са максимални или минимални. Това са средни стойности на нормални тестове, извършени при стандартни условия и са предназначени да бъдат само проекция на свойствата на материала. Естествено, ако някое условие се промени, данните от теста могат да бъдат напълно различни от тези, декларирани от производителя.

Във всеки случай са необходими индивидуални тестове - само те могат да потвърдят възможността за използване на пластмасата, която сте избрали. За да изберете един материал, не е препоръчително да провеждате индивидуални тестове за всеки тип полимер и неговите модификации, следователно полимерите, които не отговарят на работните условия, първо се „отсяват“. „Скринингът” се извършва точно на базата на данните, предоставени от производителите на полимерни заготовки. След това има полимери, чието ефективно използване е възможно с голяма вероятност. На този етап трябва да сте изключително внимателни, защото... Методите или условията на изпитване за материали от различни производители може да са различни. Първата стъпка към избора е да съпоставите и сравните резултатите от тестовете, направени от производителя. Обикновено за инженерни и високотемпературни полимери изпитването се извършва върху:

  • Механични свойства
  • Температурни свойства
  • Електрически свойства
  • Химични свойства
  • Други свойства (физически, оптични и др.)

Но разполагайки с данни за всички материали преди сравнението, трябва да обърнете внимание на методите, използвани в процеса на тестване. Като се има предвид, че руските стандарти GOST, с които сме свикнали, не са валидни в целия свят и методите за изпитване в различните страни често се различават, сравнението на резултатите от изпитването в съответствие с GOST и всеки ISO, ASTM, EN DIN е трудно. И дори ако процесите на изпитване, оборудването и изчисленията на показателите съгласно GOST и ISO са еднакви, пробите или условията може да са различни, следователно резултатите от теста не могат да се използват за точно сравняване на материалите. Най-често използваните стандарти за изпитване на пластмаси са: Международни методи за изпитване на полимерни материали (ISO), Стандартни методи за изпитване на термопластични материали (ASTM), Руски стандарти за методи за изпитване на пластмаси (GOST). Нека разгледаме някои от най-популярните методи за тестване и също така да сравним някои от тях с международните стандарти.

Водопоглъщаемост (GOST 4650-80).Същността на методите е да се определи масата на водата, абсорбирана от пробата в резултат на излагането й на вода за определено време при определена температура. Стандартът отговаря на ISO 62-80 и ASTM D570.

Запалимост (GOST 21207-81).Методът се състои в определяне на дължината на овъглената част на пробата и времето на изгаряне в резултат на излагане на пламък на газова горелка за 60 секунди.

Изгаряне (GOST 28157-89).Същността на метода е да се определи скоростта на разпространение на пламъка по протежение на хоризонтално и/или вертикално фиксиран образец. Общият принцип на изпитване е подобен на UL стандарт 94, но параметрите на изпитването са различни.

Точка на топене (GOST 21533-76).Същността на метода е да се измери температурата, при която двойното пречупване изчезва от пластмасова проба, нагрята с контролирана скорост на стола на поляризационен микроскоп. Методът се използва за кристализиране на пластмаси. Стандартът е в съответствие с международните стандарти ISO 3146-74 по отношение на метода PHA и ISO 1218-75 метод A по отношение на метода BA.

Якост на опън (GOST 11262-80).Методът се основава на разтягане на образец при зададена скорост на деформация, при която се определят следните показатели: удължение, граница на провлачване, крива натоварване-удължение, якост на опън, якост на опън, граница на провлачване на опън, удължение при скъсване, удължение при максимално натоварване , удължение при граница на провлачване и др. Механичните изпитвания на опън (напрежение, деформация, модул на еластичност, граница на провлачване, якост на опън, деформация на скъсване, пропорционална граница и др.) съгласно международните стандарти се определят в съответствие с ISO 527 (DIN 53455, 53457 , ASTM D 638M).

Компресия (GOST 4651-82).Методът се основава на натоварване на пробата за изпитване с нарастващо натиск натоварване при зададена скорост на деформация. С този метод се определят следните показатели: напрежение на натиск, деформация на натиск, напрежение на натиск при границата на провлачване, напрежение на разрушаване на натиск, коефициент на гъвкавост и др.

Статично огъване (GOST 4648-71).Същността на метода се състои в това, че тестовата проба, свободно лежаща върху две опори, се натоварва за кратко в средата между опорите. В този случай се определят: напрежението на огъване и стойността на деформация в момента на разрушаване за пластмаси, които се разрушават при дадена стойност на деформация или преди да достигнат тази стойност; напрежение на огъване при дадена стойност на деформация за пластмаси, които не се разрушават при дадена стойност на деформация или преди да достигнат тази стойност; напрежение на огъване при максимално натоварване за пластмаси, при които при дадена стойност на деформация или преди достигане на тази стойност товарът преминава през максимум; напрежение на огъване при повреда или максимално натоварване, когато деформацията надвишава определената стойност на деформация, ако това е предвидено в регулаторната и техническа документация за пластмаса. Тестовете за механично огъване съгласно международните стандарти са определени в съответствие с ISO 178 (DIN 53452, ASTM D 790).

Ударна якост (якост).

Според Шарпи (GOST 4647-80). Определянето на якостта на удар по Шарпи при определени условия се използва за изследване на поведението на пластмасови проби при изпитвания на удар, както и за определяне на якостта на удар. Същността на метода е тест, при който образец, разположен върху две опори, се подлага на удар с махало, като линията на удара е разположена в средата между опорите и точно срещу прореза за проби с назъбване. Стандартът е напълно съвместим с ISO 179-82 (ASTM D256). Този метод има по-широка зона на покритие в сравнение с ISO 180.

Според Izod (GOST 19109-84). Същността на метода е да се унищожи конзолно фиксиран образец с прорез чрез удряне на махало върху образеца на определено разстояние от мястото на закрепване. Стандартът отговаря на ISO 180-82 (ASTM D256), с изключение на допустимото отклонение на дебелината на образеца.

Модул на еластичност при опън, натиск и огъване (GOST 9550-81).

Разтягане. Същността на метода е да се определи модулът на еластичност на опън като съотношение на увеличението на напрежението към съответното увеличение на относителното удължение. Модулът на опън, както и други тестове на опън съгласно международните стандарти се определят в съответствие с ISO 527-2 (DIN 53455, 53457, ASTM D 638M).

Компресия. Същността на метода е да се определи модулът на еластичност при натиск като съотношение на увеличението на напрежението към съответното увеличение на относителната деформация на натиск. Модулът на еластичност на натиск според международните стандарти се определя в съответствие с ISO 604.

Извивам. Същността на метода е да се определи модулът на еластичност при огъване като отношение на увеличението на напрежението към съответното увеличение на относителната деформация. Модулът на огъване, както и други тестове на огъване съгласно международните стандарти се определят в съответствие с ISO 178 (DIN 53452, ASTM D790).

Пълзене при опън (GOST 18197-82).Същността на метода е да се прилага постоянно натоварване на опън върху изпитваната проба за дълго време при условия на постоянна температура и влажност. Поведението на пластмасите при изпитване за пълзене при опън характеризира тяхната якост при продължително излагане на статично натоварване. Резултатите от изпитванията за пълзене на опън могат да се използват за прогнозиране на поведението на пластмасовите части (тяхната деформация и повреда) при същите условия на изпитване и употреба на пластмаса.

Якост на срязване (GOST 17302-71).Методът се състои в определяне на големината на силата на срязване при разрязване на проба по две равнини.

Абразивно износване (GOST 11012-69).Същността на метода е да се определи намаляването на обема на пробата в резултат на абразия. Индексът на абразия е предназначен за сравнителна оценка на износването на пластмаси по време на абразия без смазване. Оборудването и режимите на изпитване според GOST и ISO са различни. Международните методи за изпитване на износване са посочени в ISO 3537 (DIN 52347, ASTM D1044) и се извършват на машина Taber.

Коефициент на триене (GOST 11629-75).Метод за определяне на коефициента на триене на пластмаси чрез плъзгане на проби по стоманена равнина на противотяло без смазване.

Определяне на твърдостта.

(ГОСТ 4670-91, ISO 2039/1-87). Метод на вдлъбнатина на натоварен сферичен индентор.

(ГОСТ 24622-91, ISO 2039/2-87). Индексът на твърдост по Рокуел е пряко зависим от твърдостта на пластмасата, когато е вдлъбнат от индентора; колкото по-висок е индексът на твърдост по Рокуел, толкова по-твърд е материалът.

(ГОСТ 24621-91, ISO 868-85). Твърдостта по Шор се определя чрез вдлъбнатина с помощта на два вида твърдомери.

Методите за определяне на твърдостта според международните и руските стандарти са идентични.

Плътност (GOST 15139-69).Същността на метода е да се определи плътността на веществото чрез съотношението на масата на пробата към нейния обем, определено директно чрез претегляне и измерване, или чрез изместения обем на течността за проби с неправилна или трудна за измерване форма. Общият принцип на изпитване е подобен на ISO 1183 (DIN 53479, ASTM D792).

Среден коефициент на линейно термично разширение (GOST 15173-70).Същността на метода е да се тества пластмасова проба, в която се определя: средният коефициент на линейно термично разширение в минималния температурен диапазон; средният коефициент на линейно топлинно разширение в определен температурен диапазон. Общият принцип на метода е подобен на ASTM D696, DIN 53752.

Специфичен топлинен капацитет (GOST 23630.1-79).Стандартът установява метод за определяне на специфичния топлинен капацитет в температурния диапазон от -100°C до +400°C. Същността на метода е да се измери топлинният поток, погълнат от пробата по време на монотонен режим на нагряване на динамичен калориметър, характеризиращ се с времето на забавяне на температурата на топломер с известна ефективна топлопроводимост. Съгласно международните разпоредби специфичният топлинен капацитет се определя в съответствие с ISO 22007-4:2008.

Топлопроводимост (GOST 23630.2-79).Стандартът установява метод за определяне на специфичния топлинен капацитет в температурния диапазон от -100°C до +400°C. Същността на метода е да се измери термичното съпротивление на образец по време на монотонен режим на нагряване при определени температури на изпитване. Съгласно международните разпоредби топлопроводимостта се определя в съответствие с ISO 22007-4:2008.

Температура на омекване на Vicat (GOST 15088-83).Същността на метода е да се определи температурата, при която стандартен индентор под въздействието на сила прониква в изпитваната проба, нагрята с постоянна скорост, на дълбочина 1 mm. Стандартът е напълно съвместим с ISO 306 (DIN 53460, ASTM D1525).

Температура на огъване под товар (GOST 12021-84).Същността на метода е да се определи температурата, при която изпитваният образец, разположен хоризонтално върху две опори, под въздействието на постоянно натоварване (при напрежение от 0,45 или 1,8 MPa) и нагрят с постоянна скорост, се огъва с дадена количество. Стандартът съответства на ISO 75 (DIN 53461, ASTM D648), но поради различните размери на пробите за изпитване, стойностите на топлинна устойчивост на деформация, измерени по методите на ISO, могат да бъдат по-ниски. Също така, за метода ASTM се използва налягане от 1,82 MPa.

Изпитвания за устойчивост на температура (GOST 9.715-86).Устойчивостта на материала на температура се установява въз основа на резултатите от изпитването на проби от материали при определяне на: температурни диапазони, при които протичат химически и (или) физични процеси в материала, включително процеси, придружени от промяна в масата на пробата; диапазонът от напрежения и температури, при които пробите запазват формата и целостта си (за инженерни пластмаси).

Стареене на пластмаси под въздействието на естествени и изкуствени климатични фактори (ГОСТ 9.708-83).Същността на метода е, че пробите се подлагат на въздействието на естествени климатични фактори в климатични станции за определена продължителност на изпитването и устойчивостта на определеното въздействие се определя от промените в един или повече показатели на свойствата (физико-механични, електрически, оптични, външен вид и др. .).

Препис

1 53 В лабораторията тестовете за триене и износване често се извършват с помощта на механизирани трибометри и учените са успели да разработят голямо разнообразие от стандартизирани и нестандартизирани методи, които могат да се използват за определяне на трибологичните характеристики на материалите. В реални работни условия прогнозирането на поведението на материалите при триене е доста трудно поради редица причини: 1. Широка гама от комбинации от материали, които се движат един върху друг и грапавостта на повърхността на телата, направени от тези материали; 2. Способността да се използват различни смазочни материали, които влияят на интензивността на триенето между телата; 3. Нелинейност на връзката между натоварване (контактно налягане), скорост на движение и коефициент на триене; 4. Влиянието на температурата върху стойността на коефициента на триене и отделянето на топлина при триене на две тела едно в друго Механични тестове на полимерни филми В следващите глави на тази книга ще бъдат представени таблици и графични зависимости, които ще представят свойства на пропускливост и стойности на различни механични характеристики на филми, получени от различни полимерни материали. Стойностите на много, но не всички показатели за свойства зависят от температурата, относителната деформация, относителната влажност и други фактори. Този раздел представя някои стандартни методи, които се използват за определяне на механичните свойства. По-подробна информация относно методите, използвани за определяне на стойностите на механичните свойства, е представена в тази глава. Стандартните методи за изпитване обикновено се разработват и публикуват от специалисти от двете организации. Първата от тези организации е ASTM International, която също се нарича Американско дружество за изпитване и материали. Тази организация публикува стандартизирани методи за изпитване под формата на стандарти ASTM. Втората е Международната организация по стандартизация (накратко ISO), която също участва активно в подобни дейности. Тези организации се специализират не само в разработването на методи за изпитване на пластмаси, но също така разработват технически стандарти, ако е необходимо, за всякакви други области и индустрии. Стандартите и на двете организации се използват от специалисти навсякъде, но трябва да се отбележи, че методите, описани в стандартите на различни организации, не винаги точно се повтарят. Въпреки това понякога стандартите ASTM и ISO са абсолютно еднакви един с друг, но понякога стандартите могат да имат различни процедури или различни условия на изпитване и следователно резултатите, получени с помощта на методите, описани в стандартите на различни организации, не винаги са еднакви. да се сравняват директно един с друг. Много често показателите за собственост, измерени с помощта на различни стандарти, могат да имат приблизително еднакви стойности, но най-често, поне в минимална степен, те се различават помежду си. Пластмасите, от които са направени фолиата, могат да се използват и при производството на шприцвани продукти. Много често свойствата, определени от производителите на фолио, всъщност се измерват чрез тестване на шприцовани проби от същия материал, от който е направен филмът. Трябва обаче да се разбере, че при определяне на свойствата на филмите и полимерите

2 54 2. Основни свойства на филми, получени от пластмаси и еластомери на материалите, от които са направени тези продукти, е по-препоръчително да се тестват проби от филми, тъй като особеностите на методите за производство на филми могат да доведат до факта, че полимерът ще образуват определена молекулярна структура в такива продукти, която от своя страна ще има някои специални, уникални свойства. Методите за производство на филми и влиянието на параметрите на производствения процес върху свойствата на филмовите продукти са представени по-подробно в глава 3. Въпреки това, понякога на практика не е възможно да се измерят стойностите на определени характеристики чрез тестване на филмови проби. В този случай резултатите от изпитване на проби, получени от същата марка полимер чрез леене под налягане, са „по-добри от нищо“. Механични свойства на опън Определянето на стойностите на механичните характеристики на опън се извършва чрез постепенно разтягане на проба от изследвания материал и измерване на максималното натоварване, което може да издържи тестовата проба. Такива тестове се извършват на специализирано оборудване, по-специално на универсалната машина за тестване на материали Instron. Преди извършване на изпитвания на опън е необходимо да се измерят първоначалните размери на изследваните проби. Познавайки тази информация, стойностите на натоварването и деформацията, получени в резултат на тестове, могат да бъдат преобразувани, като по този начин се конструира крива на деформация, тоест крива на деформация спрямо напрежение. Голямо количество много важна информация може да се получи от кривата на деформация. Методите за изпитване на опън на пластмаси са описани в следните стандарти: ASTM D882-1 Стандартен метод за изпитване на свойствата на опън на тънък пластмасов лист; ISO стандарт „Определяне на свойствата на опън на пластмаси, част 3: Условия за изпитване на филми и листове“; JIS K 7127:1999 Пластмаси Определяне на свойствата на опън Част 3: Условия за изпитване на филми и листове. Фигурата показва общ изглед на универсалната машина за тестване на материали Instron, диаграма на тестването на шприцовани проби и филмови проби и формата на тестовите проби. Скобите, които се използват за задържане на филмови проби, се различават до известна степен от скобите, показани на фиг. В допълнение, повърхностите на скобите в контакт с филмовите проби най-често са гумирани, което прави възможно задържането дори на доста тънки филми в затяга доста надеждно и да не ги повреди.Това е пробна проба. Съотношението на ширината на пробните образци към тяхната дебелина трябва да бъде най-малко 8:1. Ако се изпитват анизотропни материали, тогава пробите се изрязват от оригиналната лента в две посоки, успоредни на посоката на екструдиране (NE, надлъжна посока), т.е. в посоката на ориентацията на материала, както и в перпендикулярна посока (напречна посока , TD). Използвайки тази машина, по време на тестването е възможно директно да се получат криви на деформация (криви на напрежение-деформация), подобни на тези, представени на фиг. Анализирайки такива криви на деформация, специалистите могат да получат много полезна и много важна информация за механичните характеристики на полимерни материали.

3 55 скоба (напречна, глава) се движи с постоянна скорост проба от филмова проба за тестване, изрязана, получена от оригиналния метод за шприцоване на филм подвижна скоба (напречна, глава) челюсти на образеца на скоба за тестване неподвижна скоба (напречна, глава) сензор за натоварване (клетка за деформация) Фиг. Универсална машина за изпитване на материали Instron (Снимката е предоставена от Instron Corporation) 7 6 F C D H напрежение, MPa B A E K 1 G деформация/удължение, % Фиг. Типичен изглед на кривата на деформация (крива на деформация спрямо напрежение), която могат да бъдат разграничени няколко важни точки 1

4 56 2. Основни свойства на филми, получени от пластмаси и еластомери Редица много важни точки могат да бъдат идентифицирани на фиг. Тези точки включват: Точка А се нарича Пропорционална граница. До точка А се наблюдава линейна зависимост на големината на напрежението от големината на относителната деформация. Точка B се нарича граница на еластичност. Преди тази точка в образеца се появява само еластичният, обратим компонент на деформация, а след точка B образецът започва да се деформира необратимо. Точка С се нарича граница на провлачване. След точка С материалът започва да се деформира без допълнително натоварване. Точка D се нарича Ultimate Strength. В този момент се достига максималната стойност на напрежението върху кривата на деформация. Точка E се нарича точка на прекъсване. В табл Таблица 2.3 предоставя информация какви параметри могат да бъдат определени от кривата на деформация, представена на фиг. Таблица 2.3. Механични свойства на опън, определени от крива напрежение-деформация съгласно ASTM D882 Определение на характеристика Удължение при скъсване Удължение при провлачане Якост на опън (максимална стойност на напрежението) Якост на провлачване Якост на опън Гранична стойност на напреженията на опън Модул на еластичност на опън (модул на еластичност от първи ред) Модул на сечението (секущ модул) Устойчивост на счупване Съответства на стойността на относителното удължение, при което образецът се счупва, точка J на ​​фиг. Съответства на стойността на относителното удължение, при което образецът започва да тече, точка G на фиг. на стойността на напрежението, при което пробата се счупва, точка K на фиг. Съответства на стойността на напрежението, при която пробата започва да тече (пробата продължава да се удължава и деформира при постоянна стойност на напрежението), точка F на фиг. Големината на опън напрежения при дадена стойност на относителна деформация. Максималната стойност на напреженията на опън, които могат да възникнат в материала преди разрушаването му, точка H на фиг. област на еластична деформация (от нулевата точка до точка В на фиг. 2.13) върху кривата на деформация. „Тангенциалният“ („тангентен“) еластичен модул се определя от ъгъла на наклона на деформационната крива в областта на еластичната деформация. Много често този параметър се нарича още модул на Юнг или просто модул на еластичност.Индикаторът се определя от ъгъла на наклона на линията, свързваща нулевата точка и точката на кривата на деформация, съответстваща на определена стойност на относителното удължение.Количеството енергия които трябва да се прехвърлят на единица обем на пробата за разрушаването й. по време на изпитване на опън. Индикаторът се определя от повърхността под кривата на деформация Повечето пластмаси проявяват едно от четирите възможни поведение, когато са разтегнати. Така всички пластмаси се характеризират с един от четирите вида

5 57 криви на деформация, представени на фиг. Стойностите на ъглите на наклона на кривите на деформация по време на реални тестове и определяне на зависимостта на напрежението от деформацията може да се различават до известна степен, но във всяка глава на тази книга читателят ще може да вижте, че всички криви, характерни за пластмасите, в по-голяма или по-малка степен съответстват на една от тези четири форми. 125 напрежение, MPa твърд и крехък материал твърд и здрав материал твърд и вискозен материал мек и здрав (вискозен) материал деформация (относително удължение), % Фиг. Различни типове криви на деформация, характерни за пластмасите Твърдостта на пластмасите се определя от силата, която трябва да се приложи върху пробата за изпитване, за да се гарантира нейната деформация. Модулът на еластичност е точно мярка за твърдостта на пластмасата. В случай на аморфни пластмасови проби, охладени до много по-ниска температура в сравнение с температурата на встъкляване, енергията на натоварване се изразходва за огъване и разтягане (деформиране) на връзките в полимерната верига, която е в основата на пластмасата. При нагряване до температурата на встъкляване Tst, твърдостта на аморфните пластмасови проби се променя много значително. Стойността на модула на еластичност в този случай може да намалее дори с три порядъка. При по-нататъшно нагряване на проби от полимерни материали, между веригите на които има малък брой напречни връзки, над температурата на встъкляване, стойността на модула на еластичност може дори да намалее до нула. Въпреки това, в случай на полимери с по-високо молекулно тегло, като полиметилметакрилат, макромолекулите могат да бъдат силно преплетени, което позволява на материала да поддържа доста висока стойност на еластичния модул дори когато се нагрее до температурата на разлагане. Същото явление се наблюдава и в случая на омрежени полимери, които също могат да запазят своята еластичност при нагряване. Трябва да се помни, че колкото по-висока е степента на омрежване на материала, т.е. Колкото по-голям е броят на напречните връзки, образувани между полимерните вериги, толкова по-голям е еластичният модул на материала. Ако материалът поне частично кристализира, това също може да ограничи мобилността на молекулните вериги дори при температури, надвишаващи Tst, в резултат на което стойността на модула на еластичност на материала също се увеличава. С увеличаване на степента на кристалност на даден материал, неговата твърдост също се увеличава. някои

6 58 2. Основни свойства на филми, получени от пластмаси и еластомери, полимерите преминават в разтопено (вискозен поток) състояние в доста широк температурен диапазон. В този случай стойността на модула на еластичност може постепенно да намалява през този температурен диапазон до температурата на топене (Tm). Споменатите явления са представени на фиг. 2.15, в която: Крива А е характеристика на аморфен полимер със средно молекулно тегло. Крива B е характерна за аморфен полимер с високо молекулно тегло и следователно макромолекулите на такъв полимер могат да бъдат преплетени. Крива С е типична за омрежен материал с ниска степен на омрежване. Крива D е типична за омрежен материал с висока степен на омрежване. Кривата Е е характерна за полимер с ниска степен на кристалност (частично кристализиращ полимер). Кривата F е характерна за полимер с висока степен на кристалност (кристален полимер). 12 Модул на еластичност на материала, MPa T st C F E D T pl Температура на разпадане 5 A B Температура, C Фиг. Схематично представяне на кривите на зависимостта на модула на еластичност на полимера от различни фактори Механични свойства по време на огъване За полимерни филми учените понякога определят механичните свойства по време на огъване, но в повечето случаи тези характеристики се анализират чрез тестване на проби, произведени от тези полимери чрез леене под налягане. Условията за изпитване за определяне на механичните свойства на огъване на материалите са описани в следните стандарти: ASTM D79-3 Стандартни методи за изпитване на свойствата на огъване на неармирани и армирани пластмаси и електроизолационни материали);

7 59 ISO стандарт 178:21 Пластмаси Определяне на свойствата на огъване. При определяне на механичните характеристики по време на огъване пробата за изпитване се поставя върху две опори (греда, фиксирана в два края), след което се прилага натоварване към центъра на пробата, в резултат на което пробата започва да се огъва (фиг. 2.16). Обикновено за извършване на този тип изпитване се използва универсална машина за тестване Instron. Максимално напрежение и деформация възникват на противоположната страна на пробата, т.е. точно под точката на прилагане на натоварването. За такива тестове се препоръчва да се използват проби с дължина 8 mm, ширина 1 mm и дебелина 4 mm. В допълнение, когато се изпитва за огъване, могат да се използват други образци, но техните размери трябва да бъдат избрани по такъв начин, че съотношението на дължината на образеца към неговата дебелина да е 2. приложен товар тестов образец (бар) приложен товар Фиг. Принцип на изпитване на огъване на проби от полимерни материали Якост на счупване (MIT Flex Life Testing Machine) Разработен от изследователи от Масачузетския технологичен институт (MIT), MIT Flex Test позволява на техниците да оценят устойчивостта на материала на разрушаване от умора (счупване), което може възникват при натоварвания на огъване. Процесът на разрушаване от умора на пластмаси е разгледан много по-подробно в друга книга от същата серия, Умора и трибологични свойства на пластмаси и еластомери. Подобен метод за изпитване е описан в ASTM D. Този метод е стандартният метод за изпитване на хартия за устойчивост на износване (издръжливост). Такива тестове се извършват на специално тестово оборудване, разработено от специалисти на MIT. Фигурата показва диаграма на тестване на определеното оборудване. Фигурата показва снимка на оборудването, което се използва за провеждане на такива тестове. Единият край на пробата от анализирания полимерен филм се фиксира в специално затягащо устройство, което много бързо се завърта спрямо оста на ъгъл 27 и се връща в първоначалното си положение. Вторият край на филмовата проба е подложен на постоянно натоварване на опън (т.е. е в напрегнато състояние). Въпреки че стандартният метод, описан от ASTM, е разработен специално за тестване на проби от хартия, същият метод може да се използва и за тестване на всякакви полимерни филми. Много често този метод се използва и за оценка на полимерни материали, използвани като изолация на проводници и кабели. Подобен метод може да се използва и за анализиране на ефекта от натоварването на опън върху издръжливостта на филмовите материали. За да се симулират действителни условия на работа на филма, пробите могат да бъдат изложени на повишени температури и/или химикали преди тестване.

8 6 2. Основни свойства на филми, получени от пластмаси и еластомери, което дава възможност за по-точно прогнозиране на устойчивостта на филмите срещу разрушаване по време на работа в реални условия. Срокът на експлоатация при циклично излагане на натоварване на огъване е броят на циклите на натоварване, след които образецът на филма се поврежда. 6, проба от MPa филм за тестване Фиг. Схема за определяне на устойчивостта на счупване при тестване на машина за тестване на живот на огъване на MIT Фиг. Машина за тестване на живот на огъване на MIT (Масачузетски технологичен институт) (снимката е предоставена от Testing Machines Inc.)

9 Устойчивост на пробиване Устойчивостта на пробиване, характерна за фолиата за опаковъчни цели, често е от особен интерес за потребителите на продукти за рамо. Има няколко стандартни метода, които се използват за оценка на якостта на пробиване на филмите.Тест за високоскоростно пробиване Тестът за високоскоростно пробиване се провежда съгласно метода, описан в ASTM D, Високоскоростен тест за пробиване на полимерни филми с използване Клетки за натоварване и изместване. Свойства на скоростта на пробиване на пластмасово фолио с използване на сензори за натоварване и изместване). Фигурата показва схематично представяне на приспособлението, използвано за провеждане на този тест на универсална тестваща машина Instron. Високоскоростните тестове за пробиване обикновено използват елементи като хидравлично(и) задвижване(а), ударен елемент (или стилус), пръстеновидна приспособление, устройство за затягане на товара (товарна клетка), набор от регулатори, платка за събиране на данни и компютър, с помощта на който се управлява тестовата система, измерват се съответните параметри и се изготвя протоколът от изпитването. сензор за натоварване ударен елемент (или сонда) ударен елемент (или сонда) датчик за натоварване радиус R филм филм Фиг. Фигура 2.2 представя типична графична зависимост, с помощта на която резултатите от такива тестове се показват по-ясно, т.е. зависимостта на натоварването от изместването. Такива тестове много често се провеждат при различни скорости на натоварване на филмовата проба. Стандартът също така предоставя препоръчителни стойности на скоростта, които са подходящи за тестване при 2,5, 25, 125, 2 и 25 m/min (съответно 0,137, 1,367, 6,835, 1,936 и 13,67 ft/s).


МЕЖДУДЪРЖАВЕН СТАНДАРТ КЛЕТЪЧНИ ТВЪРДИ ПЛАСТМАСИ МЕТОД ЗА ИЗПИТВАНЕ НА ОПЪН IPC ИЗДАТЕЛСТВО ЗА СТАНДАРТИ Москва МЕЖДУДЪРЖАВЕН СТАНДАРТ КЛЕТЪЧНИ ТВЪРДИ ПЛАСТМАСИ Метод за изпитване на опън

G O U D A R S T V E N Y S T A N D A R T S O YUZ A S S R БОЯДИВНИ МАТЕРИАЛИ МЕТОД ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ЯРНОСТ НА ОПЪН, УДЪЛЖЕНИЕ ПРИ СЪРВАНЕ И МОДУЛ НА ЕЛАСТИЧНОСТ ГОСТ 1899-7

Опън (компресия) на структурни елементи. Определяне на вътрешни сили, напрежения, деформации (надлъжни и напречни). Коефициент на напречна деформация (коефициент на Поасон). Хипотезата на Бернули и

ГОСТ 11262-80 Държавен стандарт на МЕТОД ЗА ИЗПИТВАНЕ НА ОПЪН НА ПЛАСТМАСИ НА СССР ГОСТ 11262-80 (ST SEV 1199-78) Официална публикация Преиздание (ноември 1986 г.) с изменение 1, одобрено в

GOST 9550-81 M E F G O S U D A R S T V E N Y S T A N D A R T ПЛАСТМАСОВИ МЕТОДИ ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ НА МОДУЛА НА ЕЛАСТИЧНОСТ ПРИ ОПЪН, НАТИСКАНЕ И ОГЪВАННЕ Официална публикация IPC ИЗДАТЕЛСТВО НА СТАНДАРТИ Москва цена

1 Високомолекулни съединения (Лисенко Е.А.) Лекция 15. Механични свойства на кристални полимери. Сила и издръжливост. 2 1. Термомеханични свойства на кристални и аморфизирани полимери.

43 МЕХАНИЧНИ СВОЙСТВА НА БИОЛОГИЧНИТЕ ТЪКАНИ. ФИЗИЧЕСКИ ВЪПРОСИ НА ХЕМОДИНАМИКАТА Задача 1. Изберете верния отговор: 1. Деформация се нарича.... а) промяна във взаимното положение на телата; б) изменение на взаимното

Работа 6 ОПРЕДЕЛЯНЕ НА МОДУЛА НА НАДЪЛЖНАТА ЕЛАСТИЧНОСТ И КОЕФИЦИЕНТА НА ПОАСОН ПРИ ИЗПИТВАНЕ НА МАТЕРИАЛ НА ОПЪН Цел на работата: определяне на еластичните характеристики на модула на надлъжна еластичност на материала (модул

Билет. Каква формула се използва за определяне на напреженията по време на централно напрежение и натиск? N N,.Коя от Q диаграмите отговаря на дадения лъч? г) Диаграми. На каква деформация е подложена дадена греда? централен

МЕТОД ЗА ИЗПИТВАНЕ НА ОПЪН НА ПОЛИМЕРНИ ФИЛМИ ГОСТ 14236 81 (ST SEV 1490 79) Официална публикация ДЪРЖАВЕН КОМИТЕТ НА СССР ПО СТАНДАРТИ

МОСКОВСКИЯТ ЕНЕРГЕТИЧЕН ИНСТИТУТ (Национален изследователски университет) Катедра по динамика и якост на машините на името на В. В. Болотин Задача 2 Студент: Eremin L.I. Група: S-06-09 Учител: Позняк

Срязване на структурни елементи Определяне на вътрешни сили, напрежения и деформации по време на срязване Концепцията за чисто срязване Закон на Хук за срязване Специфична потенциална енергия на деформация по време на чисто срязване Изчисления

Лекция 16 Еластични сили. Еластични свойства на твърдите тела. Закон на Хук за различни деформации. Еластични модули, коефициент на Поасон. Диаграма на напрежението. Еластичен хистерезис. Еластична потенциална енергия

ФЕДЕРАЛНА АГЕНЦИЯ ЗА ТЕХНИЧЕСКО РЕГУЛИРАНЕ И МЕТРОЛОГИЯ НАЦИОНАЛЕН СТАНДАРТ ARTRO РУСКА ФЕДЕРАЦИЯ И GOST REN 1608 -2008 ПРИЛОЖЕНИ ТОПЛОИЗОЛАЦИОННИ ПРОДУКТИ

ЗАКОН НА ХУК Цел на работата: да се провери приложимостта на закона на Хук за еластични материали на примера на пружина и гумена лента. Уреди и аксесоари: компютър, инсталация за проверка на закона на Хук, комплект тежести,

78 Еластични сили Закон на Хук Всички твърди тела в резултат на външно механично въздействие променят формата си в една или друга степен, тъй като под въздействието на външни сили местоположението в тези тела се променя

МИНИСТЕРСТВО НА ВИСШЕТО И СРЕДНОТО СПЕЦИАЛНО ОБРАЗОВАНИЕ НА РЕПУБЛИКАТА УЗБЕКИСТАН ТАШКЕНТСКИ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕН ИНСТИТУТ Катедра: „Машини и оборудване за хранително-вкусовата промишленост, основна механика“ РЕЗЮМЕ

УДК 621.357:669.715 В. Н. Малишев ОЦЕНКА НА УКРАПВАНЕ НА АЛУМИНИЕВИ СПЛАВИ ЧРЕЗ МИКРОДЪГОВА ОБРАБОТКА ОТ РЕЗУЛТАТИТЕ ОТ СТАТИЧНИ И ДИНАМИЧНИ ИЗПИТВАНИЯ Проведени изследвания на влиянието на микродъговата обработка

Изпитен билет 1 1. Реален обект и проектна схема. Външни и вътрешни сили. Метод на раздела. Основни видове натоварване на греди. 2. Концепцията за якост на умора. Изпитна карта 2 1. Разтягане

Страница от УТВЪРЖДАВА Генералният директор на АНО "ЦИСИС ФМТ" О.Н. Шорникова ПРОТОКОЛ / R-REC Relax от февруари Определяне на характеристиките на опън на пластмаси. Клиент LLC "REK" на адрес: Москва, улица Godovikova

(ISO 5628:1990) МЕЖДУДЪРЖАВЕН СТАНДАРТ Хартия и картон ОПРЕДЕЛЯНЕ НА КОРАВИНАТА НА ОГЪВАННЕ ЧРЕЗ СТАТИЧНИ МЕТОДИ Общи разпоредби Официална публикация Междудържавен съвет по стандартизация и метрология

1. Механични свойства и механични характеристики на материалите На диаграмата на напрежението пределната якост на материала съответства на точката ОТГОВОР: 1) B; 2) D; 3) Е; 4) A. 2. Максимално напрежение в детайла

Тема 4 Механични характеристики на материалите. Лекция 4 Основни понятия. Пропорционална граница, еластична граница, граница на провлачване, якост на опън, якост на опън, истинско напрежение на опън,

Министерство на образованието и науката на Руската федерация Държавна образователна институция за висше професионално образование „Московски държавен технически университет на името на N.E. Бауман"

GOST 15873-70 МЕЖДУДЪРЖАВЕН СТАНДАРТ НА КЛЕТЪЧНИ ЕЛАСТИЧНИ ПЛАСТМАСИ МЕТОД ИЗПИТВАНЕ НА ОПЪН IPC ИЗДАТЕЛСТВО НА СТАНДАРТИ Москва ДЪРЖАВЕН СТАНДАРТ НА СССР КЛЕТЪЧНИ ЕЛАСТИЧНИ ПЛАСТМАСИ

G O S U D A R S T V E N Y S T A N D A R T S O U Z A S S R ДЪРВЕН МЕТОД ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ЯКОСТТА ПРИ СТАТИЧНО ОГЪВЯНЕ GOST 16483.3-84 (ST SEV 390-76) ДЪРЖАВЕН КОМИТЕТ ПО СТАНДАРТИ НА СССР

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ПРИМЕРИ ЗА РЕШАВАНЕ НА ЗАДАЧИ Задача 1 Стъпаловидна стоманена греда St е натоварена, както е показано на фиг. P.1.1, a. Въз основа на състоянието на якост изберете размерите на напречното сечение. Постройте диаграма на преместване

GOST 17370-7 1 M E F G O S D A R S T V E N Y S T A N D A R T ПЛАСТМАСИ, КЛЕТЪЧЕН ТВЪРД МЕТОД ИЗПИТВАНЕ НА ОПЪН Официално издание Москва Стандартинформ 2006 технически преглед на сгради

Лабораторна работа Изследване на деформация на опън. Предназначение: Уреди и оборудване: уред за изследване на деформация на опън; циферблатен индикатор 0-10 мм; микрометър; измервателна линийка; стомана

ЕКСПЕРИМЕНТАЛНИ МЕТОДИ В ИЗСЛЕДВАНЕ НА КОНДЕНЗИРАНА СРЕДСТВА МОДУЛ 2. МЕХАНИЧНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ТВЪРДИТЕ ТЕЛА Лекция 13. Крива напрежение-деформация. Еластични константи, граници на провлачване и якост,

Критерий за якост на Мор. Характеристика на якостния критерий на Мор е, че той не съдържа никакви критериални хипотези, а се основава изцяло на обобщение на експериментални резултати. Състояние на якост

Изчисления на пръти за якост и коравина 1. Прът с квадратно сечение a = 20 cm (виж фигурата) е натоварен със сила. Модул на еластичност на материала E=200 GPa Допустимо напрежение. Позволено движение

УДК 620.178.6 Артюх Г.В. ПО ВЪПРОСА ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ НА КОЕФИЦИЕНТА НА ПОАСОН Практиката на проектиране и експлоатация на машини за различни цели се характеризира с широкото използване на нови структурни материали

ДЪРЖАВЕН СТАНДАРТ НА СЪЮЗА НА СССР ДЪРВЕН МЕТОД ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ГРАНИЦАТА НА ЯКОСТ ПРИ СТАТИЧНО ОГЪВЯНЕ ГОСТ 16483.384 (ST SEV 39076) ДЪРЖАВЕН КОМИТЕТ ПО СТАНДАРТИ НА СССР Москва РАЗРАБОТЕН от Министерството

Elec.ru G O S U D A R S T V E N S T A N D A R T YS СОЮЗА САССР ЕЛЕКТРОИЗОЛАЦИОННИ МАТЕРИАЛИ Определяне на устойчивост на йонизиращо лъчение ГОСТ 27604-88 Официална публикация ДЪРЖАВА

Държавно висше учебно заведение "ДОНЕЦК НАЦИОНАЛЕН ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ" Катедра по физика Лабораторен доклад 0 ИЗСЛЕДВАНЕ НА ДЕФОРМАЦИЯТА НА ОПЪТ Извършва се от група студент Учител

3. ЯКОСТ НА МАТЕРИАЛИТЕ 3.2. Аксиално напрежение-компресия. Опънът или компресията е вид деформация на греда (пръчка), при която само един вътрешен

Силата е това. Това е твърдост. Стабилността е 4. Не се отнася за допускания относно свойствата на материала на структурните елементи 5. Плочата е способността на материала да издържа на натоварвания, без да се срутва

УДК.7:7. ИЗСЛЕДВАНЕ НА ТОПЛИННАТА УСТОЙЧИВОСТ НА ПОЛИМЕРНИ КОМПОЗИТИ НА БАЗАТА НА ЕПОКСИДНИ МАТРИЦИ V.V. Самойленко, Е.В. Атясова, А.Н. Блазнов, Д.Е. Зимин, О.С. Татаринцева, Н.Н. Khodakova Бяха проведени експериментални тестове

V.F. ДЕМЕНКО МЕХАНИКА НА МАТЕРИАЛИТЕ И КОНСТРУКЦИИТЕ 2013 1 ЛЕКЦИЯ 10 Експериментално изследване на механичните свойства на материалите с цел оценка на якостта на инженерните конструкции Основната цел е да се получат граничните стойности за предмета

ДЪРЖАВЕН СТАНДАРТ НА СЪЮЗА НА ССР МАШИНИ И УСТРОЙСТВА ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ НА МЕХАНИЧНИТЕ СВОЙСТВА НА МАТЕРИАЛИТЕ ТЕРМИНИ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГОСТ 14766-69 ДЪРЖАВЕН КОМИТЕТ НА СССР ЗА УПРАВЛЕНИЕ НА КАЧЕСТВОТО НА ПРОДУКТА И

МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ КАЗАНСКА ДЪРЖАВНА АРХИТЕКТУРНА И СТРОИТЕЛНА АКАДЕМИЯ Катедра по физика МЕТОДОЛОГИЧЕСКИ УКАЗАНИЯ ЗА ЛАБОРАТОРНА РАБОТА ПО ФИЗИКА за студенти от специалности

МЕТОДИЧЕСКИ УКАЗАНИЯ 1 ТЕМА Въведение. Инструктаж по безопасност. Входящ контрол. ВЪВЕДЕНИЕ В ПРАКТИЧЕСКИ УРОЦИ ПО ДИСЦИПЛИНАТА ПРИЛОЖНА МЕХАНИКА. ИНСТРУКЦИИ ПО ПОЖАРНА И ЕЛЕКТРИЧЕСКА БЕЗОПАСНОСТ.

Лекция 8 http://www.supermetalloved.narod.ru Структурна якост на материалите. Характеристики на деформация на поликристални тела. Втвърдяване, възстановяване и рекристализация 1. Структурна якост на материалите

GOST 1579-93 (ISO 7801-84) МЕЖДУДЪРЖАВЕН СТАНДАРТ МЕТОД ЗА ИЗПИТВАНЕ НА ОГЪВАНИЯ НА ПРОВЕДЕНИЕ МЕЖДУДЪРЖАВЕН СЪВЕТ ЗА СТАНДАРТИЗАЦИЯ, МЕТРОЛОГИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ Минск Предговор 1 РАЗРАБОТЕН от Технически

GOST 4651-82 Държавен стандарт на СССР МЕТОДИ ЗА ИЗПИТВАНЕ ЗА КОМПРЕСИЯ НА ПЛАСТМАСИ GOST 4651-82 (ST SEV 2896-81) Официална публикация IPC ИЗДАТЕЛСТВО НА СТАНДАРТИ Москва ИНФОРМАЦИОННИ ДАННИ 1. РАЗРАБОТЕН

Целта на дисциплината е ФОРМИРАНЕ НА ЗНАНИЯ ПО ПРОБЛЕМИ НА МЕХАНИКАТА НА ЯКОСТТА И РАЗРУШАВАНЕТО НА СТРОИТЕЛНИ КОМПОЗИТНИ МАТЕРИАЛИ, ЗАПОЗНАВАНЕ С ПРИНЦИПИТЕ ЗА УПРАВЛЕНИЕ НА УСТОЙЧИВОСТТА НА СРУПЕНЕ ОТ СТРУКТУРНА ПОЗИЦИЯ

Тестови въпроси за съпротивление на материалите 1. Основни принципи 2. Кои са основните хипотези, предположения и предпоставки, които са в основата на науката за съпротивлението на материалите? 3. Какви основни проблеми решава?

Лекция 05 Огъване Проверка на якостта на гредите Опитът показва, че когато призматичен прът с права ос е натоварен със сили и двойки сили, разположени в равнината на симетрия, се наблюдават деформации на огъване

ОРГАНИЗАЦИЯ ЗА СЪТРУДНИЧЕСТВО НА ЖЕЛЕЗНИЦИТЕ (OSJD) II издание Разработено от експерти на OSJD Комисията по инфраструктура и подвижен състав 27 август 29, 2013, Унгария, Будапеща Одобрено от срещата

УНИВЕРСАЛНИ ХИДРАВЛИЧНИ МАШИНИ СЕРИЯ SL ОПЪН НАТИСЪК ОГЪВАНИЯ ПЪРВОТО ИМЕ В ИЗПИТВАНЕТО НА МАТЕРИАЛИ СЕРИЯ SL Серво-хидравлични тестови машини за физически и механични тестове на материали с

ФЕДЕРАЛНА АГЕНЦИЯ ЗА ОБРАЗОВАНИЕ Държавна образователна институция за висше професионално образование ТОМСКИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ ОДОБРЕНО от декана на ENMF Ю.И. Тюрин 2007 ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Изчисляване на елементи от стоманени конструкции. Планирайте. 1. Изчисляване на елементи от метални конструкции по гранични състояния. 2. Стандартни и проектни съпротивления на стоманата. 3. Изчисляване на елементи от метални конструкции

Федерална агенция за образование Държавна образователна институция за висше професионално образование "UFA STATE PETROLEUM TECHNICAL UNIVERSITY" Катедра по физика ELASTIC

Финален тест, Приложна механика (Sopromat) (2579) 9. (70c.) Силата на конструктивен елемент означава 1) устойчивост 2) на външни влияния 3) до 4) появата на големи деформации 5)

Страница 1 от 15 Сертификационни изпитвания в областта на професионалното образование Специалност: 170105.65 Предпазители и системи за управление на оръжие Дисциплина: Механика (Съпротивление на материалите)

ФЕДЕРАЛНА АГЕНЦИЯ ЗА ТЕХНИЧЕСКО РЕГУЛИРАНЕ И МЕТРОЛОГИЯ НАЦИОНАЛЕН СТАНДАРТ НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ ГОСТ REN 1608-2008 ТОПЛОИЗОЛАЦИОННИ ПРОДУКТИ, ИЗПОЛЗВАНИ В СТРОИТЕЛСТВОТО Метод за определяне

Тема 2 Основни понятия. Лекция 2 2.1 Съпротивлението на материалите като научна дисциплина. 2.2 Схеми на конструктивни елементи и външни натоварвания. 2.3 Допускания за материалните свойства на структурните елементи.

ФЕДЕРАЛНА АГЕНЦИЯ ЗА ТЕХНИЧЕСКО РЕГУЛИРАНЕ И МЕТРОЛОГИЯ НАЦИОНАЛЕН СТАНДАРТ НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ GOST R ISO 9585-2009 ИМПЛАНТИ ЗА ХИРУРГИЯ Определяне на якост и твърдост на огъване на метал

Усукване на пръти с кръгло напречно сечение. Вътрешни усукващи сили, напрежения и деформации. Състояние на напрежение и разрушаване при усукване. Изчисляване на якостта и твърдостта на кръгъл вал

ИЗПИТВАНИЯ ЗА ЯКОСТ НА МАТЕРИАЛИТЕ ОСНОВНИ РАЗПОРЕДБИ, МЕТОД НА СЕЧЕНИЯТА, НАПРЕЖЕНИЯ Вариант 1.1 1. Права греда се натоварва с външна сила F. След отстраняване на товара, нейната форма и размери се възстановяват напълно.

Задача 1 Разглеждаме два случая на натоварване на плоска рамка, състояща се от прътови елементи с квадратно напречно сечение.Когато е натоварен с разпределени товари q и 2q в точка k, посочена на фигурата

Известия на Челябинския научен център, кн. 2 (11), 2001 МЕХАНИКА НА ДЕФОРМИРАЩОТО ТВЪРДО ТЯЛО UDC 539.3 ВЛИЯНИЕ НА РАДИУСА НА ОКРУГА НА ОПОРИ ВЪРХУ ТОЧНОСТТА НА ОПРЕДЕЛЯНЕ НА МЕЖДУСЛОЕВИЯ МОДУЛ НА СРЪЖЕНИЕ НА АРМИРАНА

Еластични материали за системни решения sylomer Описание на специалния еластомер Sylomer е специален полиуретанов еластомер, произведен от Getzner Werkstoffe GmbH (Австрия) в формована или разпенена форма

Методи за изпитване на полимерни материали

Механични тестове. Тестове за твърдост. Тестове за якост на удар. Термични тестове. Електрически тестове. Оптични тестове. Физически тестове. Реологични изследвания. Тестове за запалимост.

Механични тестове

1. Якост, деформация и модул на опън ISO R527 (DIN 53455, DIN 53457, ASTM D638M)

Основата за разбиране на свойствата на даден материал е информация за това как материалът реагира на всяко натоварване. Познавайки размера на деформацията, причинена от дадено натоварване (напрежение), дизайнерът може да предвиди реакцията на конкретен продукт към условията на работа. Връзките напрежение-деформация на опън са най-широко публикуваните механични свойства за сравняване на материали или проектиране на специфични продукти.

Лабораторна инсталация за механични изпитвания

Тестови скорости:
Скорост A - 1 mm/min - модул на опън.
Скорост B - 5 mm/min - диаграма на напрежението на опън за смоли, напълнени със стъклени влакна.
Скорост C - 50 mm/min - диаграма на напрежението на опън за смоли без пълнеж.

Връзките напрежение-деформация на опън се определят, както следва. Пробата с форма на двойно острие се разтяга с постоянна скорост и приложеното натоварване и удължението се записват. След това се изчисляват напреженията и деформациите:

ISO R527 Универсална тестова проба

Диаграма на напрежението
О: Граница на пропорционалност.
B: Граница на провлачване.
C: Якост на опън.
X: Разрушаване.
0-A: Област на граница на провлачване, еластични свойства.
След А: Пластични свойства.

2. Якост и модул на огъване ISO 178 (DIN 53452, ASTM D790)


Модерна машина за тестване на огъване: "Флексометър"

Якостта на огъване е мярка за това колко добре материалът издържа на огъване или "колко твърд е материалът". За разлика от натоварването на опън, при изпитването на огъване всички сили действат в една и съща посока. Обикновен, просто поддържан прът се натоварва в средата на участъка: по този начин се създава триточково натоварване. На стандартна машина за изпитване, зареждащият накрайник се притиска върху пробата с постоянна скорост от 2 mm/min.

За да се изчисли модулът на еластичност при огъване, от записаните данни се изгражда крива на деформация спрямо натоварване. Започвайки от началната линейна част на кривата, използвайте минимум пет стойности на натоварване и деформация.

Модулът на огъване (съотношението на напрежението към деформацията) най-често се споменава, когато се говори за еластични свойства. Модулът на еластичност при огъване е еквивалентен на наклона на допирателната към кривата напрежение/деформация в тази част от кривата, където пластмасата все още не се е деформирала.

Стойностите на напрежението и модула на еластичност при огъване се измерват в MPa.

Изпитвания на огъване

3. Тест за износване на машина Taber ISO 3537 (DIN 52347, ASTM D1044)

Тестове за износване на машина Taber

Тези тестове измерват количеството загуба на абразия чрез абразия на пробата с помощта на машина Taber. Пробата е фиксирана върху диск, въртящ се с честота 60 rpm. Силите, създадени от тежестите, притискат абразивните колела към образеца. След определен брой цикли, тестовете се спират. Масата на загубата от абразия се определя като масата на частиците, които са били отстранени от пробата: тази маса се изразява в mg/1000 цикъла. Абразивните колела всъщност са камъни за заточване във формата на кръг. Използват се различни видове от тези кръгове.

4. Сравнение на методите на ISO (Международна организация за стандартизация) и ASTM (Американско дружество за изпитване и материали).

Прилагането на метода ISO не само променя условията на изпитване и размерите на дорника за изпитване (в сравнение с метода ASTM), но също така изисква стандартизирани дизайни на матрици и условия на формоване в съответствие с ISO 294. Това може да доведе до разлики в публикуваните стойности - не поради промяна в свойствата на материала, но поради промяна в метода за изпитване. Според метода ASTM тестовият образец е с дебелина 3 mm, докато ISO е избрал образци с дебелина 4 mm.

Тестове за твърдост

1. Сравнение на твърдостта по Бринел, Рокуел и Шор


Коефициент на скалата на твърдостта

Тестът на Рокуел определя твърдостта на пластмасата след еластично възстановяване на деформацията на образеца по време на изпитването. Това се различава от тестовете за твърдост по Бринел и Шор: при тези тестове твърдостта се определя от дълбочината на проникване при натоварване и следователно изключва всякакво еластично възстановяване на деформацията на материала. Следователно стойностите на Рокуел не могат да бъдат директно свързани със стойностите на твърдостта по Бринел или Шор.

Диапазоните на твърдост по Shore A и D могат да бъдат сравнени с диапазоните на твърдост по Бринел. Няма обаче линейна корелация.

2. Твърдост по Бринел ISO 2039-1 (DIN 53456)

Определяне на твърдостта по Бринел

Полирана закалена стоманена топка с диаметър 5 mm се притиска в повърхността на пробата (с дебелина най-малко 4 mm) със сила 358 N. 30 s след прилагане на натоварването се измерва дълбочината на вдлъбнатината. Твърдостта по Бринел H 358/30 се изчислява като „приложеното натоварване“, разделено на „площта на отпечатъчната повърхност“.

Резултатът се изразява в N/mm2.

3. Твърдост по Рокуел ISO 2039-2

Определяне на твърдостта по Рокуел

Числото на твърдостта по Рокуел е пряко свързано с твърдостта на отпечатъка върху пластмасата: колкото по-високо е числото, толкова по-твърд е материалът. Поради лекото припокриване на скалите за твърдост на Рокуел за един и същ материал е възможно да се получат две различни числа на две различни скали, като и двете могат да бъдат технически правилни.

Инденторът, който е полирана топка от закалена стомана, се притиска в повърхността на пробата за изпитване. Диаметърът на топката зависи от използваната скала на Рокуел. Пробата се натоварва с „малък товар“, след това с „основен товар“ и след това отново със същия „малък товар“. Действителното измерване се базира на общата дълбочина на проникване, тази дълбочина се изчислява като общата дълбочина след отстраняване на основното натоварване минус еластичното възстановяване след отстраняване на основното натоварване и минус дълбочината на проникване при леко натоварване. Твърдостта по Рокуел се изчислява като "130 минус дълбочината на проникване в единици от 0,002 mm."

Преносим тестер за твърдост по Рокуел Лабораторен тестер за твърдост по Рокуел

Стойностите на твърдостта по Рокуел трябва да бъдат между 50 и 115. Стойностите извън тези граници се считат за неточни: измерването трябва да се повтори отново, като се използва следващата по-твърда скала. Твърдостта на скалите нараства от R през L до M (с увеличаване на твърдостта на материала). Натоварванията и диаметрите на инденторите са посочени по-подробно в таблицата.

Скала за твърдост Диаметър на топката на индентора Rockwell, mm
Р 98,07 588,4 12,7
Л 98,07 588,4 6,35
М 98,07 980,7 6,35

Ако по-мек материал изисква скала, по-малка от скалата R, тогава тестът за твърдост по Рокуел не е подходящ. След това можете да използвате метода за твърдост по Шор (ISO 868), който се използва за материали с нисък модул.

4. Твърдост по Shore ISO 868 (DIN 53505, ASTM D2240)

Определяне на твърдостта по Шор

Стойностите на твърдостта по Шор са показанията на скалата, получени, когато специфичен стоманен прът проникне в пластмасата. Тази твърдост се определя от два вида склероскопи, като и двата имат калибрирани пружини за прилагане на натоварване върху индентора. Склероскоп A се използва за по-меки материали, а склероскоп D се използва за по-твърди материали.

Индентори за склероскопи

Стойностите на твърдостта по Шор варират:
от 10 до 90 за склероскоп Shore тип A - меки материали,
от 20 до 90 за склероскоп Shore тип D - твърди материали.
Ако измерените стойности са >90A, материалът е твърде твърд и трябва да се използва склероскоп D.
Ако измерените стойности<20D, то материал слишком мягок, и должен применяться склероскоп А.

Няма проста връзка между твърдостта, измерена чрез този метод за изпитване, и други основни свойства на материала, който се тества.

Тестове за въздействие

1. Концепцията за якост на удар

При стандартни тестове, като тестове за опън и огъване, материалът абсорбира енергия бавно. В действителност материалите много често бързо поемат енергията на приложена сила, например сили от падащи предмети, удари, сблъсъци, падания и т.н. Целта на изпитването на удар е да се симулират такива условия.

Методите на Izod и Charpy се използват за изследване на свойствата на определени проби при определени ударни напрежения и за оценка на крехкостта или якостта на пробите. Резултатите от тестове от тези методи не трябва да се използват като източник на данни за изчисления на дизайна на компоненти. Информация за типичните свойства на материала може да бъде получена чрез изпитване на различни типове образци за изпитване, приготвени при различни условия, вариране на радиуса на прореза и температурата на изпитване.

Тестовете, използващи и двата метода, се провеждат върху махаловиден ударен винт. Образецът се затяга в менгеме и от дадена височина се освобождава ударен механизъм с махало със закалена стоманена ударна повърхност с определен радиус, което кара образеца да се срязва при внезапно натоварване. Остатъчната енергия на забивача на махалото го повдига нагоре. Разликата между височината на падане и височината на връщане определя енергията, изразходвана за разрушаването на тестовата проба. Тези тестове могат да се извършат при стайна температура или при понижени температури, за да се определи студочупливостта. Тестовите проби могат да се различават по вида и размера на разфасовките.

Резултатите от тестове за удар на падаща тежест, като метода на Гарднър или тест с извита плоча, зависят от геометрията на падащата тежест и опората. Те могат да се използват само за определяне на относителното класиране на материалите. Резултатите от изпитването на удар не могат да се считат за абсолютни, освен ако геометрията на оборудването за изпитване и образеца не отговарят на изискванията на крайното приложение. Може да се очаква, че относителното класиране на материалите според двата метода за изпитване ще бъде същото, ако естеството на разрушаване и скоростите на удара са еднакви.

2. Тълкуване на резултатите от изпитването на удар - Сравнение на методите ISO и ASTM

Характеристиките на удара могат да бъдат силно зависими от дебелината на пробата и молекулярната ориентация. Различните дебелини на образците, използвани в методите ISO и ASTM, могат да имат много значителен ефект върху стойностите на якост на удар. Промяната на дебелината от 3 mm на 4 mm може дори да доведе до промяна в режима на повреда от пластичен към крехък поради влиянието на молекулното тегло и дебелината на назъбения образец, използвайки метода на Izod, както е показано за поликарбонатни смоли. Материали, които вече показват крехък модел на счупване при дебелина от 3 mm, например материали с минерални и фибростъкло пълнители, не се влияят от промяната на дебелината на пробата. Материалите с модифициращи добавки, които увеличават якостта на удар, имат същите свойства.

Влияние на дебелината и молекулното тегло на назъбена проба върху резултатите от изпитванията за удар по Изод на поликарбонатни смоли

Необходимо е ясно да се разбере, че:
Не са се променили материалите, а само методите за изпитване;

Споменатият преход от пластично към крехко счупване в действителност играе незначителна роля: по-голямата част от проектираните продукти имат дебелина от 3 mm или по-малко.

3. Якост на удар съгласно Izod ISO 180 (ASTM D256)

Лабораторен уред за измерване на ударна якост по Изод

Изпитването на удар по Изод на назъбени образци се превърна в стандартен метод за сравняване на ударната якост на пластмасите. Резултатите от този метод на изпитване обаче не съответстват много на реакцията на удара на формования продукт в реална среда. Поради различната чувствителност на материалите, този метод на изпитване може да позволи някои материали да бъдат отхвърлени. Въпреки че резултатите от тези тестове често се изискват като смислени мерки за устойчивост на удар, тези тестове са склонни да измерват чувствителността на материала, а не способността на пластмасата да издържи на удар.

Резултатите от тези тестове се използват широко като еталон за сравняване на якостта на удар на материалите. Изпитването на удар по Изод на назъбени образци е най-подходящо за определяне на якостта на удар на продукти, които имат много остри ъгли, като ребра, пресичащи се стени и други области на концентрация на напрежение. При изпитване на ударна якост по Izod на образци без назъби се използва същата геометрия на натоварване, с изключение на това, че образецът е без назъби (или е захванат в менгеме в обърнато положение). Този тип тест винаги дава по-добри резултати от тестовете с надрез по Izod поради липсата на точки на концентрация на напрежение.

Ударната якост на назъбените проби, използващи метода на Izod, е енергията на удара, изразходвана за унищожаване на назъбената проба, разделена на първоначалната площ на напречното сечение на пробата на мястото на прореза. Тази якост се изразява в килоджаули на квадратен метър: kJ/m2. Образецът се затяга вертикално в менгемето на ударен винт.

Обозначенията по ISO отразяват вида на образеца и типа на рязане:
ISO 180/1A обозначава образец тип 1 и прорез тип A. Както може да се види на фигурата по-долу, образец тип 1 е с дължина 80 mm, височина 10 mm и дебелина 4 mm.
ISO 180/1O представлява същата проба 1, но закрепена в обърната позиция (отчетена като „неразрязана“).
Образците ASTM имат сходни размери: еднакъв радиус в основата на прореза и еднаква височина, но се различават по дължина – 63,5 mm и, което е по-важно, по дебелина – 3,2 mm.

Резултатите от изпитването по ISO се определят като енергията на удара в джаули, изразходвана за счупване на тестовия образец, разделена на площта на напречното сечение на образеца в мястото на прореза. Резултатът се изразява в логаули на квадратен метър: kJ/m2.

Резултатите от теста ASTM се определят като енергията на удара в джаули, разделена на дължината на прореза (т.е. дебелината на образеца). Те се изразяват в джаули на метър: J/m. Практическият коефициент на преобразуване е 10: т.е. 100 J/m е равно на приблизително 10 kJ/m2.

Различните дебелини на пробата могат да доведат до различни тълкувания на „твърдостта“, както е показано отделно.


Образци за измерване на якост на удар

Метод за измерване на ударна якост по Изод

4. Якост на удар съгласно Charpy ISO 179 (ASTM D256)

Устройство за измерване на якост на Шарпи

Основната разлика между методите на Charpy и Izod е методът за инсталиране на тестовата проба. При тестване по метода на Шарпи пробата не се затяга, а се поставя свободно върху опора в хоризонтално положение.

Обозначенията по ISO отразяват вида на образеца и типа на рязане:
ISO 179/1C обозначава образец тип 2 и тип прорез CI;
ISO 179/2D обозначава екземпляр тип 2, но нерязан.

Метод за измерване на ударна якост на Шарпи

Образците, използвани по метода DIN 53453, имат подобни размери. Резултатите както за методите ISO, така и за DIN се определят като енергията на удара в джаули, погълната от тестовия образец, разделена на площта на напречното сечение на образеца в мястото на прореза. Тези резултати се изразяват в килоджаули на квадратен метър: kJ/m2.

Термични тестове

1. Топлоустойчивост съгласно Vicat ISO 306 (DIN 53460, ASTM D1525)

Лабораторен тестер за термоустойчивост Vicat

Тези тестове осигуряват температурата, при която пластмасата започва бързо да се размеква. Кръгла игла с плосък край с площ на напречното сечение от 1 mm² се вкарва в повърхността на пластмасово изпитвано парче под определено натоварване и температурата се повишава с еднаква скорост. Термоустойчивостта на Vicat (VST - Vicat softening point) е температурата, при която пенетрацията достига 1 mm.

Определяне на топлоустойчивост по Vicat

Стандартът ISO 306 описва два метода:
Метод А - натоварване 10 N;
Метод B - натоварване 50 N.
...с две възможни степени на повишаване на температурата:

50 °C/час;
120 °C/час.
Резултатите от ISO теста се отчитат като A50, A120, B50 или B120. Тестовият модул се потапя в нагревателна баня с начална температура 23 °C. След 5 минути се прилага натоварване от 10 или 50 N. Температурата на банята, при която върхът на индентора е вграден на дълбочина от 1 + 0,01 mm, се записва като устойчивост на топлина на Vicat на материала при избраното натоварване и степен на температура нараства.

2. Интерпретация на топлинните характеристики, сравнение на методите ISO и ASTM

Може да се открият някои разлики в публикуваните резултати при използване на метода ISO в сравнение със стандартите ASTM поради различните размери на тестовите образци: стойностите на устойчивост на термично напрежение, измерени чрез методите ISO, може да са по-ниски.

3. Устойчивост на топлина при деформация и устойчивост на топлина при деформация при натоварване ISO 75 (DIN 53461, ASTM D648)

Топлоустойчивостта на деформация е относителна мярка за способността на материала да издържа на натоварване за кратък период от време при повишени температури. Тези тестове измерват ефекта на температурата върху твърдостта чрез прилагане на специфични повърхностни напрежения към стандартен тестов образец и повишаване на температурата с еднаква скорост.

Пробите, използвани в тестовете, са или отгряти, или неотгряти. Закаляването е процес, при който пробата се нагрява до определена температура, държи се при тази температура за определен период от време и след това постепенно се понижава до температурата на околната среда. Такива действия позволяват да се намалят или напълно да се премахнат вътрешните напрежения в тялото на пробата, възникнали например по време на ускорена полимеризация в машина за леене под налягане.

Както в стандартите ISO, така и в ASTM, натовареният тестов образец се потапя в нагревателна баня, пълна със силиконово масло.

Повърхностните напрежения на пробата са:

Ниска - за методи ISO и ASTM - 0,45 MPa;
Висока - за метода ISO - 1,80 МРа, а за метода ASTM - 1,82 МРа.
Оставя се силата да се прилага в продължение на 5 минути, но този период на задържане може да бъде пропуснат, ако изпитваните материали не показват значително пълзене през първите 5 минути. След 5 минути началната температура на банята от 23 °C се повишава с еднаква скорост от 2 °C/min.

Деформацията на пробата се наблюдава непрекъснато:

температурата, при която деформацията достига 0,32 mm (ISO) и 0,25 mm (ASTM), се записва като „топлинна устойчивост на деформация под товар“ или просто „топлинна устойчивост на деформация“ (температура на термична деформация).

Въпреки че не са споменати в нито един от тестовите стандарти, обикновено се използват две съкращения:

DTUL - Деформационна устойчивост на топлина при натоварване
HDT - Топлоустойчивост на деформация или топлоустойчивост на огъване

Определяне на топлоустойчивостта на деформация

В общата практика съкращението DTIL се използва за резултати, получени по метода ASTM, а съкращението HDT се използва за резултати, получени по метода ISO.
В зависимост от създаденото повърхностно напрежение, буквите A или B се добавят към съкращението HDT:

HDT/A за натоварване 1,80 MPa
HDT/B за натоварване 0,45 MPa

4. Деформационна топлоустойчивост (HDT) и аморфни и полукристални пластмаси

За аморфни полимери стойностите на HDT приблизително съвпадат с температурата на встъкляване Tg на материала.

Тъй като аморфните полимери нямат определена точка на топене, те се обработват в тяхното високоеластично състояние при температури над Tg.

Кристалните полимери могат да имат ниски стойности на HDT и все още да имат структурна полезност при по-високи температури: методът за определяне на HDT е по-възпроизводим с аморфни пластмаси, отколкото с кристални. Някои полимери може да изискват темпериране (отгряване) на тестовите проби, за да се получат надеждни резултати.

Когато стъклени влакна се добавят към полимер, неговият модул се увеличава. Тъй като HDT е температурата, при която материалът има определен модул, увеличаването на модула също увеличава стойността на HDT. Стъклените влакна имат по-голям ефект върху HDT на кристалните полимери в сравнение с аморфните полимери.

Въпреки че се използва широко за показване на производителност при висока температура, HDT тестът симулира само тесен диапазон от условия. В много високотемпературни приложения продуктите работят при по-високи температури, по-високи натоварвания и без опори. Следователно резултатите, получени с този метод на изпитване, не представляват максималната температура на приложение, тъй като в реалната практика значителни фактори като време, натоварване и стойности на повърхностно напрежение може да се различават от условията на изпитване.

5. Натискане на топката EC335-1

Това са тестове за устойчивост на топлина, подобни на теста на Vicat. Пробата се поставя хоризонтално върху опора в нагревателната камера и в нея се притиска топка с диаметър 5 mm със сила 20 N. След един час топката се изважда, пробата се охлажда във вода за 10 секунди и се измерва отпечатъкът, оставен от топката. Ако диаметърът на вдлъбнатината е по-малък от 2 mm, тогава се счита, че материалът е преминал теста за вдлъбнатина на топката при тази температура.

Тест за вдлъбнатина на топката

В зависимост от приложението температурата на теста може да варира:
75 °C за части без напрежение,
125 °C за части под напрежение.

6. Топлопроводимост ASTM C 177

Топлоизолационните свойства на пластмасите се определят чрез измерване на топлопроводимостта. От двете страни на малка нагреваема плоча са монтирани широки пластмасови плочи, а към свободните повърхности на плочите са прикрепени радиатори. Термоизолаторите, разположени около тестовата камера, предотвратяват радиалните топлинни загуби. След това може да се измери аксиалният топлинен поток през пластмасовите плочи. Резултатите се записват във W/m°C.

7. Индекс на относителна топлопроводимост, RTI UL 746B

По-рано наричан температура на продължителна употреба (CUTR), относителният температурен индекс (RTI) е максималната експлоатационна температура, при която всички критични свойства на материала остават в приемливи граници за продължителен период от време.

Съгласно стандарта UL 746B на един материал могат да бъдат присвоени три независими RTI индекса:

Електрически - чрез измерване на диелектричната якост на диелектрика.
Ударно механично - чрез измерване на якостта на удар на опън.
Ненапрегната механична - чрез измерване на якостта на опън.
Тези три свойства бяха избрани като критични при тестовете поради тяхната чувствителност към високи температури по време на употреба.

Термичните характеристики на материала се тестват за дълъг период от време в сравнение с втори контролен материал, за който индексът RTI вече е определен и който е показал добро представяне.

Въз основа на термина "относителен температурен индекс", контролният материал се използва, тъй като характеристиките, които се влошават с повишаване на температурата, са по своята същност чувствителни към променливите на самата тестова програма. Контролният материал се влияе от същите специфични комбинации от тези фактори по време на тестването, осигурявайки валидна база за сравнение с тестовия материал.

В идеалния случай дългосрочните топлинни характеристики могат да бъдат оценени чрез стареене на тестовия материал при нормална температура за продължителен период от време. Това обаче не е практично за повечето приложения. Следователно ускореното стареене настъпва при значително по-високи температури. По време на процеса на стареене пробите от тестовите и контролните материали се поставят в пещи, в които се поддържа зададена постоянна температура. Пробите от тестовите и контролните материали се отстраняват в определено време и след това се тестват, за да се гарантира, че основните им свойства са запазени. Чрез измерване на трите споменати свойства като функция на времето и температурата, "краят на живота" за всяка температура може да бъде математически изчислен. Този „край на живота“ се определя като времето, през което свойствата на материала са се влошили с 50% в сравнение с първоначалните му свойства. Чрез заместване на данните от изпитването в уравнението на Арениус може да се определи максималната температура, при която материалът за изпитване ще има задоволителен експлоатационен живот. Тази изчислена температура е RTI индексът за всяко свойство на материала.

Разбирането на методологията за определяне на индекса RTI позволява на дизайнера да използва този индекс, за да предскаже как частите, изработени от даден материал, ще се представят в реална експлоатация при повишени температури.

8. Коефициент на линейно термично разширение ASTM D696, DIN 53752

Всеки материал се разширява при нагряване. Инжекционно формованите полимерни части се разширяват и променят размера си с повишаване на температурата. За да оценят това разширение, дизайнерите използват коефициента на линейно термично разширение (CLTE), който измерва промените в дължината, ширината и дебелината на формованата част. Аморфните полимери обикновено показват постоянни скорости на разширение в техния практически температурен диапазон. Кристалните полимери обикновено показват повишени скорости на разширение при температури над тяхната температура на встъкляване.

Добавянето на пълнители, които създават анизотропия, значително влияе върху коефициента CLTE на полимера. Стъклените влакна обикновено са ориентирани по посока на фронта на потока: когато полимерът се нагрява, влакната предотвратяват разширението по оста си и намаляват коефициента на CLTE. В посоки, перпендикулярни на посоката и дебелината на потока, коефициентът CLTE ще бъде по-висок.

Полимерите могат да бъдат формулирани така, че да имат CLTE стойност, която съответства на коефициентите на топлинно разширение на метали или други материали, използвани в композитни структури, като например автомобилни части.

Електрически тестове

1. Диелектрична якост IEC 243-1

Лабораторна инсталация за измерване на електрическа якост

Диелектричната якост отразява електрическата якост на изолационните материали при различни честоти на захранване (от 48 Hz до 62 Hz) или е мярка за устойчивостта на разрушаване на диелектричен материал при приложено напрежение. Приложеното напрежение непосредствено преди разрушаването се разделя на дебелината на пробата, за да се получи резултат в kV/mm.

Средата може да бъде въздух или масло. Зависимостта от дебелината може да бъде значителна и следователно всички резултати се записват при дадена дебелина на пробата.

Много фактори влияят върху резултатите:

Дебелина, еднородност и съдържание на влага в пробата за изпитване;
Размери и топлопроводимост на тестовите електроди;
Честота и форма на вълната на приложеното напрежение;
Околна температура, налягане и влажност;
Електрически и топлинни характеристики на околната среда.
2. Повърхностно съпротивление IEC 93 (ASTM D257)

Когато изолационната пластмаса е под напрежение, част от общия ток ще тече по повърхността на пластмасата, ако има друг проводник или заземяващ проводник, свързан към продукта. Повърхностното съпротивление е мярка за способността да се устои на този повърхностен ток.

Измерва се като съпротивление, когато постоянен ток протича между електроди, монтирани върху повърхност с единична ширина с единично разстояние между тях. Това съпротивление се измерва в омове, понякога наричани "ома на квадрат".

3. Обемно съпротивление IEC 93 (ASTM D257)

Когато електрически потенциал се приложи през изолатор, токовият поток ще бъде ограничен от съпротивителните свойства на материала. Обемното съпротивление е електрическото съпротивление, когато електрическо напрежение се приложи към противоположните страни на единичен куб.

Измерено в Ohm*cm. Обемното съпротивление се влияе от условията на околната среда, действащи върху материала. Променя се обратно пропорционално на температурата и леко намалява във влажна среда. Материали с обемно съпротивление по-голямо от 108 Ohm*cm се считат за изолатори. Частичните проводници имат стойности на обемно съпротивление от 103 до 108 Ohm*cm.

4. Относителна диелектрична проницаемост IEC 250

Както е посочено в стандарта IEC 250, „относителната диелектрична константа на изолационен материал е съотношението на капацитета на кондензатор, в който пространството между и около електродите е запълнено с изолационен материал, към капацитета на кондензатор със същия електрод конфигурация във вакуум."

При променливотокови диелектрични приложения изискваните характеристики са добро съпротивление и ниско разсейване на енергия. Електрическото разсейване причинява неефективно функциониране на електронните компоненти и води до повишаване на температурата на пластмасовата част, която служи като диелектрик. В идеален диелектрик, например във вакуум, няма загуби на енергия поради диполното движение на молекулите. В твърдите материали, като пластмаси, диполното движение се превръща в един от влияещите фактори. Мярка за тази неефективност е относителната диелектрична константа (по-рано наричана диелектрична константа).

Това е безразмерен коефициент, получен чрез разделяне на паралелния капацитет на система с пластмасов диелектричен елемент на капацитета на система с вакуум като диелектрик. Колкото по-ниско е това число, толкова по-добри са характеристиките на материала като изолатор.

5. Коефициент на разсейване IEC 250

Както е посочено в стандарта IEC 250, "ъгълът на диелектрични загуби на изолационен материал е ъгълът, с който фазовата разлика между приложеното напрежение и получения ток се отклонява от Pi/2 радиана, когато диелектрикът на кондензатора се състои единствено от диелектрик изпитван материал. Коефициентът на разсейване tg d на диелектрика на изолационния материал е тангенса на загубите d".

В идеалния диелектрик кривите на напрежението и тока са точно 90° извън фазата. Когато диелектрикът стане по-малко от 100% ефективен, формата на вълната на тока започва да изостава от напрежението в права пропорция. Размерът на токовата вълна, която се отклонява от 90° извън фазата спрямо напрежението, се определя като "ъгъл на диелектрични загуби". Тангенсът на този ъгъл се нарича "тангенс на загуба" или "коефициент на разсейване".

Ниският коефициент на разсейване е много важен за пластмасови изолатори във високочестотни приложения, като радарно оборудване и части, работещи в микровълнова среда: по-ниските стойности съответстват на по-добри диелектрични материали. Високият коефициент на разсейване е от съществено значение за ефективността на заваряването.

Относителната диелектрична константа и коефициентът на разсейване се измерват на едно и също изпитвателно оборудване. Получените резултати от теста са силно зависими от температурата, съдържанието на влага, честотата и напрежението.

6. Устойчивост на дъга ASTM D495

В случаите, когато се позволи на електрически ток да премине през повърхността на изолатора, повърхността се поврежда след определен период от време и става проводима.

Съпротивлението на дъгата е времето в секунди, необходимо на изолационната повърхност да стане проводима при дъга с високо напрежение и нисък ампераж. Алтернативно, устойчивостта на дъгата се отнася до времето, през което пластмасова повърхност може да устои на образуването на непрекъснат проводящ път, когато е изложена на високо напрежение с дъга с нисък ампераж при определени условия.

7. Сравнителен индекс на проследяване (Сравнителен индекс на разбивка) IEC 112

Индексът на проследяване представлява относителното съпротивление на електроизолационните материали за образуване на проводящ път, когато електростатично заредена повърхност е изложена на водни замърсители. Определянето на сравнителния индекс на проследяване (CTI) и тестовете CTI-M се извършват, за да се оцени безопасността на компоненти, които съдържат части под напрежение: изолационният материал между частите под напрежение трябва да е устойчив на диелектрично проследяване. CTI се определя като максималното напрежение, при което не възниква повреда на изолацията след излагане на 50 капки воден разтвор на амониев хлорид. Желателни са високи стойности на CTI. Материалите, които отговарят на изискванията на CTI при 600 V, се наричат ​​смоли с „високо проследяване“.

Тестовата процедура за определяне на индекса CTI е сложна. Влияещи фактори са състоянието на електродите, електролита и повърхността на пробата, както и приложеното напрежение.

Резултатите могат да бъдат намалени чрез добавяне на добавки, като например:

Пигменти, по-специално сажди,
Антипиринов,
Фибростъкло.
Поради това обикновено не се препоръчва да се използват материали, съдържащи забавители на пирин, сажди и стъклени влакна, където устойчивостта на диелектрично проследяване е основно изискване.

Минералите (TiO2) са склонни да повишават стойностите на CTI.

8. CTI тестове

CTI тестовете се извършват с помощта на два платинени електрода с определени размери, лежащи равномерно с леко заоблени ръбове „длето“ върху тестовата проба.

Минималното напрежение, приложено към електродите, обикновено е 175 V. Ако частите са под високо електростатично напрежение, тогава потенциалната разлика се настройва на 250 V. Напрежението се прилага на етапи от 25 V: максималното напрежение е 600 V.

Повърхността на изследвания материал се навлажнява с 50 капки 0,1% разтвор на амониев хлорид в дестилирана вода (т.нар. разтвор А), падащи централно между двата електрода. Размерът и честотата на падащите електролитни капки се регулират. Ако няма ток при избраното напрежение, тестът се повтаря с напрежение, увеличено с 25 V, докато се появи ток. Това напрежение, намалено с една стъпка от 25 V, се нарича CTI индекс. След това тестът се повтаря с напрежение 25 V под напрежението на CTI, но със 100 капки електролит вместо 50. Определете напрежението, при което 100 капки не произвеждат ток. Тази стойност може да бъде отчетена в скоби () в допълнение към стойността на CTI при излагане на 50 капки електролит.


CTI тест

9. CTI-M тестове

Тестът CTI-M е подобен на теста CTI, с изключение на това, че използва по-агресивен омокрящ агент (M е съкращение от френската дума "mouille" - "навлажнен"). Разтвор B съдържа 0,1% амониев хлорид и 0,5% алкил нафтален сулфонат. Дупките, създадени от ерозия, също могат да бъдат измерени и тяхната дълбочина записана.
Пример за регистрация: CTI 375 (300) M-0.8 означава:

50 капки разтвор B не създават ток при напрежение 375 V.
100 капки не създават ток при напрежение 300 V.
Дълбочината на ерозионните отвори в повърхността на пробата може да бъде 0,8 mm.

В съответствие със стандарта UL94 е разработен набор от тестове за класифициране на безопасността на материалите, използвани за компоненти на електрически устройства, за устойчивостта на полимера на електрически ток и огън.

Въз основа на резултатите от тези тестове, материалите са разделени на PLC категории (категории на ниво на производителност):

Сравнителен индекс за проследяване

Съпротивление на дъга, D495

Рейтинг на дъгата при високо напрежение (HVTR)

Тест за запалимост с гореща тел (HWI).

Запалване при висока дъга (HAI)

NA - Брой разряди преди запалване Категория PLC
120 <= NA 0
60 <= NA < 120 1
30 <= NA < 60 2
15 <= NA < 30 3
0 <= NA < 15 4

Оптично тестване

1. Мътност и пропускливост на светлина ASTM D1003

Мътността се причинява от разсейване на светлината в материала и може да се дължи на влиянието на молекулярната структура, степента на кристализация или чужди включвания на повърхността или в полимерната проба. Мътността е характерна само за полупрозрачни или прозрачни материали и не се отнася за непрозрачни материали. Мътността понякога се смята за противоположност на блясъка, който сам по себе си може да бъде абсорбцията на падащ лъч светлина. Въпреки това, методът за изпитване на мъгла всъщност измерва абсорбцията, предаването и отклонението на лъч светлина от полупрозрачен материал.

Пробата се поставя на пътя на тесен лъч светлина, така че част от светлината да преминава през пробата, а другата част да е безпрепятствена. И двете части на лъча преминават в сфера, оборудвана с фотодетектор.

Могат да се дефинират две количества:

Общият интензитет на светлинния лъч;
Количеството светлина се отклонява с повече от 2,5° от първоначалния лъч.
От тези две количества могат да се изчислят следните две стойности:

Мътност или процентът на захранващата светлина, разсеяна с повече от 2,5°,
Коефициент на пропускливост на светлина или процентът на падаща светлина, която се предава през проба.

2. Гланц DIN 67530, ASTM D523

Гланцът е свързан със способността на повърхността да отразява повече светлина в определена посока в сравнение с други посоки. Гланцът може да се измери с помощта на глосметър. Ярката светлина се отразява от пробата под ъгъл и яркостта на отразената светлина се измерва от фотодетектор. Най-често използваният ъгъл е 60°. По-блестящите материали могат да бъдат измерени под ъгъл от 20°, докато матовите повърхности могат да бъдат измерени под ъгъл от 85°. Гланцомерът е калибриран с помощта на стандарт за черно стъкло със стойност на гланц 100.

Пластмасите имат по-малки стойности - те строго зависят от метода на формоване.


Метод за измерване на блясъка

3. Мътност и блясък

Методите за изпитване на мътност и гланц измерват колко добре даден материал отразява или пропуска светлина. Тези методи определят количествено класификацията на материала, като „прозрачен“ или „лъскав“. Докато мъглата е ограничена до прозрачни или полупрозрачни материали, гланцът може да бъде измерен за всеки материал. Тестовете за мътност и гланц са точни. Но те често се използват за оценка на външния вид, което е по-субективно. Връзката между стойностите на мътност и блясък, както и как хората оценяват „прозрачността“ или „блясъка“ на пластмасата, не е сигурна.

4. Индекс на пречупване DIN 53491, ASTM D542

Определяне на индекса на пречупване

Лъч светлина преминава през прозрачен образец под определен ъгъл. Отклонението на лъча, причинено от материала, докато лъчът преминава през пробата, е индексът на пречупване, който се определя чрез разделяне на sin a на sin b.

Физически тестове

1. Плътност ISO 1183 (DIN 53479, ASTM D792)

Плътността е масата, разделена на единица обем на материал при 23°C и обикновено се изразява в грамове на кубичен сантиметър (g/cm3) или грамове на милилитър (g/ml). „Специфично тегло“ е съотношението на масата на даден обем материал към масата на същия обем вода при определена температура.

Плътността може да бъде измерена по няколко метода, както е описано в стандарта ISO 1183:

Метод за потапяне на пластмаси в готово състояние.

Пикнометричен метод за пластмаси под формата на прахове, гранули, таблетки или формовани продукти, редуцирани до малки частици.

Метод на титруване за пластмаси с подобни форми на тези, изисквани за метод А.

Метод на колона с градиент на плътност за пластмаси, подобен на тези, изисквани за метод A.

Колоните за градиентна плътност са колони от течност, чиято плътност се увеличава равномерно отгоре надолу. Те са особено подходящи за измерване на плътността на малки проби от продукти и за сравняване на плътността.

2. Водопоглъщаемост ISO 62 (ASTM D570)

Пластмасите абсорбират вода. Съдържанието на влага може да причини промени в размерите или свойствата като електрическо изолационно съпротивление, диелектрични загуби, механична якост и външен вид.

Определянето на водопоглъщането на пластмасова проба с определени размери се извършва чрез потапяне на пробата във вода за определен период от време и при определена температура. Резултатите от измерването се изразяват или в милиграми абсорбирана вода, или като процентно увеличение на масата. Възможно е да се сравни водопоглъщането на различни пластмаси само когато тестовите проби са идентични по размер и в същото физическо състояние.

Тестовите проби се изсушават предварително при 50°C в продължение на 24 часа, охлаждат се до стайна температура и се претеглят, преди да бъдат потопени във вода при определена температура за определен период от време.

Водопоглъщането може да се измери:

Пробите се поставят в съд с дестилирана вода при температура 23°С.

След 24 часа пробите се изсушават и претеглят.

Пробите се поставят във вряща вода за 30 минути, охлаждат се за 15 минути във вода с температура 23°C и се претеглят отново.

До насищане

Пробите се потапят във вода с температура 23°C до пълното им насищане с вода.

Водопоглъщането може да се изрази като:

Масата на абсорбираната вода,
Маса на абсорбираната вода на единица повърхност,
Процентът на абсорбираната вода спрямо теглото на тестовата проба.

Реологични изследвания

1. Свиване при формоване ISO 2577 (ASTM D955)

Свиването при формоване е разликата между размерите на формата и формованата част, произведена в тази форма. Записва се в % или милиметри на милиметър.

Стойностите на свиване при формиране се записват както успоредно на потока на материала ("в посока на потока"), така и перпендикулярно на потока ("в посока на напречния поток"). За материали от фибростъкло тези стойности могат да варират значително. Свиването при формоване може също да бъде повлияно от други параметри, като дизайн на детайла, дизайн на матрицата, температура на матрицата, специфично налягане при инжектиране и време на цикъл на формоване.

Стойностите на формоване на свиване (когато се измерват върху прости части, като тестово парче за опън или диск) са само типични данни за избор на материал. Те не могат да бъдат приложени към проекти на части или инструменти.

2. Дебит на стопилка/индекс на стопилка ISO 1133 (DIN 53735, ASTM D 1238)

Тестовете за скорост на потока на стопилка (MFR) или индекс на стопилка (MFI) измерват потока на стопен полимер през екструзионен пластометър при определени температура и условия на натоварване. Екструзионният пластометър се състои от вертикален цилиндър с малка глава с диаметър 2 mm в долната част и подвижно бутало в горната част. Заряд от материал се поставя в цилиндър и се загрява предварително за няколко минути. Върху горната повърхност на разтопения полимер се поставя бутало и теглото му принуждава полимера през главата върху събирателната плоча. Периодът на изпитване варира от 15 s до 6 min в зависимост от вискозитета на пластмасата. Използвани температурни стойности: 220, 250 и 300°C. Масите на приложените товари са 1,2, 5 и 10 кг.

Количеството полимер, събрано след даден тестов период, се претегля и преобразува в броя на грамовете, които могат да бъдат екструдирани след 10 минути. Скоростта на потока на стопилката се изразява в грамове за референтно време.

Пример: MFR (220/10) = xx g/10 min - означава дебит на стопилката при температура на изпитване от 220°C и номинална маса на натоварване от 10 kg.


Метод за измерване на индекса на топене

Скоростта на потока на полимерната стопилка зависи от скоростта на срязване. Скоростите на срязване, използвани в тези тестове, са значително по-ниски от тези, използвани при нормални условия на производство. Следователно данните, получени чрез този метод, може не винаги да съответстват на неговите свойства при реална употреба.

3. Обемен поток на стопилка/Индекс на обем на стопилка ISO 1133 (DIN 53735, ASTM D 1238)

Стандартът DIN 53735 описва три метода за измерване на потока:
"Верфарен А"

"Verfahren B", който от своя страна включва два метода:

Методът на Verfahren A включва измерване на масата, докато пластмасата се екструдира през дадена матрица.

Методът на Verfahren B се състои от измерване на изместването на буталото и плътността на материала при подобни условия.

С помощта на метода Verfahren B/Mebprinzip 1 се измерва разстоянието, на което се движи буталото.

Методът Verfahren B/Mebprinzip 2 измерва времето, през което буталото се движи.

За да обобщим тези методи, индексът на потока според Verfahren A съгласно DIN 53735 е равен на скоростта на потока MFR съгласно ISO 1133.

В горната част на описанието на тези различни методи DIN 53735 описва индекса на обемния поток (MVI). (ISO 1133 не споменава MVI.)

Индексът MVI се определя като обема пластмаса, която се екструдира през главата за определено време.

Индексът MFI се определя като масата на пластмасата, екструдирана през главата за дадено време. Индексът MVI се изразява в cm³/10 min, а индексът MFI в g/10 min.

Използваните температури са 220, 250, 260, 265, 280, 300, 320 и 360°C. Тегло на използваните товари - 1,2; 2.16; 3,8; 5; 10 и 21 кг.

Пример: MVI (250/5) означава обемен индекс на потока в cm³/10 min за изпитвателна температура от 250°C и номинална маса на натоварване от 5 kg.

4. Вискозитет на стопилка DIN 54811

Свойствата на стопилката се определят в капилярен вискозиметър. Или налягането се измерва при даден обемен дебит и дадена температура, или обемният дебит при дадено налягане. Вискозитетът на стопилката (MV) е съотношението на действителното напрежение на срязване t и действителното напрежение на срязване f. Изразява се в Pa*s.

5. Практическо приложение на MV, MFR/MFI, MVI характеристики в производството

Методът MV с измерване с капилярен вискозиметър е много подобен на нормалния процес на екструзия. Като такъв, методът MV е добра основа за сравняване на потока от шприцовани материали: той представлява вискозитета, когато стопилката преминава през дюзата. Методите MFR/MFI и MVI, където скоростта на срязване е твърде ниска, не са подходящи за използване в процеса на леене под налягане. Те са добра референция за контрол на производителя и процесора, лесно, бързо и евтино, но не са подходящи за избор на материал за очаквания поток на формоване.


Тестове за запалимост

1. Обща информация за запалимостта по стандарт UL94

Най-широко приетите стандарти за характеристиките на запалимост са стандартите за категорията на UL94 (Underwriters Research Laboratories) за пластмаси. Тези категории определят способността на даден материал да гаси пламък след запалване. Няколко категории могат да бъдат определени въз основа на скоростта на горене, времето на изгасване, устойчивостта на капките и дали произведените капки са запалими или незапалими. Всеки тестов материал може да получи няколко категории въз основа на цвят и/или дебелина. За конкретен избор на материал за приложение, рейтингът UL трябва да се определя от най-тънката стена на пластмасовата част. UL категорията трябва винаги да се посочва заедно с дебелината: просто посочването на UL категорията без дебелината не е достатъчно.

2. Кратко описание на класификационните категории UL94

HB
Бавно изгаряне на хоризонтална проба.
Скоростта на горене е по-малка от 76 mm/min с дебелина под 3 mm.

Скоростта на горене е по-малка от 38 mm/min при дебелина над 3 mm.

V-0
Горенето на вертикалната проба спира в рамките на 10 s;

V-1

не се допуска образуването на капчици.

V-2
Горенето на вертикалната проба спира в рамките на 30 s;

Допускат се капки горящи частици.

5V
Горенето на вертикална проба спира в рамките на 60 s след пет излагания на пламък с продължителност на всяко излагане на изпитваната проба 5 s.

5VB
Пробите под формата на широки плочи могат да изгорят и да образуват дупки.

5VA
Образците с широка плоча не трябва да изгарят (т.е. да образуват дупки) - това е най-строгата UL категория.

Ако запалимостта е изискване за безопасност, тогава използването на материали от категория HB обикновено не е разрешено. Като цяло HB материалите не се препоръчват за електрически приложения, с изключение на механични и/или декоративни продукти. Понякога има недоразумение: неогнеустойчивите материали (или материалите, които не са посочени като огнеустойчиви) не се квалифицират автоматично като HB. Категорията UL94HB, въпреки че е най-малко строгата, е категория на запалимост и трябва да бъде проверена чрез тестване.

Изпитване с пламък върху хоризонтален образец

При изпитване на вертикални образци се използват същите образци, както при HB изпитване. Записват се всички параметри: време на горене, време на тлеене, момент на поява на капчица и запалване (или незапалване) на памучната подплата. Разликата между V1 и V2 е в горящите капчици, които са основният източник на пламък или разпространение на огъня.

Тест за вертикално запалване на образеца


1-ви тестов етап 5V

Стандартните проби за определяне на запалимостта се фиксират вертикално и всяка проба се излага на пламък пет пъти с височина на пламъка 127 mm всеки път за 5 s. За да се спазят условията на изпитването, нито един образец не трябва да гори с пламък или да тлее повече от 60 s след петото излагане на пламък. Освен това не трябва да се допуска горящи капчици да запалят памучния тампон под пробите. Цялата процедура се повтаря с пет проби.


2-ри тестов етап 5VA и 5VB

Широка плоча със същата дебелина като пробите от плочи се изпитва в хоризонтално положение със същия пламък. Цялата процедура се повтаря с три плочи.
Тези хоризонтални тестове определят две класификационни категории: 5VB и 5VA.

Категория 5VB позволява изгаряне (с образуване на дупки).
Категория 5VA не позволява образуването на дупки.
Тестването UL94-5VA е най-строгият от всички UL методи за тестване. Материалите в тази категория се използват за огнеупорни корпуси на големи офис машини. За тези приложения с очаквана дебелина на стената под 1,5 мм трябва да се използват видове сърцевина от стъклени влакна.

6. CSA Запалимост (CSA C22.2 No. 0.6 Тест A)

Тези тестове за запалимост на Канадската асоциация по стандартизация (CSA) се провеждат подобно на тестовете UL94-5V. Но условията на тези тестове са по-строги: всяко излагане на пламък продължава 15 секунди. Освен това, по време на първите четири излагане на пламък, пробата трябва да изгасне в рамките на 30 секунди, а след петото излагане, в рамките на 60 секунди (сравнете теста UL94-5V с пет излагане на пламък от по пет секунди всяко).
Резултатите от тези тестове на CSA трябва да се считат за съвместими с резултатите от теста UL94-5V.

Целта на индекса на ограничена кислородна запалимост (LOI) е да се измери относителната запалимост на материалите при изгаряне в контролирана среда. Индексът LOI представлява минималното съдържание на кислород в атмосферата, което може да поддържа пламък върху термопластичен материал.
Тестовата атмосфера е външно контролирана смес от азот и кислород. Фиксираната проба се запалва с допълнителен пламък, който след това се гаси. В последователни цикли на изпитване концентрацията на кислород се намалява, докато пробата вече не може да поддържа горене.

LOI се определя като минималната концентрация на кислород, при която даден материал може да гори в продължение на три минути или може да поддържа горене на проба, разпределено на разстояние от 50 mm.

Колкото по-висок е LOI, толкова по-малка е вероятността от изгаряне.


Тест за кислороден индекс

8. Тест с нажежен проводник IEC 695-2-1

Тестовете за запалване с гореща жица (HWI) симулират термични напрежения, които могат да бъдат причинени от топлина или източник на запалване, като претоварени резистори или горещи елементи.

Проба от изолационния материал се притиска за 30 секунди със сила от 1 N към края на електрически нагрят проводник. Проникването на върха на горещия проводник в пробата е ограничено. След като жицата бъде извадена от пробата, се записват времето, необходимо за изгасване на пламъка и наличието на горящи капчици.

Счита се, че пробата е преминала теста с горещ проводник, ако възникне една от следните ситуации:

При липса на пламък или тлеене;
Ако пламъкът или тлеенето на пробата, заобикалящите я части и долния слой изгаснат в рамките на 30 секунди след отстраняване на горещата тел, а също и ако околните части и долният слой не са изгорели напълно. В случай на използване на тънка хартия като долен слой, тази хартия не трябва да се запалва или не трябва да има изгаряне на чамовата дъска, ако се използва като подложка.
Действителните части под напрежение или корпуси се тестват по подобен начин. Температурното ниво на горещия край на жицата зависи от това как се използва готовата част:

С или без надзор,
С или без непрекъснато натоварване,
Разположен близо или далеч от централната захранваща точка,
Свързва се с част под напрежение или се използва като корпус или капак,
При по-малко или по-строги условия.

Тест с нажежен проводник

В зависимост от необходимото ниво на тежест на условията на околната среда около готовата част, предпочитани са следните температурни стойности: 550, 650, 750, 850 или 960 °C. Подходящата температура за изпитване трябва да бъде избрана чрез оценка на риска от повреда поради неприемливо нагряване, запалване и разпространение на пламъка.

Лабораторен стенд за изпитване на запалимост

9. Тестове за пламък на иглата IEC 695-2-2

Тест с пламък на иглата

Тестовете с иглени пламъци симулират ефектите от малки пламъци, които могат да възникнат поради повреда в електрическото оборудване. За да се оцени вероятното разпространение на пламъка (горящи или тлеещи частици), под пробата се поставя или слой от изпитвания материал, компоненти, които обикновено заобикалят пробата, или единичен слой тишу. Тестовият пламък се прилага върху пробата за определен период от време: обикновено 5, 10, 20, 30, 60 или 120 секунди. За специални изисквания могат да бъдат приети други нива на строгост.

Освен ако не е посочено друго в съответната спецификация, дадена проба се счита за преминала изпитването с пламък с игла, ако възникне една от следните четири ситуации:

Ако пробата не се запали.
Ако пламък или горящи или тлеещи частици, падащи от образеца, причиняват разпространение на огъня към околните части или върху слой, поставен под образеца, и ако няма пламък или тлеене върху образеца в края на излагането на тестовия пламък.
Ако продължителността на горене не надвишава 30 секунди.
Ако не е превишена степента на горене, определена в съответните технически условия.

по материали от www.polimer.net

Обяви за покупко-продажба на техника можете да разгледате на

Можете да обсъдите предимствата на полимерните марки и техните свойства на

Регистрирайте фирмата си в указателя на предприятията

Експерименталното изследване на якостните и деформационните свойства на полимерите включва няколко етапа:

  • - избор на вида на пробите и тяхното производство;
  • - подготовка на устройства за закрепване на пробите в машини за изпитване;
  • - подготовка на изпитвателни машини и уреди за измерване на деформация.

Характеристика на тестването на полимери е необходимостта от прецизност

Поддържайте зададената температура до градус. За да направите това, използвайте специални термостати с автоматични устройства за поддържане на температурата. Много е удобно да се тества в стая с контролирана температура, но това обикновено е приемливо за тестване при стайна температура.

Формата на полимерните проби обикновено се определя от характеристиките на технологията на тяхното производство. Пробите от изотропни материали могат да бъдат или цилиндрични, или плоски, а пробите от анизотропни материали с носеща основа (гетинакс, текстолит, фибростъкло) могат да бъдат само плоски.

При изпитване на плоски проби на опън или натиск се определят якостта в аксиална посока, модулът на еластичност и коефициентите на Поасон

във взаимно перпендикулярни посоки. В съответствие с GOST 11262 за изпитване се използват проби от типове 1-3, чиято форма и размери са посочени на фиг. 2,60 и в табл. 2.11.

Ориз. 2.60.

Таблица 2.11. Размери на основните образци за изпитване на опън

Забележка.Разрешено е да се използват проби 2 и 3 с дебелина 1 mm, когато се произвеждат от листови материали и проби от тип 2 с дебелина 3 mm, когато се произвеждат от напълнени полимерни материали.

В случай на тестване на рецептата на материала, режимите на обработка и по време на изследователска работа е разрешено да се използват проби от типове 4 и 5, показани на фиг. 2.61 и табл. 2.12.

Ориз. 2.61.

Таблица 2.12. Размери на образците за изпитване на опън, използвани при разработването на състави на материали, режими на обработка и в изследователска работа

При производство на проби чрез механична обработка от продукти и полуготови продукти, включително листове и плочи, максималната допустима дебелина трябва да бъде 3 mm за проби от тип 1, съответстваща на дебелината на продукта или полуготовия продукт, но не повече от 10 mm за образец от тип 2.

Когато се прави образец тип 2 от плоча или продукт, чиято дебелина е повече от 10 mm, тя се довежда до 10 mm чрез механична обработка. Обработката до необходимата дебелина се извършва от двете страни в надлъжната посока на пробата, освен ако няма други указания в нормативната и техническата документация за материала.

Пробите трябва да имат гладка, равна повърхност, без подуване, чипове, пукнатини, кухини и други видими дефекти.

За изпитване на изотропни материали се използват най-малко пет проби, за изпитване на анизотропни материали се избират най-малко пет проби на места и направления, които трябва да отговарят на нормативната и техническата документация за материала,

Пробите се кондиционират най-малко 16 часа съгласно GOST 12423 при температура 23±2 °C и относителна влажност (50±5)%, освен ако не е посочено друго в техническата документация за материала.

Времето от завършване на производството на формовани образци до тяхното изпитване трябва да бъде най-малко 16 часа, включително времето за тяхното кондициониране.

При вземане на проби от полуфабрикати или продукти времето от края на формоването на полуфабрикатите или продуктите до началото на изпитването на пробите от тях трябва да бъде най-малко 16 часа, включително времето за тяхното

кондициониране, ако няма други указания в нормативната и техническата документация за материала.

Пробите за изпитване на компресия съгласно GOST 4651 трябва да имат формата на правоъгълна призма, прав цилиндър или права тръба. Опорните равнини на образеца трябва да са перпендикулярни на посоката на прилагане на натоварването по време на компресия и успоредни една на друга в рамките на 0,1% от височината на образеца.

Височината на образците А в милиметри се изчислява в зависимост от съотношението на коефициента на гъвкавост към най-малкия радиус на въртене, като се използват следните формули: - за правоъгълна призма с квадратно или правоъгълно напречно сечение

За прав цилиндър

За права тръба с основа под формата на цилиндрична корона

Където Х-коефициент на гъвкавост; А -дължина на страната на основата на призма с квадратна основа; Комерсант -дължината на по-късата страна на основата на правоъгълна призма с правоъгълно напречно сечение; д-диаметър на прав цилиндър; d x -вътрешен диаметър на тръбата; Д-външен диаметър на тръбата.

Фактор на гъвкавост хизчислено по формулата

Където h p -намалената височина на образеца, равна при изпитване на проби без скоби A 0 и за изпитване на проби със скоби L,/2; A, - разстоянието между със скоби; I - минимален радиус на въртене, изчислен по формулата аз= V(// А); аз- основният минимален инерционен момент на напречното сечение на образеца; Л- площ на напречното сечение на пробата.

Коефициентът на гъвкавост на пробата трябва да бъде равен на 10. В случаите, когато пробата губи стабилност по време на изпитването, коефициентът на гъвкавост се намалява до 6.

Височината на пробата се задава от 10 до 40 mm. Предпочитаната височина на пробата е 30 mm.

Якостта на опън на повечето пластмаси е 30-80 MPa, така че всяка машина с капацитет от 0,25-5 тона е практически подходяща за тестване на полимери.В допълнение, машината за изпитване трябва да има доста ниско деление на скалата на зареждащото устройство (5- 50 N), както и вариатор на скоростта на движение на товарозахващащото устройство, включително ръчното му задвижване.

Предпоставка при работа с машини, предназначени за тестване на полимери, е да се осигури постоянна скорост на деформация.

При машини с махаломер, скоростта на движение, определена от движението на долния захват, няма да съответства на скоростта на деформация на пробата. Това се обяснява с факта, че при увеличаване на натоварването и при отклонение на махалото се движи и горното захващане, свързано със системата от лостове на махалото. При машини с динамометър, свързан към горния захват, е необходимо да се вземе предвид грешката, произтичаща от ниската твърдост на динамометъра. Колкото по-висока е твърдостта на динамометъра, толкова по-точно се поддържа условието за постоянна скорост на деформация. В съвременните конструкции на машини за изпитване силомерът е твърд.

Използването на електрически методи за записване на сили в твърди динамометри, направени под формата на еластичен елемент с ниско съответствие, осигурява почти всякаква точност на измерване и елиминира необходимостта от корекции за дадена скорост на деформация. Измерването на сили с помощта на твърд еластичен елемент е особено полезно при извършване на релаксационни тестове върху полимери. В този случай се осигуряват почти идеални условия за поддържане на постоянна деформация на пробата.

Поради ниската си твърдост и якост, полимерите могат да бъдат тествани на прости тестови стендове. В този случай натоварването се извършва чрез тежести, действащи върху пробата директно или с помощта на лостови устройства. Плавно увеличаване на натоварването върху пробата се постига чрез бавно пълнене на зареждащото устройство с вода или чрез използване на винт. За намаляване на размерите на товарното устройство се използват оловни дискове или оловни сачми, което в последния случай също позволява плавно регулиране на товара.

Деформацията на опъната проба се измерва, като правило, с помощта на тензодатчици (механични, електрически или оптични). Механичните тензодатчици могат успешно да се използват за измерване на малки еластични деформации на образец.

Електрическите методи за измерване на деформация по време на механични изпитвания на пластмасови проби също се използват широко. В този случай се използват деформируеми сензори за съпротивление (тензодатчици), изработени от тел или фолио, залепени към работната зона на пробата.

Както вече беше споменато, дългосрочните тестове за издръжливост обикновено се провеждат в режим на пълзене и по-голямата част от тези изследвания се извършват под действието на сила на опън. Има няколко

фундаментално различни настройки за тестване на издръжливост при условия на пълзене на опън. На фиг. Като пример Фигура 2.62 показва две диаграми на инсталации за изпитване при постоянно напрежение. С развитието на деформацията площта на напречното сечение на работната част на пробата намалява (образуване на "шийка"), в резултат на което, ако върху пробата действа постоянна сила, напреженията в работната част на пробата ще се увеличи с времето. Основната характеристика на първата инсталация (фиг. 2.62, а)е, че за да се поддържа постоянно напрежение, механизмът за настройка на напрежението (лост) е направен под формата на гърбица („охлюв на Журков“), което позволява намаляване на рамото на лоста R,и следователно действащата сила е пропорционална на промяната в площта на напречното сечение на пробата. Това осигурява постоянно напрежение.


Ориз. 2.62. Схеми на инсталации за изпитване при условия на пълзене на опън: в режим на постоянно напрежение с помощта на „охлюва“ на Журков (а), с помощта на натоварването на Andrade (b) и в режим на постоянна сила (c): 1 - проба; 2 - рамо на лоста; 3 - товари; 4 - кабел

Във втората инсталация (фиг. 2.62, б)за да се компенсира увеличението на напрежението и да се поддържа на постоянно ниво, се използва така нареченото устройство Andrade, при което профилът на фигурния товар се изчислява по формулата

Където T- маса на товара; p е плътността на течността.

Според третата схема (фиг. 2.62, V)рамото на лоста 1 2, с помощта на което се създава напрежението, остава почти постоянно, т.е. върху пробата се прилага постоянно натоварване. Ако в такава инсталация се тестват проби от материали с незначително удължение в момента на разрушаване, например стъкло-, въглерод- и борпластмаси, органични стъкла и др., Тогава може да се приеме, че се прилага постоянно напрежение върху пробата до момента на нейното унищожаване.

Тестовете за издръжливост се провеждат при различни напрежения и температури, довеждайки пробите до унищожаване. По време на изпитванията се отчитат деформациите на образците, от които се изграждат кривите на пълзене.

Трябва да се отбележи, че при провеждане на изпитвания за издръжливост в течна среда, в материала ще се създадат напрежения на набъбване поради дифузията на средата в него; отчитането на такива напрежения е трудно поради условията на изпитване. В този случай охлювът Журков и устройството Andrade няма да осигурят постоянно напрежение.

В инсталацията, показана на фиг. 2.63, съд 3 и устройството за закрепване на образеца в него са изработени от устойчиви на корозия метали. Механизъм за зареждане 6 ви позволява да промените действащата сила и да поддържате постоянно напрежение в пробата.

Ориз. 2.63. Инсталация за изпитване на пластмаси в агресивни среди под натоварване (а) и блок за монтаж на проби (б): 1 -маса; 2 - вана с топла вода; 3 - съд с агресивна течност; 4 - проба; 5 - топчен охладител; 6 - зареждащ механизъм; 7 - товари; 8 - подвижен бар; 9 - фиби; 10 - болт; 11 - проба; 12 - поддържаща лента

В инсталацията, показана на фиг. 2.64, работната част на пробата се поставя в термостатичен съд 7 с две шии. Пробата преминава през специално изработени гумени запушалки, които затварят херметически съда. Течността се излива през фитинга с помощта на фуния, прикрепена към гумен маркуч 10 (в горната част на съда има две, като едната е предназначена за изпускане на въздух). По време на изпитването към тези фитинги могат да се свържат сферични обратни хладници, за да се предотврати изпаряването на течността. За осигуряване на необходимата температура за изпитване на нагревателната риза на съда във фитингите 11 чрез гъвкави маркучи охлаждащата течност може да се подава от термостат, оборудван с центробежна помпа.

Ориз. 2.64. Монтажна схема за тестване на пластмаси за издръжливост и пълзене: 1 - лостова система; 2 - затягащи скоби; 3 - гофрирани челюсти; 4 - гумена тапа; 5 - товари; 6 - проба; 7 - съд с агресивна среда; 8 - кадър; 9 - циферблатен индикатор; 10, 11 - фитинги

Използвайки основни устройства (фиг. 2.63 и 2.64), можете да монтирате инсталации с произволен брой проби. Инсталациите могат да бъдат оборудвани с устройства, които ви позволяват да измервате и записвате деформация по време на изпитване, както и да конструирате криви на пълзене.

На фиг. Фигура 2.65 показва диаграма на изпитванията за издръжливост при условия на пълзене при натиск.


Ориз. 2,65. Схема на устройството за изпитване под компресия: / - образец; 2- легло; 3- термостат; 4 , 13 - печати; 5 , 12 - центриращи панти; 6,8 - плочи; 7 - лост; 9 - клетка; 10 - ръководство; 11 - нагревател; 14 - товари

При определяне на степента на свиване на конкретен полимерен материал се използват проби, направени съгласно GOST 12015 от термореактивни материали и съгласно GOST 12019 от термопласти. За определяне на технологично и експлоатационно свиване се използват проби, чиято форма и размери са посочени в таблицата. 2.13.

Таблица 2.13. Форма и размери на пробите за определяне на свиването

При изпитване на термореактивни материали се използват проби от тип 1.3.

Тестовете се провеждат върху най-малко три проби, получени чрез последователно формоване в една и съща кухина на шприцформа (за термопластмаси) или пресформа (за реактивни пластове).

При определяне на технологичното свиване на реактивните реактиви, размерите на матрицата на матрицата и пробата се записват точно в посока, перпендикулярна на посоката на формоване. При тестване на термопластмаси, размерите на матрицата на шприцформата и пробата се записват в посоки, перпендикулярни и успоредни на посоката на формоване.

При определяне на експлоатационното свиване размерите на пробата се определят преди и след топлинна обработка в посока, перпендикулярна и успоредна на посоката на формоване.

След изваждане от формата, термореактивните проби се охлаждат до стайна температура, като се поставят под товар върху материал с ниска топлопроводимост, за да се избегне изкривяване. Преди измерване пробите се съхраняват при температура 23±2 °C и относителна влажност 50±5%. Размерите на пробите след пресоване се измерват след 16-72 часа.

Дължината на прътите се измерва от край до край или между маркировките с грешка не повече от 0,02 mm. Преди да се определи дължината, пробите се поставят върху гладка метална или стъклена повърхност за откриване на деформации и деформации. Проби с такива дефекти не се използват за изпитване. Ширината на лентата се приема като средноаритметично от три измервания на дължина.

Термопластичните проби се измерват, след като са престояли от момента на производството най-малко 16 часа и не повече от 24 часа при температура 23±2 °C, включително времето за кондициониране.

За да се определи експлоатационното свиване, измерванията се извършват по същия начин, както при определяне на процесното свиване. За да се извърши термична обработка, пробите се поставят в термостат. За да се избегне деформация, измерените термореактивни проби се поставят в термостат на стойка, така че да не се допират един до друг.

Условията за термична обработка на термореактивни пластмаси обикновено са посочени в техническите спецификации на материала. При отсъствието на тези инструкции температурата на термична обработка трябва да бъде 80±3 °C за урея-формалдехидни формовъчни смеси и 110±3 °C за всички други видове материали. Времето за термична обработка обикновено е 168 ± 2 часа, при ускорено изпитване - 48 ± 1 час.Температурата се измерва директно на мястото на пробите.

При определяне на експлоатационното свиване при различна температура е необходимо да се вземе предвид коефициентът на линейно разширение на пробите.

След края на термичната обработка, пробите от термореактивни формовъчни маси се изваждат от термостата, охлаждат се до температура 23 ± 2 ° C и се държат при тази температура и относителна влажност на въздуха 50 ± 5% за най-малко 3 часа, след при което пробите се измерват отново при същата температура с грешка не повече от 0,02 mm.

Условията за термична обработка на термопластите не са строго регламентирани и се избират в зависимост от вида на материала и условията на работа на продуктите.

Технологично свиване 5 T в проценти се изчислява по формулата

където / 0 е размерът на формата, mm; /, - размер на пробата, mm.

където /, е размерът на пробата преди термична обработка, mm; / 2 - размер на пробата след топлинна обработка, mm.

Анизотропията на свиване се изчислява по формула (20).