| Politechnika Świętokrzyska w Kielcach |
|---|
| Laboratorium Tworzywa sztuczne i materiały kompozytowe |
| Prowadzący: mgr inż. Joanna Kowalczyk |
| Data wykonania ćwiczenia: |
| Data oddania sprawozdania: |
Wstęp
Powszechne zastosowanie we współczesnej technice materiałów i kompozytów polimerowych powinny spełniać szerokie wymagania właściwości eksploatacyjnych. Charakterystyki mechaniczne materiałów polimerowych są bardzo zróżnicowane i zależą od wielu czynników, takich jak: budowa chemiczna monomerów, sposób ich połączenia, względna masa cząsteczkowa, rozkład mas cząsteczkowych, budowa geometryczna , struktura krystaliczna. Również warunki zewnętrze , takie jak: poziom naprężeń, temperatura oraz czas w znaczący sposób wpływają na zmiany właściwośc mechanicznych tworzyw sztucznych.
Pomiar wytrzymałości na zginanie małych próbek za pomocą aparatu dystant - badanie polega na pomiarze kąta ugięcia i momentu zginającego w chwili zniszczenia tworzywa, przy zastosowaniu próbek w postaci płytek o wymiarach 15x10 mm i grubości 2-4 mm. Przeprowadza się je zgodnie z PN-72/C-04243. Tworzywa sztuczne. Oznaczanie wytrzymałości na zginanie za pomocą aparatu-typ Dystant. Zasada badania polega na tym, że do próbki pomiarowej zamocowanej w obrotowym uchwycie jest przytwierdzone ramię z obciążnikiem. Wskutek obrotu uchwytu próbki przenosi się przez nią ruch obrotowy na ramię. W miarę wznoszenia się ramienia, tj. odchylania się od pionu; powstaje i zwiększa się jego moment obrotowy działający na próbkę jako moment zginający. Wzrost tego momentu powoduje wzrost naprężeń w próbkę jako moment zginający. Wzrost tego momentu powoduje wzrost naprężeń w próbce prowadzący do jej zginania, a dalej do zniszczenia. Odczytany w chwili zniszczenia moment zginający służy do obliczania wytrzymałości na zginanie M, a jednocześnie zmierzony kąt ugięcia jest miarą odkształcenia próbki. Aparat Dystant składa się z podstawy i części pomiarowej. Cześć pomiarowa to dwie tarcze współśrodkowe, których zewnętrzna jest nieruchoma, a wewnętrzna obraca się na osi poziomej za pomocą mechanizmu korbkowego. Na przedniej części osi umieszczone jest ramie- wahadło. Do mocowania ramienia służy umiejscowiony na statywie. W celu rozszerzenia kresu pomiarowego w dolnej części ramienia zamocowuje się dodatkowe obciążniki. Nad ramieniem znajduje się uchwyt próbki. Drugi uchwyt w ramieniu tworzy z pierwszym szczelinę, w której mocuje się próbkę. Umieszczona na osi wskazówka pokazuje na nieruchomych skalach bezpośrednio wielkość momentu zginającego. Tarcza ruchoma ma skalę kątową od 0 do 90st. I przesuwa się zaznaczając kąt ugięcia próbki. W chwili pęknięcia próbki ramię odpada, natomiast wskazowa i tarcze nie zmieniają swojego położenia i można dokonać odczytu.
Badanie ugięcia próbki pod wpływem obciążenia ,do tego doświadczenia wykorzystujemy aparat BPG. Rozstaw podpór ustawiamy na wartość 0. Trzpień sprowadza się do pozycji, w której dotyka próbki dokładnie w jej środku, ale nie wywołując wstępnych naprężeń. Pomiar cech wytrzymałościowych przy zginaniu polega na krótkotrwałym statycznym obciążeniu zginającym próbki w postaci beleczki swobodnie wspartej na dwóch podporach siłą skupioną działającą w osi symetrii próbki – do osiągnięcia wielkości strzałki ugięcia określonej w normie lub do złamania próbki.
Tabele pomiarowe
Obliczenia.
Wnioski.
Wraz ze wzrostem ciężaru wzrastała siła która powodowała zginanie się próbki. Im większy był ciężar tym próbka bardziej się odginała. Przy maksymalnym dostępnym obciążeniu ok. 15 kg próbka uległa odkształceniu
Badana próbka była poddawana powoli zwiększającemu się obciążeniu. Odczytując wartości momentów zginających można było wyliczyć naprężenie zginające. Podczas tego badania łatwo było zauważyć trójkąt naprężeń, tworzący się po środku próbki. Po przekroczeniu maksymalnej wartości momentu zginającego próbka ulegała zniszczeniu.
Ten pomiar polegał na odczytaniu na tarczy aparatu wartości momentu zginającego, dla którego następuje zerwanie próbki. Analizując wyniki pomiarów z tego doświadczenia można zauważyć, że przy gwałtownym uderzeniu próbka szybko zostaje zniszczona, a wartości momentów są stosunkowo małe w porównaniu z wartościami momentów zmierzonych przy wytrzymałości na zginanie.