Реферат: Механічні випробування пластичних мас

Рис. 2. Положення зразка за випробування пластмас на статичний згин

До середини зразка під прямим кутом докладають згинаючу силу, яка створюється приладом. Давлючий стрижень має в нижній частині закруглення радіусом R₂ . Випробування ведуть до руйнування зразка, постійно збільшуючи навантаження з певною швидкістю. В момент руйнування фіксується величина вигину в міліметрах (стріла вигину) та згинаюче навантаження в Н.

Розрахунок міцності (руйнівного напруження) за статичного згину проводять за формулою:

, Па,

де М – згинаючий момент, Н·м; М = P·l/4;

W– момент опору, м³ ; W =b·h² ;

Р – величина згинаючої сили, Н;

l – відстань між опорами, м;

b – ширина бруска, м;

h – товщина бруска, м.

Межею міцності за розтягу називається здатність матеріалу чинити опір дії руйнуючого напруження за розтягу до моменту руйнування зразка. Межа міцності за розтягу характеризується руйнуючим напруженням і виражається в МПа. Сутність методу випробування є визначення сили, яка йде на руйнування зразка певної форми та розмірів, або сили, яка викликає текучість такого зразка. Навантаження, яке відповідає межі текучості, визначається в перший момент зростання деформації, яке відбувається без збільшення навантаження або в момент утворення шийки (місцевого звуження) на зразку. За розрахунку напруження силу відносять до початкового поперекового перетину зразка.

Одночасно з руйнівним напруженням визначають величину відносного подовження зразка за розтягу в процентах від початкової довжини зразка. За визначення відносного подовження за текучості заміряють довжину зразка, яка відповідає появі шийки, відносять її до початкової довжини.

За випробування склопластиків визначають несучу здатність в кн./м. Це навантаження, яке приходиться на одиницю початкової ширини зразка. Якщо ж усі шари склопластику направлені в одному напрямку, визначають питому несучу здатність, тобто навантаження, яке приходиться на одиницю ширини одного армую чого шару зразка.

Випробування проводять на розривних машинах, які дозволяють розтягувати зразок з швидкістю 10-20 мм/хвилину та вимірювати навантаження з точністю до 1 %.

Зразки з формованих та пресованих пластиків виготовляють в спеціальних формах. Зразки з листових та шаруватих пластиків вирізають з пластин в двох напрямках - довжини та ширини. Для випробувань застосовують три типи зразків (рис. 3).

Для випробування матеріалів з великим відносним подовженням, наприклад, поліетилену, пластифікованого полівінілхлориду, застосовують зразки типу а (L=115 мм; В=25±1 мм; b=6±0,4 мм; h=1-2 мм). Для більшості термореактивних, термопластичних та шаруватих матеріалів застосовують зразки типу б (L=150 мм; В=20±0,5 мм; b=10±0,5 мм). Склопластики випробують на зразках типу в (L=150 мм; В=15-20 мм; h=0,5-6 мм). Випробування проводять за температури 20±2 єС не менше як на трьох зразках. Перед випробуванням вимірюють товщину та ширину кожного зразка та розраховують площину поперекового перетину. Розміри до 10 мм вимірюють з точністю до 0,01 мм, більші – з точністю до 0,1 мм.

Рис. 3. Форма та розміри зразків для визначення руйнівного напруження за розтягу

(а – для пластмас з високим відносним подовженням за розриву;

б – для випробування більшості пластмас;

в – для випробування склопластиків)

Зразок закріплюють в розривній машині та розтягують його до розриву, збільшуючи навантаження. На шкалі відзначають руйнівне навантаження в Н. для плівкових та шаруватих матеріалів одночасно вимірюють довжину зразка в момент розриву.

Руйнівне напруження за розтягу (міцність за розтягу_ розраховують за формулою:

, Па,

де Р – навантаження, за якого відбувся розрив, Н;

S – площина поперекового перетину зразка до випробування, м² .

Розрахунки проводять з точністю до 0,1 МПа та приймають за результат випробування середнє арифметичне для трьох зразків.

Відносне подовження обчислюють за формулою:

, %,