Метод падающего груза

Удар.

Двух - опорный ударный изгиб.

Прочность пластмасс при ударе - один из важнейших показателей. Например, в нормалях ФИАТ для пластмасс есть только два показателя - прочность при ударе и теплостойкость. При испытаниях используют маятниковый копер. Ударная вязкость «а» определяется как отношение работы, затрачиваемой на его разрушение gDA, к площади образца в плоскости удара S – площади разрушения:

а=gDA/S (Дж/м²)

Сущность метода состоит в разрушении образца, установленного на опорах, ударом поперек образца. Определение “а” проводят на образцах без надреза а, с надрезом а_н, а также определяют коэффициент ослабления как отношение “а_н” с надрезом к “а” без надреза. Метод определения “а” при двухопорном режиме нагружения называют методом испытаний по Шарпи. Схема испытаний на удар приведена ниже на рис.1.

Скорость удара 3-4 м/с. По стандарту используют большой брусок 10х15х120 мм или малый 4х6х50 мм. Используют п-образный надрез с радиусом закругления углов 0,2 мм. Надрез должен занимать 1/3 площади поперечного сечения и наноситься вдоль наибольшего размера. Образцы из листов должны иметь толщину не менее 4 мм.

>80 мм

70 мм

Рис.1. Схема испытаний образцов на удар при двухопорном нагружении. (Образец с прямоугольным надрезом.)

Расстояние между опорами 40 мм при толщине менее 5 мм. Для толстых образцов расстояние между опорами 70 мм. Запас энергии маятника выбирают так, чтобы работа разрушения составляла не менее 10% и не более 80% от запаса энергии маятника. Когда шкала разрушения градуирована в градусах, работу разрушения определяют по формуле

DА=PL[(cosb - cosa) - (cosg - cosa)(a+b)/(a+g)]

или

DА=Р(h_o-h₁)

где P - вес маятника, L- длина маятника - расстояние от оси подвеса до центра тяжести, a- угол зарядки, b-угол взлета после разрушения, g- угол взлета на холостом ходу, h_o- высота взлета маятника без образца, h₁- то же с образцом. Важно, чтобы центр удара совпадал с центром образца, S - площадь поперечного сечения в месте надреза, g= 9,81 м/с². Метод особо пригоден для хрупких материалов типа полистирола; для ударопрочных пластмасс метод не пригоден. Воспроизводимость результатов лучше при использовании треугольного надреза (угол 45^о, радиус закругления 0,25 мм).

Удар при консольном изгибе (удар по Изоду). Образец устанавливается по шаблону (см. рис. 2). Центральная часть надреза лежит в плоскости закрепления. Центр удара должен совпадать с центральной линией ударяющей кромки маятника Скорость удаpа 2,35 м/с. Размер образца 12,7 х 12,7 х 63,5 мм. Угол при вершине надреза 45^о. Можно склеивать несколько листов. Есть разновидности методов А, С, Д, Е. Метод А применяют, когда “а” высокая. В этом случае пренебрегают работой, затрачиваемой на отбрасывание части образца после разрушения. Метод С - используют для образцов с ударной вязкостью “а” менее 27 Дж/м; в этом случае определяют работу разрушения минус работу на отбрасывание. Эту последнюю работу определяют, устанавливая отделившуюся часть образца на оставшуюся в опорах неподвижную часть образца. Затем по верхней части наносят вторичный удар. При этом маятник поднимают (заряжают) на уровень, на который он поднялся после разрушения. Энергия рассчитывается как разница затраченной в данном (втором) случае и уровнем свободных колебаний. Получают “а” в Дж/м по формуле а = DАg/b.

В методе Д определяют чувствительность величины ударной вязкости к радиусу надреза. В этом случае испытывают образцы с надрезом с радиусом при вершине 0,25 мм и 1 мм. Затем рассчитывают

В=(а_а-а_b)/(R₂-R₁)

а_а-ударная вязкость при большом радиусе R₂ и а_b - ударная вязкость при малом радиусе R₁.

Метод Е. Определяют “а” при испытаниях образцов, повернутых надрезом в обратную сторону - к молоту повернута ненадрезанная сторона.

Рис.2. Схема испы-

тания на удар

по Изоду, метод А.

Между результатами испытаний по Изоду и по Шарпи (с треугольным надрезом) наблюдается линейная корреляция.

Метод “Динстат”. Метод типа Изод, но испытывают малые образцы 10х15х (1,5...4,5) мм со скоростью удара 2,2 м/с. Образец закрепляют вертикально. Надрез п-образный, он занимает около 1/3 от толщины образца.

Груз падает с высоты 0,66 м на листовой образец, закрепленный на стальном диске. Закругление на грузе 38 мм или 12,7 мм. За результат принимают силу (Н), когда разрушается 50% образцов. Величину груза W постепенно увеличивают. Энергия разрушения M=Wh. Удельная энергия Mуд =M/t где t-толщина образца.

Отмечают, что наиболее информативно не определение ударной вязкости “а”, а испытания на ударное растяжение с записью деформации (или нагрузки) от времени. Такие испытания проводятся на высоко- и среднескоростных машинах.

Дата добавления: 2014-01-04