Dinamično-mehanska analiza (DMA, DMTA)
Dinamična mehanska analiza (DMA) karakterizira viskoelastične lastnosti materialov v določenem frekvenčnem in temperaturnem območju, zaradi česar je zelo informativen za razumevanje obnašanja polimernih materialov. Za meritev je vzorec ali komponenta podvržena prosti ali vsiljeni sinusoidni amplitudi nihanja, s krmiljenjem premika ali sile.
Značilne vrednosti Rešitve za preskušanje Videoposnetek Avtomatizacija Standardi Prenosi
Kaj določa dinamična mehanska analiza (DMA)?
Iz časovnega zaporedja meritev sile in deformacije so določene naslednje temeljne lastnosti materiala:
- Modul shranjevanja, ki opisuje elastično obnašanje
- Modul izgub, ki opisuje obnašanje viskoze
- Faktor izgub, tan δ, ki opisuje razmerje med elastičnim in viskoznim obnašanjem.
- Kompleksni modul, ki opisuje viskoelastično obnašanje kot vektor na ravnini kompleksnih števil.
Kateri preskusni sistemi so primerni za dinamično mehansko analizo?
Meritev je običajno kratkotrajna meritev z minimalno deformacijo. V skladu s tem so uporabljene sile med meritvami karakterizacije materiala na standardnih vzorcih minimalne.
Večje sile se pojavijo pri merjenju večjih in celotnih komponent, kot so blažilniki, pnevmatike, jermeni ali nosilci motorja.
Z izbiro ustrezne vrste obremenitve se lahko uporabi tako normalna napetost kot strižna napetost. Tipične vrste obremenitev vključujejo:
- Tlačna obremenitev
- Natezna obremenitev
- Upogibna obremenitev
- Utrujajoča obremenitev
- Torzijska obremenitev
pri čemer se lahko nihanje odvija na eni strani z osnovno obremenitvijo ali pa tudi kot izmenična obremenitev.
Servohidravlični in elektrodinamični preskusni sistemi, kot je preskusni stroj ZwickRoell LTM, so še posebej primerni za dinamično mehansko analizo komponent. Zaradi visoko natančnega sistema za merjenje premikov, izrazite togosti okvirja in pogona brez olja je idealen za preskušanje DMA. Zaradi tihega pogona je LTM še posebej primeren za uporabo v laboratoriju. Prostorsko varčna zasnova in prilagodljivo pozicioniranje elektronike tC II v kombinaciji z daljinskim upravljalnikom za natančno vpenjanje preskusnih naprav dopolnjujejo celoten koncept.
Razpon delovanja LTM optimalno pokriva preskusne frekvence, ki jih zahtevajo standardi, in sicer od 0,01 do 100 Hz. Široka paleta preskusnih orodij ponuja maksimalno prilagodljivost: od tlačnih plošč do kompletov za preskušanje upogiba s prosto nameščenimi ali fiksnimi vzorci, do naprav za strižno silo in čeljusti za varno, fiksno vpenjanje. To omogoča zanesljivo in učinkovito predstavitev širokega nabora preskusnih nalog.
Dinamična mehanska termična analiza (DMTA)
S ponovitvijo meritve v širokem temperaturnem območju (DMTA) je mogoče določiti nadaljnje karakteristične vrednosti, kot je temperatura steklastega prehoda, ali pa sklepati o stopnji zamreženja v strdljivih plastikah ali elastomerih.
V nekaterih standardih je med preskusom potrebna spremenljiva temperatura. Za te preskuse ZwickRoell ponuja različne temperaturne komore, ki zagotavljajo popolno rešitev za vsako uporabo.
Popolnoma avtomatiziran sistem za preskušanje za meritev DMA in določanje dinamičnih lastnosti gume/elastomerov
Dinamične mehanske analize omogočajo vpogled v viskoelastične lastnosti polimernih materialov, dinamično obnašanje gume in druge značilnosti, kot sta vpliv polnil ali stopnja zamreženja v gumi. Ker so meritve hitre in enostavne za izvedbo, so primerne za zagotavljanje kakovosti.
Proizvodnja visokokakovostnih elastomernih komponent je odvisna od številnih podrobnosti. Čeprav je bila formulacija spojine določena med razvojem izdelka, ostaja porazdelitev polnil in dodatkov, skupaj z vsemi parametri, ki vplivajo na zamreženje med procesom vulkanizacije, ključnega pomena.
Merjenje dinamičnih lastnosti pri fiksni frekvenci in temperaturi zagotavlja jasnost in dosledno kakovost izdelkov. Za zagotovitev stalnega spremljanja proizvodnega procesa je bil preskusni sistem opremljen z avtomatskim podajalnikom vzorcev, kar je omogočilo tako enakomerno predkondicioniranje kot tudi neprekinjen proces preskušanja.
Elektrodinamični preskusni stroj LTM v kombinaciji z lahkim robotom roboTest N je idealen za zahtevno preskušanje materialov in komponent. Stroj je še posebej primeren za analizo gume in ponuja visokozmogljivo rešitev za raziskave, razvoj in zagotavljanje kakovosti. LTM temelji na elektromagnetnem linearnem pogonu in je zasnovan tako za dinamično kot statično preskušanje materialov. Tipične uporabe vključujejo preskuse utrujanja in vzdržljivosti.
Guma in elastomeri kažejo časovno odvisne deformacije, ko so izpostavljeni obremenitvi. V povezavi s programsko opremo testXpert R omogoča LTM 1 natančno analizo teh lastnosti, na primer s frekvenčnimi in temperaturnimi nihanji. Določeni so parametri, kot so modul shranjevanja in izgube, faktor izgube (tan δ) in dinamična togost.
Avtomatizacija z robotom roboTest N
Za laboratorije z visoko zmogljivostjo je mogoče LTM opcijsko avtomatizirati z lahkim robotom roboTest N. Sistem prevzame postopek podajanja, pozicioniranja in prijemanja vzorcev ter je primeren za natezne, tlačne in upogibne preskuse. Samostojno je mogoče preskusiti do 200 vzorcev, vključno z dodatnimi postajami, kot so meritve prečnega prereza ali skeniranje notranjega premera.
Intuitivna konfiguracija s testXpert
Programska oprema testXpert z integriranim sekvencerjem omogoča intuitivno konfiguracijo kompleksnih preskusnih zaporedij. Vključene so standardne funkcije, kot so rampe, sinusni ali pravokotni profili, ter avtomatizirane spremembe temperature in frekvence. Nadzor poteka s krmiljenjem sile, raztezka ali položaja, dopolnjenim s krmiljenjem najvišjih vrednosti. Vsi preskusni parametri in rezultati so shranjeni v podatkovni zbirki, ki je zaščitena pred nedovoljenimi posegi, in jih je mogoče tudi izvoziti.
Standardi za dinamično mehansko analizo
V serijah standardov ISO in ASTM so na voljo različne preskusne metode s prisilnimi vibracijami za plastiko, kompozite, gumo in elastomere.
| Material | Standard | Opis |
|---|---|---|
| Plastika | ISO 6721-1 | Osnove in splošna načela za merjenje viskoelastičnega obnašanja trdnih plastik |
| Plastika | ISO 6721-4 | Določanje dinamičnih mehanskih lastnosti - natezne vibracije |
| Plastika | ISO 6721-5 | Določanje dinamičnih mehanskih lastnosti - upogibne vibracije |
| Plastika | ISO 6721-6 | Določanje dinamičnih mehanskih lastnosti - strižne vibracije |
| Plastika | ISO 6721-11 | Določanje dinamičnih mehanskih lastnosti - temperatura steklastega prehoda |
| Plastika | ISO 6721-12 | Določanje dinamičnih mehanskih lastnosti - tlačne vibracije |
| Plastika | ASTM D5023 | Preskus za določanje dinamično-mehanskega obnašanja plastike z uporabo neresonančnih strojev pri frekvencah od 0,01 do 100 Hz v 3-točkovnem upogibnem preskusu |
| Plastika | ASTM D5024 | Preskus za določanje dinamično-mehanskega obnašanja plastike, ki se izvaja kot tlačni preskus, pri katerem se okrogli vzorci ciklično obremenjujejo med togimi ploščami znotraj njihovega elastičnega območja, temperatura pa se nadzorovano povečuje. |
| Plastika | ASTM D5026 | Preskus za določanje dinamično-mehanskega obnašanja plastike, ki se izvaja kot natezni preskus, pri katerem se ravni vzorci raztezajo med vpenjalnimi napravami, medtem ko se temperatura nadzorovano povečuje. |
| Plastika | ASTM D5418 | Preskus za določanje dinamično-mehanskega obnašanja plastike, ki se izvaja kot upogibni preskus, pri katerem se lahko vpeti upogibni nosilec ciklično obremeni znotraj elastičnega območja materiala pri frekvencah od 0,01 do 100 Hz, medtem ko se temperatura bodisi ohranja konstantna bodisi se nadzorovano spreminja. |
| Kompoziti | ASTM D7028 | Preskus za določanje dinamično-mehanskega obnašanja polimernega matričnega kompozitnega materiala, ki se izvaja kot upogibni preskus, pri katerem se kuboidni vzorci ciklično preskušajo v 3-točkovnem upogibnem ali fiksnem upogibnem preskusnem kompletu pri 1 Hz, s konstantno amplitudo deformacije v linearno-viskoelastičnem območju, medtem ko se temperatura med preskusom povečuje od sobne temperature. |
| Guma | ISO 4664-1 | Določanje dinamičnih lastnosti vulkanizirane ali termoplastične gume |
| Guma | ISO 4664-3 | Določanje dinamičnih lastnosti - temperatura steklastega prehoda |
| Guma/elastomeri | ASTM D5992 | Preskus za določanje dinamično-mehanskega obnašanja gume in elastomerov, pri katerem so vzorci izpostavljeni strižnosti, tlačenju, napetosti, upogibanju ali torziji pod dinamičnim, prostim ali vsiljenim resonančnim dražljajem pri temperaturah okolice od -70 °C do +200 °C. |
