مقدمة
تساعد الخواص الريولوجية للمواد على فهم وتوقع سلوكها أثناء معالجتها. على سبيل المثال، فهي تلعب دورًا في قدرة التشحيم وقابلية الضخ ونقطة التدفق (الخضوع/الإسقاط) لشحوم التشحيم.
ويرد وصف قياس لزوجة القص لشحوم التشحيم وفقًا لمعيار DIN 51810-1 في AN 222 [1]. في ما يلي، يتم تحديد نقاط الخضوع ونقاط التدفق لهذه المادة باستخدام Kinexus pro+ باستخدام شروط القياس المنصوص عليها في DIN51810-2.
شروط القياس
يلخص الجدول 1 معلمات الاختبار المحددة في هذا المعيار [2]. يتم وصف طريقتين مختلفتين: يمكن أن يكون مسح السعة متحكمًا في الانفعال أو الإجهاد، وهو ما يتوافق مع الطريقتين (أ) و(ب)، على التوالي. في هذا العمل، يتم استخدام كلتا الطريقتين.
الجدول 1: شروط القياس
| نوع القياس | التذبذب | |
| الهندسة | PP25 (نظام اللوح المتوازي، القطر: 25 مم) | |
| درجة الحرارة | 25 درجة مئوية (± 0.1 درجة مئوية) | |
| فجوة التشذيب | 1.025 مم | |
| فجوة القياس | 1 مم | |
| التردد | 1.59 هرتز (يتوافق مع التردد الزاوي ω = 10 راد/ثانية) | |
| الطريقة أ: مسح إجهاد السعة | 0.من 01 إلى 100% | |
| الطريقة ب: مسح سعة الإجهاد | 0 إلى 1,000 باسكال | |
نتائج القياس
يصور الشكل 1 منحنيات معامل القص المرونة واللزوجة G´ و G" إلى جانب منحنى زاوية الطور أثناء مسح إجهاد السعة. عند التشوهات المنخفضة، يكون الشحم في نطاق اللزوجة الخطية المرنة (LVER)، كما هو مأخوذ من هضبة منحنيات معامل القص. وهنا، تكون قيم G´ و G" ثابتة، حيث إن إجهاد القص وإجهاد القص متناسبان؛ لا تؤدي الإجهادات المطبقة إلى انهيار بنية العينة. في هذا النطاق، يكون المكون المرن أعلى من اللزوجة في هذا النطاق، بحيث تهيمن الخواص الشبيهة بالمادة الصلبة على الخواص الشبيهة بالسائل للشحم في ظروف القياس المحددة. يمكن أيضًا أخذ هذا السلوك من منحنى زاوية الطور التي تكون أقل من 45 درجة (انظر وصف زاوية الطور في المربع الأخضر).
من تشوه بنسبة 0.1%، يبدأ منحنى معامل المرونة (الأحمر) في الانخفاض. ويرتبط هذا التأثير ببداية انهيار البنية (الداخلية) المرتبطة بالعينة ويشير إلى نهاية منطقة اللزوجة المرنة الخطية (LVER). يتم تعريف حد هذا النطاق على أنه نقطة الخضوع أو أيضًا الحد الخطي الذي يمكن عنده تحديد إجهاد القص (γY) وإجهاد القص (σY) (انظر الجدول 2).
تؤدي الزيادة الإضافية في الإجهاد إلى تقاطع G´ و G". يمكن تعريف هذه النقطة على أنها نقطة تدفق الشحم. يُطلق على إجهاد القص وإجهاد القص المرتبطين بها اسم γF و σF، على التوالي. إذا تم تطبيق إجهادات أعلى من نقطة التدفق على المادة، فإنها ستبدأ في التدفق لظروف القياس المحددة، أي للتردد المستخدم.
يُعرَّف مؤشر تدفق الخضوع على أنه σF/σγ. تعطي هذه القيمة معلومات حول هشاشة الشحم. في هذه الحالة، تكون أعلى بكثير من 1، مما يدل على أن الشحم يتميز بسلوك دائم. يلخص الجدول 2 جميع القيم المحددة بالقياس على الشحوم.
زاوية الطور
زاوية الطور هي مقياس حقيقي لخصائص اللزوجة والمرونة للمادة. وهي تتراوح من 0 درجة لمادة مرنة بالكامل إلى 90 درجة لمادة لزجة بالكامل.
الجدول 2: تقييم القياس
نقطة التدفق = نقطة تقاطع منحنى G' و G" | قيمة إجهاد القص | σF | 597 باسكال |
| قيمة إجهاد القص | γF | 17.8% | |
نقطة الخضوع = الحد الأقصى لنطاق LVER | قيمة إجهاد القص | σγ | 27.3 باسكال |
| قيمة إجهاد القص | γ | 0.06% | |
مؤشر الانتقال من الخضوع إلى التدفق | σF/σγ | 22 | |
LVER | معامل القص المرونة | G' | 4.37-104 باسكال |
معامل القص اللزوجة | G" | 6.73-103 باسكال | |
زاوية الطور | δ | 8.76 |
كما هو موضح في الشكل 2، فإن برنامج rSpace قادر على توفير تقييم تلقائي للقيم المطلوبة بمجرد الانتهاء من القياس.
يعرض الشكل 3 المنحنيات الناتجة عن قياس مسح إجهاد السعة (الطريقة ب الموضحة في DIN 51810-2).
يمكن أيضًا عرض الإجهاد الناتج عن إجهاد القص المطبق في المحور السيني لمقارنة المنحنيات بشكل أفضل (الشكل 4). ويظهر التكرار الجيد للقياسات.
الخاتمة
تم إجراء الاختبارات وفقًا للجزء الثاني من DIN51810 على شحم التشحيم. تم إجراء التقييم اللاحق لتحديد المردود ونقطة التدفق تلقائيًا بواسطة برنامج rSpace.