Въведение
Когато се анализират уплътнения, основен интерес представлява бързата динамична реакция, която е пряко свързана с динамично-механичните свойства на материала. Обикновено, ако се появи "теч", възстановяващите сили не са достатъчно силни. За съжаление тези свойства зависят от температурата и, разбира се, от приложената честота. DMTA предоставя мощно средство за анализ на тези граници на разрушение чрез прилагане на динамични деформационни прочиствания, извършени при различни условия на натоварване като предварително натоварване, честота или температура. Идеално подходящ за такива измервания е Eplexor® 500 N на NETZSCH GABO Instruments (фигура 1).
Следващият пример илюстрира по-подробно ситуацията:
- Статична деформация от около 20%
- Честота от 10 Hz
- Необходима е голяма възстановителна сила
- Изисква се ниско демпфиране, например висока еластичност
О-пръстен (вж. фигура 2) с външен диаметър 10 mm и дебелина на пръстена 1 mm е натоварен със статична предварителна деформация от около 20 % от дебелината. На втория етап се наслагват механични колебания с динамична деформация с амплитуди между 1 % и 10 % от дебелината. Честотата на изпитването е била 10 Hz. През първата половина от периода на трептене уплътнението е било компресирано, а през втората половина е било освободено. В идеалния случай О-пръстенът трябва да реагира "достатъчно бързо" и да следва движението, предизвикано от осцилацията, дори през втората половина по време на процедурата на освобождаване.
За да се осигури перфектно уплътнение, е задължително да няма "празнина" между О-пръстена и механичния му аналог.
О-пръстенът е в състояние да изпълни тази задача, ако демпфирането (tanδ) е доста ниско и достатъчно енергия се съхранява еластично (= висок модул на съхранение).
Ако затихването е твърде високо (дори при приемливо ниво на модула), О-пръстенът не може да следва движението и следователно се получава "пропуск".
На фигура 3 са показани резултатите от изпитването на две еластомерни смеси. Образец 1 (син) показва по-висок модул от образец 2 (червен). Tanδ на двата материала е повече или по-малко идентичен в диапазона на деформациите от 0,01 % до 0,1 %.
Изглежда, че материал 1 осигурява много по-добри динамични свойства на уплътнението, ако приложението е ограничено само до деформации small.
Въпреки това механичните свойства на двата материала се променят драстично при по-големи деформации (между 1 % и 10 % динамична амплитуда на деформацията).
Въпреки че модулите при 10% амплитуда на динамична деформация не са толкова далеч един от друг, стойността на tanδ на образец 1 (синьо) при същата деформация е с около 50% по-висока от стойността на tanδ на образец 2 (червено). Това означава, че загубите на енергия са много по-големи. Динамичните възстановителни свойства на образец 1 (син) се влошават значително с увеличаване на динамичната деформация. Вследствие на това може да се стигне до изтичане. Като се вземат предвид тези съображения, образец 2 би бил предпочитаният материал за използване в приложение за уплътняване.
Заключение
Eplexor® 500 N предлага възможност за директно сравнение на части с различен състав и дава представа за поведението на материала. Поради това той е от полза не само при контрола на качеството, но и при задачите за научноизследователска и развойна дейност. При уплътнения и уплътнители е възможно да се измери поведението на демпфиране при големи деформации.