Въведение
Реологичните свойства на материалите помагат да се разбере и предвиди тяхното поведение по време на обработката им. Например те играят роля за смазочната способност, изпомпваемостта и точката на течливост (добив/капка) на смазочните материали.
Измерването на вискозитета на срязване на смазочна грес в съответствие със стандарта DIN 51810-1 е описано в нашия AN 222 [1]. По-долу точките на течливост и на изтичане на този материал се определят с Kinexus pro+, като се използват условията за измерване, предвидени в DIN51810-2.
Условия за измерване
В таблица 1 са обобщени параметрите на изпитването, посочени в този стандарт [2]. Описани са два различни метода: Амплитудата на размахване може да бъде контролирана от деформация или напрежение, което съответства съответно на методи А и Б. В настоящата работа са използвани и двата метода.
Таблица 1: Условия за измерване
| Вид на измерването | Трептения | |
| Геометрия | PP25 (система от паралелни плочи, диаметър: 25 mm) | |
| Температура | 25°C (±0,1°C) | |
| Разстояние за подрязване | 1.025 mm | |
| Междина за измерване | 1 mm | |
| Честота | 1.59 Hz (съответства на ъглова честота ω = 10 rad/s) | |
| Метод А: Амплитудно измерване на деформацията | 0.01 до 100% | |
| Метод Б: Амплитудно измерване на напрежението | 0 до 1 000 Pa | |
Резултати от измерването
На фигура 1 са показани кривите на еластичния и вискозния модул на срязване G´ и G" заедно с кривата на фазовия ъгъл по време на амплитудната деформация. При ниски деформации смазката се намира в линейния вискоеластичен диапазон (Линейна вискоеластична област (LVER)При LVER приложените напрежения са недостатъчни, за да предизвикат структурно разрушаване (поддаване) на конструкцията, и следователно се измерват важни микроструктурни свойства.LVER), както се вижда от платото на кривите на модула на срязване. Тук стойностите на G´ и G" са постоянни, тъй като напрежението на срязване и деформацията на срязване са пропорционални; приложените деформации не водят до разрушаване на структурата на образеца. В този диапазон еластичната компонента е по-висока от вискозната, така че твърдоподобните свойства доминират над течноподобните свойства на смазката за избраните условия на измерване. Това поведение може да се изведе и от кривата на фазовия ъгъл, който е по-нисък от 45° (вж. описанието на фазовия ъгъл в зеленото поле).
От деформация от 0,1 % кривата на модула на еластичност (червено) започва да намалява. Този ефект е свързан с началото на разрушаването на свързаната (вътрешна) структура на образеца и показва края на Линейна вискоеластична област (LVER)При LVER приложените напрежения са недостатъчни, за да предизвикат структурно разрушаване (поддаване) на конструкцията, и следователно се измерват важни микроструктурни свойства.LVER (Linear Viscoelastic Region). Границата на този диапазон се определя като граница на провлачване или също така граница на линейност, при която могат да се определят деформацията на срязване (γY) и напрежението на срязване (σY) (вж. таблица 2).
По-нататъшното увеличаване на деформацията води до пресичане на G´ и G". Тази точка може да се определи като точка на течливост на смазката. Свързаните с това деформация на срязване и напрежение на срязване се наричат съответно γF и σF. Ако към материала се приложат деформации, по-високи от точката на течене, той ще започне да тече при избраните условия на измерване, т.е. при използваната честота.
Индексът на течливост се определя като σF/σγ. Тази стойност дава информация за крехкостта на смазката. В този случай той е много по-висок от 1, което показва, че смазката се характеризира с устойчиво поведение. В таблица 2 са обобщени всички стойности, определени с измерването на смазката.
Фазов ъгъл
Фазовият ъгъл е реална мярка за вискозните и еластичните свойства на даден материал. Той варира от 0° за напълно еластичен материал до 90° за напълно вискозен материал.
Таблица 2: Оценка на измерването
Точка на потока = точка на пресичане на кривата на G' и G" | Стойност на напрежението на срязване | σF | 597 Pa |
| Стойност на деформацията на срязване | γF | 17.8% | |
Точка на провлачване = границата на диапазона Линейна вискоеластична област (LVER)При LVER приложените напрежения са недостатъчни, за да предизвикат структурно разрушаване (поддаване) на конструкцията, и следователно се измерват важни микроструктурни свойства.LVER | Стойност на напрежението на срязване | σγ | 27.3 Pa |
| Стойност на деформацията при срязване | γγ | 0.06% | |
Индекс на прехода между границата на провлачване и течение | σF/σγ | 22 | |
Еластичен модул на срязване | G' | 4.37-104 Pa | |
Вискозен модул на срязване | G" | 6.73-103 Pa | |
Фазов ъгъл | δ | 8.76 |
Както е показано на фигура 2, софтуерът rSpace може да осигури автоматична оценка на необходимите стойности веднага след приключване на измерването.
На фигура 3 са показани кривите, получени в резултат на измерването на амплитудното измерване на напрежението (метод В, описан в DIN 51810-2).
Деформацията, предизвикана от приложеното напрежение на срязване, също може да бъде показана по оста x за по-добро сравнение на кривите (фигура 4). Това показва добрата повторяемост на измерванията.
Заключение
Изпитванията съгласно втората част на DIN51810 бяха проведени върху смазочна грес. Последващата оценка за определяне на добива и точката на течливост беше извършена автоматично от софтуера rSpace.