24.01.2023 by Rüdiger Sehling
Нови възможности с калкулатора NETZSCH DMA
За влиянието на геометрията на влезлия образец върху модула на еластичност в режим на огъване-Нови възможности с калкулатора NETZSCH DMA
Динамичният механичен анализ (съкратено: ДМА) е метод, който предоставя информация за еластичното и вискозното поведение на даден материал като функция на температурата, времето и честотата на натоварване.
Настройката за огъване е най-разпространеният тип измерване за системите за DMA. При тази настройка могат да се измерват много твърди и твърди образци (напр. метали, подсилени с влакна и силно напълнени термореактивни материали), както и термопластични материали. Например в режим на 3-точково огъване образецът се поставя върху дясната и лявата опора в свободно положение без притискане. Плъзгащият прът прилага осцилиращото натоварване отгоре. Тази конфигурация позволява много точно измерване на стойностите на модула.
По принцип е важно да има точно определена геометрия на образците, тъй като дори small толерансите водят до значителни разлики в стойностите на модула, особено при тънки образци. В режим на огъване (3-точково огъване и двойна или единична конзола) въведената дебелина на образеца се включва дотретата степен при изчисляването на модула. Това означава, че равнинно-паралелните повърхности са много важни за измерването на надеждни стойности на модула. Ако случаят не е такъв, разликите в модула се дължат само на малко по-различни геометрии на образците. Особено при тънките ленти с образци много често могат да се измерят разлики в дебелината. На фигура 2 примерът с лента от PTFE показва, че дебелината варира от 1,06 mm до 1,3 mm.
На фигура 3 са показани резултатите от измерванията на DMA за лентата PFTE в температурен диапазон от -70°C до 100°C. За да се демонстрира влиянието на различните геометрии на образеца, запървото изпитване (черната крива) е въведена дебелина на образеца от 1,3 mm, а завторото изпитване - стойност на дебелината от 1,06 mm. При сравняване на двете измервания се вижда, че измерените стойности на модула се отклоняват значително една от друга в целия температурен диапазон (с около 84 %, оценени например при -20 °C).
Калкулаторът DMA показва бързо резултатите
Това влияние на дебелината на образеца може лесно да се демонстрира и с помощта на DMA калкулатора (включен в NETZSCH Proteus® ), с който могат да се изчислят стойностите на модула, деформацията и силата. За изчисляване на стойностите на модула обикновено е необходимо да се знае стойността на динамичната сила, както и на динамичната амплитуда. От тези две стойности се изчислява коравината на материала; след това тя се умножава по геометричен коефициент, за да се изчисли модулът. Стойностите на динамичната сила и динамичната амплитуда могат лесно да бъдат оценени в Proteus® софтуер. На фигура 4 допълнително са показани сигналите на динамичната сила IFsI и динамичната амплитуда IAsI за измерения образец от PTFE. Вижда се, че стойностите на динамичната сила и динамичната амплитуда са почти идентични за двете измервания (черно и кафяво), което също доказва високата възпроизводимост на NETZSCH DMA. Това означава, че измерената стойност на модула зависи само от въведената геометрия. Тези оценени стойности за динамичната сила IFsI и динамичната амплитуда IAsI сега могат да се използват за калкулатора на DMA, за да се провери влиянието на малко по-различни стойности във въведените геометрии на пробите.
DMA калкулатор - Как да използвате този инструмент, за да проверите влиянието на различни въведени дебелини на пробата върху изчисления модул, демонстрирано с примера на PTFE:
Определена дебелина на пробата: 1,3 mm
При същия образец дебелината на образеца беше променена от 1,3 mm на 1,06 mm , за да се види влиянието:
DMA калкулатор - много предимства
С помощта на DMA калкулатора може бързо да се илюстрира, че разликите в дебелината на пробата водят до значителни разлики в стойността на модула (тук 1493 MPa до 2754 MPa -> приблизително 84% отклонение при -20°C). Този пример отново показва, че разликите в измерената стойност на модула E' могат да се получат в резултат на малко по-различни определени дебелини на пробите, въпреки че материалът на пробата е идентичен. За да се оцени и покаже това влияние, може просто да се използва DMA калкулаторът. По този начин вече не е необходимо да се извършват множество измервания на DMA, за да се демонстрира това влияние. Както е показано в примера, диапазонът на допустимите отклонения на стойността на модула вече може лесно да се оцени за всяко отделно измерване.
Допълнително предимство е, че DMA калкулаторът може да се използва за всеки тип DMA измерване: 3-точково огъване, единична/двойна конзола, опън, натиск, проникване или срязване. Освен това с този DMA калкулатор е възможно предварително да се изчислят силите и амплитудите за даден материал, за да се намери подходяща измервателна уредба, както и подходящи геометрии на образците.
DMA калкулаторът е гъвкав и уникален инструмент за бързо изчисляване на всички съответни стойности на измерванията на DMA, който служи както за по-добро тълкуване на резултатите, така и за намиране на най-добрата настройка на измерването за съответния материал.
