Introduktion
Mekaniske VibrationerEn mekanisk svingningsproces kaldes vibration. Vibrationer er et mekanisk fænomen, hvor der opstår svingninger omkring et ligevægtspunkt. I mange tilfælde er vibrationer uønskede, da de spilder energi og skaber uønsket lyd. For eksempel er vibrationsbevægelserne i motorer, elektriske motorer eller andre mekaniske enheder i drift typisk uønskede. Sådanne vibrationer kan være forårsaget af ubalancer i de roterende dele, ujævn friktion eller indgreb i tandhjul. Omhyggeligt design minimerer normalt uønskede vibrationer.vibrationer opstår naturligt ved f.eks. jordskælv og forekommer i næsten alle tekniske systemer og bilsystemer. De påvirker i høj grad tekniske konstruktioners overlevelsesevne, kan beskadige maskiner i nærheden og ledsages ofte af forstyrrende støj. For at undgå disse forstyrrelser bruges gummimetal-buffere til at afkoble hovedstrukturen fra jorden.
I virkelige anvendelser udsættes tekniske elastomerprodukter generelt for både: statiske og dynamiske mekaniske belastninger. Afhængigt af anvendelsen kan den statiske og dynamiske StammeForvrængning beskriver en deformation af et materiale, som belastes mekanisk af en ydre kraft eller spænding. Gummiblandinger har krybeegenskaber, hvis de udsættes for en statisk belastning.belastning variere over et bredt område. Den statiske StammeForvrængning beskriver en deformation af et materiale, som belastes mekanisk af en ydre kraft eller spænding. Gummiblandinger har krybeegenskaber, hvis de udsættes for en statisk belastning.belastning er ofte relateret til produktets egenvægt og kan ændre sig med tiden (f.eks. personbil med 1 til 4 passagerer, brændstoftank: tom eller fuld). VibrationerEn mekanisk svingningsproces kaldes vibration. Vibrationer er et mekanisk fænomen, hvor der opstår svingninger omkring et ligevægtspunkt. I mange tilfælde er vibrationer uønskede, da de spilder energi og skaber uønsket lyd. For eksempel er vibrationsbevægelserne i motorer, elektriske motorer eller andre mekaniske enheder i drift typisk uønskede. Sådanne vibrationer kan være forårsaget af ubalancer i de roterende dele, ujævn friktion eller indgreb i tandhjul. Omhyggeligt design minimerer normalt uønskede vibrationer.Vibrationer på grund af køretøjets kørende motor og køreprocesser overlejrer en svingende dynamisk mekanisk StammeForvrængning beskriver en deformation af et materiale, som belastes mekanisk af en ydre kraft eller spænding. Gummiblandinger har krybeegenskaber, hvis de udsættes for en statisk belastning.belastning. Alle statiske belastningstilstande som kompression, træk og forskydning kan finde sted.
Det er nemt at overføre sådanne virkelige driftsforhold fra praksis til laboratoriet med High-Force DMA GABO Eplexor® -systemet. For nogle anvendelser, som f.eks. gummitransportbånd, drivremme eller gummimetalbuffere, er normal brug imidlertid kendetegnet ved en statisk forbelastning, der er mindre end den faktiske dynamiske StammeForvrængning beskriver en deformation af et materiale, som belastes mekanisk af en ydre kraft eller spænding. Gummiblandinger har krybeegenskaber, hvis de udsættes for en statisk belastning.belastning. Sådanne belastningsprofiler skaber komplikationer for analysen af de mekaniske egenskaber af den undersøgte komponent, fordi der opstår et midlertidigt tab af kontakt mellem prøven og prøveholderen i kompressionstilstand. Korrekt testning uden artefakter er normalt ikke umiddelbart mulig i dette tilfælde.
Takket være egnede prøveholdere kan High-Force DMA GABO Eplexor® overvinde denne tekniske begrænsning. Lad os demonstrere dette med en virkelig applikation.
Gummi/metal-buffere bruges til at isolere stød og VibrationerEn mekanisk svingningsproces kaldes vibration. Vibrationer er et mekanisk fænomen, hvor der opstår svingninger omkring et ligevægtspunkt. I mange tilfælde er vibrationer uønskede, da de spilder energi og skaber uønsket lyd. For eksempel er vibrationsbevægelserne i motorer, elektriske motorer eller andre mekaniske enheder i drift typisk uønskede. Sådanne vibrationer kan være forårsaget af ubalancer i de roterende dele, ujævn friktion eller indgreb i tandhjul. Omhyggeligt design minimerer normalt uønskede vibrationer.vibrationer. De er lavet af forskellige gummimaterialer og fås i mange former og størrelser. Figur 1 viser to forskellige cylindriske gummimetal-buffertyper. En gummimetal-buffer med to bolte er 25 mm lang og har en diameter på 20 mm. En gummimetal-buffer med en bolt og et gevindhul er 40 mm lang og har en diameter på 40 mm.
Egnede prøveholdere med forlængerstykker bruges til at montere gummimetalbufferen på High-Force DMA GABO Eplexor®. Figur 2 viser en monteret cylindrisk gummimetal-buffer med en studsbolt og et gevindhul på High-Force DMA GABO Eplexor®.
Time sweep blev udført ved stuetemperatur og en frekvens på 10 Hz. Den statiske StammeForvrængning beskriver en deformation af et materiale, som belastes mekanisk af en ydre kraft eller spænding. Gummiblandinger har krybeegenskaber, hvis de udsættes for en statisk belastning.belastning blev øget i tidsintervaller på 120 sekunder i forskellige trin fra 0 N til 140 N og derefter reduceret til 7 N. Den dynamiske belastning blev holdt konstant under hele målingen på 200 N. Figur 3 viser den tidsmæssige profil for de statiske og dynamiske belastninger under målingen, henholdsvis Fstat og Fdyn.
De eksisterende mekaniske belastninger i gummimetalbufferen kan udledes ved at tage højde for de geometriske faktorer. Figur 4 viser den statiske belastning εstat i blåt og den dynamiske belastning εdyn i rødt.
Man kan se, at den statiske belastning forbliver mindre end den dynamiske belastning under næsten hele målingen. Brugen af egnede prøveholdere forhindrer et midlertidigt tab af kontakt mellem prøven og prøveholderen. Derfor gør denne måleopsætning det muligt at overføre de reelle driftsforhold for gummimetalbufferen fra praksis til laboratoriet på en pålidelig måde. Det er nu muligt at drage pålidelige konklusioner (uden artefakter) om den reelle mekaniske opførsel af gummi-metal-bufferen under anvendelse.
Figur 5 viser den tidsmæssige profil af elasticitetsmodulet |E*| og tabsfaktoren tanδ for gummimetalbufferen ved stuetemperatur og en frekvens på 10 Hz. Elasticitetsmodulet |E*| falder over tid. Som en funktion af måletiden for den dynamiske spænding opstår der en tidsafhængig deformation ε(t) af gummimetalbufferen. Denne opførsel minder om krybetest. Krybning er forbundet med en stigning i deformation under en konstant belastning (se figur 4). Da den dynamiske belastning er konstant over tid, må elasticitetsmodulet |E*| falde i henhold til Hookes lov. De forskellige vægte, der simuleres gennem forskellige statiske belastninger, påvirker næppe elasticitetsmodulet |E*|, fordi de er mindre end den dynamiske belastning.
Tabsfaktoren tanδ falder over tid, fordi den indre friktion reduceres. Prøven slapper af.
Konklusion
Det blev vist, at reelle belastningssituationer for applikationer som gummimetalbuffere - hvor normal brug er kendetegnet ved en statisk forbelastning, der er mindre end den faktiske dynamiske belastning - nemt kan testes ved hjælp af High-Force DMA GABO Eplexor®. High-Force DMA GABO Eplexor® giver resultater, der er nøjagtige og fri for artefakter på grund af dens alsidighed og de anvendte prøveholderes egnethed.
High-Force DMA GABO Eplexor® har den unikke fordel, at den ikke kun tester enkle og basale materialer korrekt, men også færdige produkter under drift.