24.01.2023 by Rüdiger Sehling
Νέες δυνατότητες με τον υπολογιστή NETZSCH DMA Calculator
Σχετικά με την επίδραση της γεωμετρίας του εισαγόμενου δείγματος στο μέτρο ελαστικότητας σε κατάσταση κάμψης-Νέες δυνατότητες με τον υπολογιστή NETZSCH DMA Calculator
Η δυναμική μηχανική ανάλυση (συντομογραφία: DMA) είναι μια μέθοδος που παρέχει πληροφορίες σχετικά με την ελαστική και ιξώδη συμπεριφορά ενός υλικού ως συνάρτηση της θερμοκρασίας, του χρόνου και της συχνότητας φόρτισης.
Η διάταξη κάμψης είναι ο συνηθέστερος τύπος μέτρησης για τα συστήματα DMA. Σε αυτή τη διάταξη μπορούν να μετρηθούν πολύ δύσκαμπτα και σκληρά δείγματα (π.χ. μέταλλα, ινοπλισμένα και θερμοσκληρυνόμενα με υψηλή περιεκτικότητα σε πλήρωση) καθώς και θερμοπλαστικά. Για παράδειγμα, στη λειτουργία κάμψης 3 σημείων, ένα δοκίμιο τοποθετείται στη δεξιά και αριστερή στήριξη σε ελεύθερη θέση χωρίς σύσφιξη. Η ωστική ράβδος εφαρμόζει το ταλαντευόμενο φορτίο από πάνω. Αυτή η διάταξη επιτρέπει συνεπώς τη μέτρηση των τιμών του μέτρου ελαστικότητας με μεγάλη ακρίβεια.
Γενικά, είναι σημαντικό να έχουμε επακριβώς καθορισμένες γεωμετρίες δοκιμίων, διότι ακόμη και οι ανοχές small δημιουργούν σημαντικές διαφορές στις τιμές του μέτρου ελαστικότητας, ιδίως για λεπτά δείγματα. Σε λειτουργία κάμψης (κάμψη 3 σημείων και διπλός ή μονός προβόλος), το εισαγόμενο πάχος του δείγματος περιλαμβάνεται στην3η δύναμη στον υπολογισμό του μέτρου ελαστικότητας. Αυτό σημαίνει ότι οι επίπεδες παράλληλες επιφάνειες είναι πολύ σημαντικές για τη μέτρηση αξιόπιστων τιμών μέτρου. Εάν αυτό δεν συμβαίνει, οι διαφορές στο μέτρο ελαστικότητας προκύπτουν από ελαφρώς διαφορετικές μόνο γεωμετρίες δοκιμίων. Ειδικά για λεπτές λωρίδες δειγμάτων, οι διαφορές στο πάχος μπορούν πολύ συχνά να μετρηθούν. Στο σχήμα 2, το παράδειγμα μιας λωρίδας PTFE δείχνει ότι το πάχος ποικίλλει από 1,06 mm έως 1,3 mm.
Στο σχήμα 3, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των μετρήσεων DMA για την ταινία PFTE σε εύρος θερμοκρασιών από -70°C έως 100°C. Προκειμένου να καταδειχθεί η επίδραση των διαφορετικών γεωμετριών του δείγματος, για την1η δοκιμή (μαύρη καμπύλη), εισήχθη πάχος δείγματος 1,3 mm και για τη2η δοκιμή, τιμή πάχους 1,06 mm. Κατά τη σύγκριση των δύο μετρήσεων, διαπιστώνεται ότι οι μετρούμενες τιμές του μέτρου ελαστικότητας αποκλίνουν σημαντικά μεταξύ τους σε όλο το εύρος θερμοκρασιών (κατά περίπου 84%, που αξιολογήθηκε για παράδειγμα στους -20°C).
Ο υπολογιστής DMA εμφανίζει γρήγορα τα αποτελέσματα
Αυτή η επιρροή του πάχους του δείγματος μπορεί επίσης εύκολα να αποδειχθεί με τον υπολογιστή DMA (περιλαμβάνεται στη διεύθυνση NETZSCH ) Proteus® λογισμικό), με τον οποίο μπορούν να υπολογιστούν οι τιμές του μέτρου ελαστικότητας, της παραμόρφωσης και της δύναμης. Για τον υπολογισμό των τιμών του μέτρου ελαστικότητας είναι γενικά απαραίτητο να γνωρίζουμε την τιμή της δυναμικής δύναμης και επίσης του δυναμικού πλάτους. Από αυτές τις δύο τιμές υπολογίζεται η δυσκαμψία ενός υλικού, η οποία στη συνέχεια πολλαπλασιάζεται με έναν γεωμετρικό συντελεστή για τον υπολογισμό του μέτρου ελαστικότητας. Οι τιμές της δυναμικής δύναμης και του δυναμικού πλάτους μπορούν εύκολα να εκτιμηθούν στο Proteus® λογισμικό. Στο σχήμα 4 παρουσιάζονται επιπλέον τα σήματα της δυναμικής δύναμης IFsI και του δυναμικού πλάτους IAsI για το δείγμα PTFE που μετρήθηκε. Φαίνεται ότι οι τιμές για τη δυναμική δύναμη και το δυναμικό πλάτος είναι σχεδόν ίδιες για τις δύο μετρήσεις (μαύρο και καφέ), γεγονός που αποδεικνύει επίσης την υψηλή αναπαραγωγιμότητα του NETZSCH DMA. Αυτό σημαίνει ότι η μετρούμενη τιμή του μέτρου ελαστικότητας εξαρτάται μόνο από την εισαγόμενη γεωμετρία. Αυτές οι εκτιμώμενες τιμές για τη δυναμική δύναμη IFsI και το δυναμικό πλάτος IAsI μπορούν τώρα να χρησιμοποιηθούν για τον υπολογιστή DMA για να ελεγχθεί η επίδραση ελαφρώς διαφορετικών τιμών στις εισαγόμενες γεωμετρίες δειγμάτων.
Αριθμομηχανή DMA - Πώς να χρησιμοποιήσετε αυτό το εργαλείο για να ελέγξετε την επίδραση των διαφορετικών εισαγόμενων παχών του δείγματος στο υπολογισμένο μέτρο ελαστικότητας, με το παράδειγμα του PTFE:
Καθορισμένο πάχος δείγματος: 1,3 mm
Στο ίδιο δοκίμιο, μόνο το πάχος του δείγματος άλλαξε από 1,3 mm σε 1,06 mm για να διαπιστωθεί η επίδραση:
Υπολογιστής DMA - Lots των πλεονεκτημάτων
Με τη βοήθεια του υπολογιστή DMA μπορεί να αποδειχθεί γρήγορα ότι οι διαφορές στο πάχος του δείγματος δημιουργούν σημαντικές διαφορές στην τιμή του μέτρου ελαστικότητας (εδώ 1493 MPa έως 2754 MPa -> περίπου 84% απόκλιση στους -20°C). Αυτό το παράδειγμα δείχνει και πάλι ότι οι διαφορές στο μετρούμενο μέτρο ελαστικότητας E' μπορούν να προκύψουν από ελαφρώς διαφορετικά προσδιορισμένα πάχη δειγμάτων, παρόλο που το υλικό του δείγματος είναι πανομοιότυπο. Για να εκτιμήσει και να δείξει κανείς αυτή την επιρροή, μπορεί απλώς να χρησιμοποιήσει τον υπολογιστή DMA. Έτσι, δεν είναι πλέον απαραίτητο να εκτελούνται πολλαπλές μετρήσεις DMA για να αποδειχθεί αυτή η επιρροή. Όπως φαίνεται στο παράδειγμα, το εύρος ανοχής της τιμής του μέτρου ελαστικότητας μπορεί τώρα εύκολα να εκτιμηθεί για κάθε μεμονωμένη μέτρηση.
Ένα ακόμη πλεονέκτημα είναι ότι ο υπολογιστής DMA μπορεί να χρησιμοποιηθεί για οποιονδήποτε τύπο μέτρησης DMA: κάμψη 3 σημείων, μονό/διπλό ακρόβαθρο, εφελκυσμό, συμπίεση, διείσδυση ή διάτμηση. Επιπλέον, με αυτόν τον υπολογιστή DMA, είναι επίσης δυνατό να υπολογιστούν εκ των προτέρων δυνάμεις και πλάτη για ένα δεδομένο υλικό, προκειμένου να βρεθεί μια κατάλληλη διάταξη μέτρησης καθώς και κατάλληλες γεωμετρίες δειγμάτων.
Η αριθμομηχανή DMA είναι ένα ευέλικτο και μοναδικό εργαλείο για τον γρήγορο υπολογισμό όλων των σχετικών τιμών μέτρησης DMA, που χρησιμεύει τόσο για την καλύτερη ερμηνεία των αποτελεσμάτων όσο και για την εύρεση της καλύτερης διάταξης μέτρησης για το εκάστοτε υλικό.
Μάθετε περισσότερα για τα βασικά στοιχεία και τους τομείς εφαρμογής της Δυναμικής-Μηχανικής Ανάλυσης:
14 Φεβρουαρίου!
Το διαδικτυακό σεμινάριο αποτελεί μια εισαγωγή στη μέθοδο DMA και απευθύνεται κυρίως σε αρχάριους. Περιεχόμενο αυτού του webinar είναι η επεξήγηση της συμπεριφοράς των ιξωδοελαστικών υλικών, τα βασικά στοιχεία της τεχνικής μέτρησης DMA της DMA μαζί με selected ιδιότητες υλικών με βάση παραδείγματα εφαρμογών.
