24.01.2023 by Rüdiger Sehling
Nuove possibilità con la calcolatrice DMA NETZSCH
Sull'influenza della geometria del campione inserito sul modulo di elasticità in modalità di flessione-Nuove possibilità con il calcolatore DMA NETZSCH
L'analisi meccanica dinamica (abbreviata in DMA) è un metodo che fornisce informazioni sul comportamento elastico e viscoso di un materiale in funzione della temperatura, del tempo e della frequenza di carico.
La configurazione a flessione è il tipo di misura più comune per i sistemi DMA. In questa configurazione è possibile misurare campioni molto rigidi e duri (ad esempio, metalli, termoindurenti rinforzati con fibre e altamente caricati) e termoplastici. Ad esempio, nella modalità di flessione a 3 punti, un provino viene posizionato sul supporto destro e sinistro in una posizione libera, senza bloccaggio. L'asta di spinta applica il carico oscillante dall'alto. Questa configurazione consente di misurare con estrema precisione i valori del modulo.
In generale, è importante che le geometrie dei campioni siano esattamente definite, poiché anche le tolleranze di small generano differenze significative nei valori del modulo, soprattutto per i campioni sottili. In modalità di flessione (flessione a 3 punti e cantilever doppio o singolo), lo spessore del campione inserito è incluso allaterza potenza nel calcolo del modulo. Ciò significa che le superfici piane e parallele sono molto importanti per misurare valori di modulo affidabili. In caso contrario, le differenze nel modulo derivano da geometrie del campione leggermente diverse. Soprattutto nel caso di strisce di campioni sottili, molto spesso si possono misurare differenze di spessore. Nella figura 2, l'esempio di una striscia di PTFE dimostra che lo spessore varia da 1,06 mm a 1,3 mm.
Nella figura 3 sono riportati i risultati delle misure DMA per la striscia PFTE in un intervallo di temperatura compreso tra -70°C e 100°C. Per dimostrare l'influenza delle diverse geometrie del campione, per laprima prova (curva nera) è stato inserito uno spessore di 1,3 mm e per laseconda prova uno spessore di 1,06 mm. Confrontando le due misure, si nota che i valori di modulo misurati si discostano notevolmente l'uno dall'altro in tutto l'intervallo di temperatura (circa l'84%, valutato ad esempio a -20°C).
Il calcolatore DMA mostra rapidamente i risultati
L'influenza dello spessore del provino può essere facilmente dimostrata anche con il calcolatore DMA (incluso nel software NETZSCH ), con il quale è possibile calcolare i valori di modulo, deformazione e forza Proteus® ), con il quale è possibile calcolare i valori di modulo, deformazione e forza. Per il calcolo dei valori del modulo, è generalmente necessario conoscere il valore della forza dinamica e dell'ampiezza dinamica. Da questi due valori si calcola la rigidità di un materiale, che viene poi moltiplicata per un fattore geometrico per calcolare il modulo. I valori della forza dinamica e dell'ampiezza dinamica possono essere facilmente valutati nel software Proteus® software. Nella figura 4 sono mostrati i segnali della forza dinamica IFsI e dell'ampiezza dinamica IAsI per il campione di PTFE misurato. Si può notare che i valori della forza dinamica e dell'ampiezza dinamica sono quasi identici per le due misurazioni (nero e marrone), il che dimostra anche l'elevata riproducibilità del DMA NETZSCH. Ciò significa che il valore del modulo misurato dipende solo dalla geometria inserita. Questi valori valutati per la forza dinamica IFsI e l'ampiezza dinamica IAsI possono ora essere utilizzati per il calcolatore DMA per verificare l'influenza di valori leggermente diversi nelle geometrie dei campioni inseriti.
Calcolatore DMA - Come utilizzare questo strumento per verificare l'influenza dei diversi spessori dei campioni inseriti sul modulo calcolato, con l'esempio del PTFE:
Spessore del campione specificato: 1,3 mm
Sullo stesso provino, solo lo spessore del campione è stato modificato da 1,3 mm a 1,06 mm per vedere l'influenza:
Calcolatore DMA - Lots di vantaggi
Con il calcolatore DMA si può rapidamente dimostrare che le differenze di spessore del campione generano differenze significative nel valore del modulo (qui da 1493 MPa a 2754 MPa -> circa 84% di deviazione a -20°C). Questo esempio dimostra ancora una volta che le differenze nel modulo misurato E' possono derivare da spessori del campione determinati leggermente diversi, anche se il materiale del campione è identico. Per stimare e mostrare questa influenza, è sufficiente utilizzare il calcolatore DMA. Non è quindi più necessario eseguire più misure DMA per dimostrare questa influenza. Come mostrato nell'esempio, l'intervallo di tolleranza del valore del modulo può ora essere facilmente stimato per ogni singola misurazione.
Un ulteriore vantaggio è che il calcolatore DMA può essere utilizzato per qualsiasi tipo di misura DMA: flessione a 3 punti, cantilever singolo/doppio, tensione, compressione, penetrazione o taglio. Inoltre, con questo calcolatore DMA è possibile calcolare in anticipo le forze e le ampiezze per un determinato materiale, al fine di trovare una configurazione di misura adeguata e le geometrie dei campioni più adatte.
Il calcolatore DMA è uno strumento flessibile e unico per il calcolo rapido di tutti i valori di misura DMA rilevanti, che serve sia per una migliore interpretazione dei risultati sia per trovare la migliore configurazione di misura per il rispettivo materiale.
