11.02.2020 by Milena Riedl

DMA GABO를 사용하여 실제 작동 조건을 실험실로 옮기기 Eplexor®

독립 드라이브를 통한 DMA GABO Eplexor® 의 유연성 덕분에 실험실 환경의 실제 어플리케이션에서 매우 다양한 테스트 조건을 구현할 수 있습니다. 사비 알루이 박사가 각 어플리케이션의 부하 상황을 정확하게 시뮬레이션하기 위해 DMA GABO Eplexor® 를 사용하는 방법을 설명합니다.

, 응용 연구실, 사비 알루이 박사

테크니컬 엘라스토머란 무엇인가요?

테크니컬 엘라스토머는 뛰어난 탄성 거동이 특징입니다. 반복적으로 변형될 수 있으며 기계적 완화 후 거의 원래 길이로 돌아갈 수 있습니다. 유형에 따라 테크니컬 엘라스토머는 기계적 에너지를 효과적으로 저장하거나 방출, 즉 변형할 수 있습니다. 그렇기 때문에 타이어, 자동차 및 철도 차량의 진동 흡수 장치, 컨베이어 벨트, 씰, 호스 등 다양한 진동 제어 응용 분야에 사용됩니다.

점탄성 동작

테크니컬 엘라스토머는 정적 또는 동적 하중을 받거나 동시에 두 가지 하중을 동시에 받을 수 있습니다. 정적 하중의 경우, 하중은 시간이 지나도 일정하며 자체 무게에 비례하는 경우가 많습니다. 그러나 동적 하중은 시간의 함수이며 외부에서 부과되거나(수동) 드라이브에 의해 정의됩니다(능동). 동적 하중은 예를 들어 지진, 파도 또는 강풍과 같은 외부 영향으로 인해 발생합니다. 또한 주기적으로 움직이는 질량의 결과로 large 수많은 기술 시스템에서 발생합니다. 다양한 온도와 주파수에서 엘라스토머 복합재의 점탄성 특성은 동역학 분석(DMA)을 통해 결정됩니다. DMA 시스템은 품질 관리, 재료는 물론 제품 출시 및 재료 개발을 위해 설계되었습니다. 정적-동적 하중의 경우, 먼저 정적 하중을 설정한 다음 각 정적 하중에 대해 동적 하중을 변경합니다. 따라서 샘플은 일정한 주파수와 일정한 진폭의 정현파적으로 변화하는 기계적 하중을 받게 됩니다.

DMA 가보 Eplexor® - 2개의 독립 드라이브

DMA GABO Eplexor® 시스템의 주요 특징은 정적 및 동적 하중을 독립적으로 생성/설정할 수 있다는 것입니다. 정적 프리로드는 서보 모터에 의해 생성되고 힘 변환기와 샘플 홀더를 통해 시료에 도입됩니다. 동적 하중은 전기 역학 오실레이터에 의해 생성되며 역시 시료로 전달됩니다. 두 개의 독립적인 드라이브를 사용하면 기술적인 노력이 더 많이 필요하지만 사용 유연성이 훨씬 더 높아집니다.

정적 및 동적 부하

전단 실험과 달리 인장, 압축 및 굽힘 하중 테스트에서는 정적 사전 하중이 동적 하중보다 높아야 합니다. 이러한 제한은 동적 하중 진폭이 정적 하중 성분을 초과하는 경우 인장 샘플이 교번 인장 하중 하에서 좌굴할 수 있기 때문입니다. 교대 압력 하중은 시료와 시료 홀더 사이의 접촉이 일시적으로 끊어지는 결과를 초래합니다. 이 경우 아티팩트 없이 정확한 테스트가 불가능합니다.

"교대 부하 허용"

고무 컨베이어 벨트, 구동 벨트 또는 고무-금속 베어링과 같은 일부 응용 분야의 경우 다른 기술적 조치로 좌굴 또는 들뜸이 방지되는 경우 정적 예압이 실제 동적 하중보다 높아야 한다는 위의 규칙에서 실제로 편차가 발생할 수 있습니다. 필요한 경우 '교대 하중 허용' 매개변수를 사용하면 동적 진폭이 정적 하중보다 작아야 한다는 제한이 제거됩니다. 따라서 이 모드에서는 각 애플리케이션의 부하 상황을 정확하게 시뮬레이션할 수도 있습니다(그림 1 참조). 이러한 하중 조건에서는 일반적으로 길고 얇은 시편처럼 "부풀어 오르는" 경향이 없으므로 짧고 두꺼운 시편을 사용하는 것이 좋습니다.

그림 1: '교대 하중 허용' 기능을 사용하여 정적 및 동적 하중을 독립적으로 조정합니다. 정적 변형이 0%인 경우 동적 변형은 0.05%에서 10%까지 증가할 수 있습니다

카본 블랙으로 채워진 SBR 가황물의 페인 효과

그림 2는 카본 블랙으로 채워진 SBR 샘플에 대한 인장 응력 하에서의 동적 부하 스윕의 예를 보여줍니다. 측정은 실온과 10Hz의 주파수에서 수행되었습니다. 첫 번째 테스트에서는 동적 변형 진폭을 0.05%에서 10%까지 단계적으로 증가시켰고(파란색 곡선), 두 번째 테스트에서는 반대로 수행하여 동적 진폭을 10%에서 초기 진폭인 0.05%까지 단계적으로 감소시켰습니다(빨간색 곡선). 여기에는 정적 사전 변형이 적용되지 않았습니다. 탄성 계수 |E*|는 변형 진폭이 증가함에 따라 감소합니다(그림 2, 파란색 곡선). 충전된 엘라스토머의 변형 진폭에 대한 저장 탄성률의 의존성을 페인 효과라고도 합니다.

그림 2: 실온에서 70phr N 234, 주파수 10Hz의 SBR에 대한 변형 진폭의 탄성 계수의 의존성. 정적 변형은 0%인 반면 동적 변형은 0.05%에서 10%로 증가합니다

멀린스 효과

변형 진폭이 감소하면(그림 2, 빨간색 곡선) |E*|는 증가하지만 "버진" 곡선(파란색 곡선)의 기울기에는 도달하지 못합니다. 이러한 장력 연화 효과를 멀린스 효과라고 합니다. 하중을 받는 동안 폴리머 매트릭스, 가교 구조 및 필러 네트워크의 가역적 및 비가역적 변화가 이 동작의 원인입니다. 일부 원인으로는 필러 표면에서 흡착된 사슬 단면이 탈착되거나 가교점이 끊어지거나 기계적 응력의 영향을 받아 필러 응집체가 붕괴되는 것 등이 있습니다.

요약

위의 동적 변형 변화의 예에서 볼 수 있듯이 독립 드라이브를 통한 DMA GABO Eplexor® 의 유연성으로 실험실 환경의 실제 적용에서 매우 다양한 테스트 조건을 구현할 수 있습니다. 여기에서 DMA GABO Eplexor® 에 대해 자세히 알아보세요 !