
24.01.2023 by Rüdiger Sehling
NETZSCH DMA 계산기의 새로운 가능성
벤딩 모드에서 입력한 샘플 지오메트리가 탄성 계수에 미치는 영향 정보-NETZSCH DMA 계산기의 새로운 가능성
동적 기계 분석(약어: DMA)은 온도, 시간 및 하중 주파수의 함수로서 재료의 탄성 및 점성 거동에 대한 정보를 제공하는 방법입니다.
굽힘 설정은 DMA 시스템에서 가장 일반적인 측정 유형입니다. 이 설정에서는 매우 단단하고 단단한 시료(예: 금속, 섬유 강화 및 고충전 열경화성 수지)는 물론 열가소성 플라스틱도 측정할 수 있습니다. 예를 들어 3점 굽힘 모드에서 시편은 클램핑 없이 자유 위치에서 오른쪽 및 왼쪽 지지대에 놓입니다. 푸시로드는 위에서부터 진동 하중을 가합니다. 이 설정은 결과적으로 모듈러스 값을 매우 정밀하게 측정할 수 있게 해줍니다.

일반적으로, 특히 얇은 시료의 경우 small 허용 오차라도 계수 값에 상당한 차이가 발생하므로 시료 형상을 정확하게 정의하는 것이 중요합니다. 굽힘 모드(3점 굽힘 및 이중 또는 단일 캔틸레버)에서는 입력된 샘플 두께가 계수 계산 시3의 거듭제곱에 포함됩니다. 즉, 신뢰할 수 있는 모듈러스 값을 측정하기 위해서는 평면 평행 표면이 매우 중요합니다. 그렇지 않은 경우, 시료 형상이 약간만 달라져도 계수의 차이가 발생합니다. 특히 얇은 시료 스트립의 경우 두께의 차이가 매우 자주 측정될 수 있습니다. 그림 2에서 PTFE 스트립의 예는 두께가 1.06mm에서 1.3mm까지 다양하다는 것을 보여줍니다.

그림 3에는 -70°C~100°C의 온도 범위에서 PFTE 스트립에 대한 DMA 측정 결과가 나와 있습니다. 서로 다른 샘플 형상의 영향을 보여주기 위해1차 테스트(검은색 곡선)에는 1.3mm의 샘플 두께를,2차 테스트에는 1.06mm의 두께 값을 입력했습니다. 두 측정값을 비교하면 온도 범위에 걸쳐 측정된 계수 값이 서로 크게 편차(약 84%, 예를 들어 -20°C에서 평가)가 있음을 알 수 있습니다.

DMA 계산기는 결과를 빠르게 보여줍니다
시편 두께의 이러한 영향은 DMA 계산기( NETZSCH 소프트웨어에 포함되어 있음)로도 쉽게 확인할 수 있습니다 Proteus® 소프트웨어에 포함되어 있음)를 사용하여 모듈러스, 변형 및 힘 값을 계산할 수 있습니다. 모듈러스 값을 계산하려면 일반적으로 동적 힘의 값과 동적 진폭을 알아야 합니다. 이 두 값으로부터 재료의 강성을 계산한 다음, 여기에 기하학적 계수를 곱하여 계수를 계산합니다. 동적 힘과 동적 진폭의 값은 다음 소프트웨어에서 쉽게 평가할 수 있습니다 Proteus® 소프트웨어에서 쉽게 평가할 수 있습니다. 그림 4에는 측정된 PTFE 시편에 대한 동적 힘 IFsI 및 동적 진폭 IAsI의 신호가 추가로 표시되어 있습니다. 두 측정값(검은색과 갈색)에서 동적 힘과 동적 진폭의 값이 거의 동일하다는 것을 알 수 있으며, 이는 NETZSCH DMA의 높은 재현성을 보여줍니다. 즉, 측정된 계수 값은 입력한 지오메트리에만 의존한다는 것을 의미합니다. 이제 동적 힘 IFsI 및 동적 진폭 IAsI에 대한 이러한 평가된 값을 DMA 계산기에 사용하여 입력된 샘플 지오메트리에서 약간 다른 값의 영향을 확인할 수 있습니다.

DMA 계산기 - 이 도구를 사용하여 입력한 다양한 샘플 두께가 계산된 계수에 미치는 영향을 확인하는 방법, PTFE의 예시를 통해 설명합니다:
지정된 샘플 두께: 1. 3mm

동일한 시편에서 시료 두께만 1. 3mm에서 1. 06mm로 변경하여 영향을 확인했습니다:

DMA 계산기 - 다양한 장점
DMA 계산기를 사용하면 시료 두께의 차이로 인해 모듈러스 값에 상당한 차이가 발생한다는 것을 금방 알 수 있습니다(여기서는 1493 MPa ~ 2754 MPa -> -20°C에서 약 84% 편차). 이 예는 시료 재료가 동일하더라도 측정된 시료 두께가 약간 다를 경우 측정된 탄성률 E'의 차이가 발생할 수 있음을 다시 한 번 보여줍니다. 이러한 영향을 추정하고 보여주기 위해 DMA 계산기를 사용하면 됩니다. 따라서 더 이상 이러한 영향을 입증하기 위해 여러 번의 DMA 측정을 수행할 필요가 없습니다. 예시에서 볼 수 있듯이 이제 각 개별 측정에 대해 계수 값의 허용 오차 범위를 쉽게 추정할 수 있습니다.
또 다른 장점은 DMA 계산기를 모든 DMA 측정 유형에 사용할 수 있다는 것입니다: 3점 굽힘, 단일/이중 캔틸레버, 인장, 압축, 관통 또는 전단 등 모든 DMA 측정 유형에 사용할 수 있습니다. 또한 이 DMA 계산기를 사용하면 적절한 측정 설정과 적합한 샘플 형상을 찾기 위해 주어진 재료에 대한 힘과 진폭을 미리 계산할 수도 있습니다.
DMA 계산기는 모든 관련 DMA 측정값을 빠르게 계산할 수 있는 유연하고 고유한 도구로, 결과를 더 잘 해석하고 각 재료에 가장 적합한 측정 설정을 찾는 데 도움이 됩니다.