Introducere
Proprietățile reologice ale materialelor ajută la înțelegerea și anticiparea comportamentului acestora în timpul prelucrării. De exemplu, acestea joacă un rol în capacitatea de lubrifiere, pompabilitate și punctul de curgere (randament/cădere) al unsorilor lubrifiante.
Măsurarea vâscozității de forfecare a unei unsori lubrifiante în conformitate cu standardul DIN 51810-1 este descrisă în AN 222 [1]. În cele ce urmează, punctele de curgere și de curgere ale acestui material sunt determinate cu Kinexus pro+ folosind condițiile de măsurare stipulate în DIN 51810-2.
Condiții de măsurare
Tabelul 1 rezumă parametrii de testare specificați în acest standard [2]. Sunt descrise două metode diferite: Variația amplitudinii poate fi controlată prin deformare sau tensiune, corespunzând metodelor A și, respectiv, B. În această lucrare, sunt utilizate ambele metode.
Tabelul 1: Condiții de măsurare
| Tip de măsurare | Oscilație | |
| Geometrie | PP25 (sistem de plăci paralele, diametru: 25 mm) | |
| Temperatură | 25°C (±0,1°C) | |
| Spațiu de tăiere | 1.025 mm | |
| Spațiu de măsurare | 1 mm | |
| Frecvența | 1.59 Hz (corespunde unei frecvențe unghiulare ω = 10 rad/s) | |
| Metoda A: Amplitudinea deformării | 0.01 până la 100 | |
| Metoda B: Amplitudinea câmpului de tensiune | de la 0 la 1.000 Pa | |
Rezultatele măsurătorilor
Figura 1 prezintă curbele modulului de forfecare elastic și vâscos G´ și G", împreună cu curba unghiului de fază în timpul scanării amplitudinii deformării. La deformări mici, grăsimea se află în domeniul vâscoelastic liniar (Regiunea vâscoelastică liniară (LVER)În LVER, tensiunile aplicate sunt insuficiente pentru a provoca ruperea structurală (cedare) a structurii și, prin urmare, se măsoară proprietăți micro-structurale importante.LVER), așa cum reiese din platoul curbelor modulului de forfecare. Aici, valorile pentru G´ și G" sunt constante, deoarece tensiunea de forfecare și deformația de forfecare sunt proporționale; deformațiile aplicate nu conduc la o ruptură a structurii probei. În acest interval, componenta elastică este mai mare decât cea vâscoasă, astfel încât proprietățile de tip solid domină asupra proprietăților de tip lichid ale unsorii pentru condițiile de măsurare selectate. Acest comportament poate fi dedus și din curba unghiului de fază care este mai mică de 45° (a se vedea descrierea unghiului de fază în caseta verde).
De la o deformare de 0,1%, curba modulului elastic (roșu) începe să scadă. Acest efect este legat de începutul ruperii structurii asociate (interne) a probei și indică sfârșitul Regiunea vâscoelastică liniară (LVER)În LVER, tensiunile aplicate sunt insuficiente pentru a provoca ruperea structurală (cedare) a structurii și, prin urmare, se măsoară proprietăți micro-structurale importante.LVER (Linear Viscoelastic Region). Limita acestui interval este definită drept punctul de curgere sau, de asemenea, limita de linearitate la care se pot determina deformația de forfecare (γY) și tensiunea de forfecare (σY) (a se vedea tabelul 2).
O creștere suplimentară a deformației conduce la o intersecție a G´ și G". Acest punct poate fi definit ca punctul de curgere al unsorii. Deformația de forfecare și tensiunea de forfecare aferente sunt denumite γF și, respectiv, σF. Dacă materialului i se aplică tensiuni mai mari decât punctul de curgere, atunci acesta va începe să curgă pentru condițiile de măsurare selectate, adică pentru frecvența utilizată.
Indicele de curgere este definit ca σF/σγ. Această valoare oferă informații despre fragilitatea unsorii. În acest caz, este mult mai mare decât 1, ceea ce arată că unsoarea prezintă un comportament rezistent. Tabelul 2 rezumă toate valorile determinate cu ajutorul măsurătorilor pe unsoare.
Unghiul de fază
Unghiul de fază este o măsură reală a proprietăților vâscoase și elastice ale unui material. Acesta variază de la 0° pentru un material complet elastic la 90° pentru un material complet vâscos.
Tabelul 2: Evaluarea măsurării
Punct de curgere = punctul de intersecție al curbei G' și G" | Valoarea tensiunii de forfecare | σF | 597 Pa |
| Valoarea deformației de forfecare | γF | 17.8% | |
Punctul de cedare = limita intervalului Regiunea vâscoelastică liniară (LVER)În LVER, tensiunile aplicate sunt insuficiente pentru a provoca ruperea structurală (cedare) a structurii și, prin urmare, se măsoară proprietăți micro-structurale importante.LVER | Valoarea tensiunii de forfecare | σγ | 27.3 Pa |
| Valoarea tensiunii de forfecare | γγ | 0.06% | |
Indicele de tranziție randament-flux | σF/σγ | 22 | |
Modul de forfecare elastică | G' | 4.37-104 Pa | |
Modul de forfecare vâscoasă | G" | 6.73-103 Pa | |
Unghiul de fază | δ | 8.76 |
După cum se arată în figura 2, software-ul rSpace este capabil să furnizeze evaluarea automată a valorilor necesare imediat ce măsurarea este finalizată.
În figura 3 sunt afișate curbele rezultate din măsurarea amplitudinii tensiunii de baleiaj (metoda B descrisă în DIN 51810-2).
Deformația indusă de tensiunea de forfecare aplicată poate fi, de asemenea, afișată pe axa x pentru o mai bună comparare a curbelor (figura 4). Aceasta arată repetabilitatea bună a măsurătorilor.
Concluzie
Testele în conformitate cu partea a doua a DIN51810 au fost efectuate pe o unsoare lubrifiantă. Evaluarea ulterioară pentru determinarea randamentului și a punctului de curgere a fost efectuată automat de software-ul rSpace.