Ce sunt elastomerii tehnici?

Elastomerii tehnici au un comportament elastic excelent. Aceștia pot fi deformați în mod repetat și pot reveni aproape la lungimea lor inițială după descărcarea mecanică. În funcție de tip, elastomerii tehnici pot stoca sau disipa eficient energia mecanică, adică o pot transforma. Acesta este motivul pentru care sunt utilizați în multe aplicații de control al vibrațiilor, cum ar fi în anvelope, amortizoare de VibrațiiUn proces mecanic de oscilație se numește vibrație. Vibrația este un fenomen mecanic prin care au loc oscilații în jurul unui punct de echilibru. În multe cazuri, vibrația este nedorită, irosind energie și creând sunete nedorite. De exemplu, mișcările vibratorii ale motoarelor, ale motoarelor electrice sau ale oricărui dispozitiv mecanic în funcțiune sunt de obicei nedorite. Astfel de vibrații pot fi cauzate de dezechilibrele părților rotative, de frecarea neuniformă sau de angrenarea dinților angrenajului. Proiectarea atentă minimizează de obicei vibrațiile nedorite.vibrații în autovehicule și vehicule feroviare, benzi transportoare, garnituri, furtunuri etc.

Comportamentul vâsco-elastic

Elastomerii tehnici pot fi încărcați static sau dinamic sau ambele în același timp. În cazul unei sarcini statice, sarcina este constantă în timp și adesea proporțională cu propria greutate. Sarcina dinamică, în schimb, este o funcție de timp și este fie impusă din exterior (pasivă), fie definită de o acționare (activă). Sarcinile dinamice sunt cauzate, de exemplu, de influențe externe precum cutremurele, valurile marine sau vânturile puternice. De asemenea, acestea apar într-un număr large de sisteme tehnice ca urmare a mișcării periodice a maselor. Proprietățile vâsco-elastice ale compozitelor elastomerice la diferite temperaturi și frecvențe sunt determinate prin intermediul analizei dinamico-mecanice (DMA). Sistemele DMA sunt concepute pentru controlul calității, al materialelor, precum și pentru eliberarea produselor și dezvoltarea materialelor. Pentru sarcinile statice-dinamice, se stabilesc mai întâi sarcinile statice și apoi se variază sarcina dinamică pentru fiecare sarcină statică. Astfel, eșantionul este supus unei sarcini mecanice cu variație sinusoidală, cu frecvență constantă și amplitudine constantă.

DMA GABO Eplexor^® - 2 unități independente

Principala caracteristică a sistemelor DMA GABO Eplexor^® este generarea/setarea independentă a sarcinilor statice și dinamice. Preîncărcarea statică este generată de un servomotor și introdusă în probă prin intermediul traductorului de forță și al suportului de probă. Sarcina dinamică este generată de un oscilator electrodinamic și, de asemenea, transferată în probă. Deși utilizarea a două motoare independente necesită un efort tehnic mai mare, aceasta are ca rezultat și o flexibilitate semnificativ mai mare în utilizare.

Sarcina statică și dinamică

Spre deosebire de experimentele de forfecare, în cazul încercărilor de întindere, compresie și încovoiere este absolut obligatoriu ca sarcina statică prealabilă să fie mai mare decât sarcina dinamică. Această restricție se datorează faptului că o probă de tracțiune se poate deforma sub sarcini de tracțiune alternante dacă amplitudinea sarcinii dinamice depășește componenta sarcinii statice. Sarcinile de presiune alternante duc la o pierdere temporară a contactului dintre eșantion și suportul eșantionului. Testarea corectă fără artefacte nu este posibilă în acest caz.

"Permiterea sarcinii alternante"

Pentru unele aplicații, cum ar fi benzile transportoare din cauciuc, curelele de transmisie sau rulmenții din cauciuc-metal, în practică pot apărea abateri de la regula de mai sus - conform căreia preîncărcarea statică trebuie să fie mai mare decât sarcina dinamică reală - dacă deformarea sau ridicarea este împiedicată prin alte măsuri tehnice. Prin intermediul parametrului "Allow Alternating Load", restricția conform căreia o amplitudine dinamică trebuie să fie mai mică decât sarcina statică este eliminată, dacă este necesar. Prin urmare, în acest mod este posibilă și simularea exactă a situației de încărcare a aplicației respective (a se vedea figura 1). Pentru astfel de condiții de încărcare, se recomandă, în general, eșantioane scurte și groase, deoarece acestea nu tind să se "umfle" așa cum se întâmplă cu eșantioanele lungi și subțiri.

Efectul Payne al vulcanizatelor SBR umplute cu negru de fum

Figura 2 prezintă exemplul unei scanări dinamice a sarcinii sub tensiune pentru o probă de SBR umplută cu negru de fum. Măsurarea a fost efectuată la temperatura camerei și la o frecvență de 10 Hz. În primul test, amplitudinea deformării dinamice a fost mărită pas cu pas de la 0,05% la 10% (curba albastră); pentru al doilea test, acest lucru a fost efectuat invers și amplitudinea dinamică a fost redusă pas cu pas de la 10% înapoi la amplitudinea inițială de 0,05% (curba roșie). În acest caz nu a fost aplicată o pretensionare statică. Modulul de elasticitate |E*| scade odată cu creșterea amplitudinii de deformare (figura 2, curba albastră). Dependența modulului de stocare de amplitudinea deformării pentru elastomerii cu umplutură este cunoscută și sub denumirea de Efectul PayneEfectul Payne este scăderea rezistenței unui sistem de elastomeri cu umplutură și legături încrucișate odată cu creșterea amplitudinii de deformare.efectul Payne.

Efectul Mullins

Cu o amplitudine de deformare în scădere (figura 2, curba roșie), |E*| crește, dar nu atinge panta curbei "virgine" (curba albastră). Acest efect de înmuiere a tensiunii este cunoscut sub numele de efect Mullins. Modificările reversibile și ireversibile ale matricei polimerice, ale structurii de reticulare și ale rețelei de umpluturi în timpul încărcării sunt responsabile de acest comportament. Unele cauze includ desorbția secțiunilor de lanț adsorbite de pe suprafața umpluturii, ruperea punctelor de reticulare și/sau prăbușirea aglomerării de umplutură sub influența stresului mecanic.

Rezumat

Flexibilitatea DMA GABO Eplexor^® prin acționările sale independente permite realizarea unei mari varietăți de condiții de testare din aplicațiile practice într-un cadru de laborator, după cum arată exemplul de mai sus de variație dinamică a deformării. Aflați mai multe despre DMA GABO Eplexor^® aici!