Table of Contents

Plastiklerin mekanik testleri, malzeme seçimi, kalite kontrolü ve ürün gelişimi için temel verileri sağlayan malzemeler bilimi ve mühendisliğin kritik bir bileşenidir. Bu standart testler, plastik malzemelerin çeşitli stres ve yükleme koşullarına nasıl cevap verdiğini, mühendislere ve üreticilerin belirli uygulamalar için bilgi edinmelerini sağlamak için analitik bir yöntemdir.

Plastiklerin Mekanik Testini Anlamak

Mekanik test, belirli stres türleri altında plastik malzemelerin performansını değerlendirmek için kullanılır. Plastik test, pazara ulaşmadan önce maddi özellikleri belirlemek ve endüstri standartlarına ve güvenlik gereksinimlerine uymayı sağlamak için bir dizi teşhis işlemidir.

Aşırı erişim hedefi, örnek materyalin özelliklerini belirlemek ve ürünlerini yeni tedarikçilerden pazarlamaya veya satışa uğratmadan önce mümkün olan eksiklikleri belirlemek ve yeni biyo bazlı malzemelerin geleneksel plastik setlerine uygun şekilde performans göstermesi için daha spesifik nedenler belirlemektir.

Özelliklerin ve test yöntemlerinin seçimi plastik malzemenin bileşimine ve amaçlanan kullanıma bağlıdır. Farklı mekanik testler çeşitli plastik formlarda yapılır, örneğin paketleme filmleri ile enjeksiyondan çıkan bileşenlere karşı yapılır, çünkü her uygulama belirli performans özelliklerini gerektirir.

Standartlaştırma ve Test Protokolleri

Mekanik test standartları, ISO, ASTM ve DIN. ASTM standartları dahil olmak üzere çeşitli uluslararası ve ulusal standartlaşma organları tarafından yayınlanmaktadır, ISO standartları ve dünya çapında farklı laboratuvarlar ve üreticiler için metodoloji ve çerçeve parametrelerini oluşturan standartlar.

Plastiklere uygulanan standartlar çoğunlukla endüstriye özgüdür - ve pratikte sayısız, polimer tabanlı malzemeler çok yaygın olarak kullanılır. Bazı durumlarda, farklı standartlar tek bir endüstri içinde benzer ürünlere başvurabilir. Örneğin, otomotiv endüstrisi her üreticinin plastik bileşenler için kendi özel test gerekliliklerine sahip olabileceği eşsiz bir meydan okuma sunar.

Plastik test için en yaygın referans standartları, ASTM D638'yi çekme özellikleri için içerir, ISO 527, çekme testi için ASTM D790 ve ISO 178, esnek etkiler için ASTM D256, Izod etkisi testi için ve ISO 179, Charpy etkisi testi için hangi standart geçerli olduğunu anlamak için önemlidir.

Mekanik Testlerin Kapsamlı Tipleri

Çekme Testi

Çekme testi, plastik malzemeler hakkında hayati bilgiler sağlayan çeşitli mekanik özellikleri değerlendirmek için evrensel test ekipmanını kullanarak yapılan en yaygın türüdür. Bu test yöntemi, aksiyel strese maruz kalan plastiklerin davranışını değerlendirmek için kullanılır. çekme testinin avantajı bile tam kırılma noktası test edilebilir.

ASTM D638 standart, takviye ve inşaatsız plastiklerin çekme özelliklerinin belirlenmesi için test yöntemini açıklar.Bu, stres, su, çekme modu, çekme gücü, verim ve çekme gücü dahil olmak üzere temel mekanik özellikleri belirlemeye yardımcı olur. Test, uygulanan gücü ölçtü ve deformasyona yol açar.

Çekme testi, bir örnekletir ve yükü ölçür. Yük ve defleksiyon verileri, bir dizi çekme özelliğinin çıkarılmasıyla ilgili bir stres-strain eğrisine dönüştürülür.Bu stres-strain eğrisi, malzemenin nasıl yüklendiği, ilk elastik deformasyondan elde edilen bir resmin nasıl atıldığı, plastik deformasyona çevrilmesi ve nihayetinde başarısız olması için kapsamlı bir resim sunar.

Specimen hazırlığı, doğru çekme testi sonuçları elde etmek için kritiktir. ASTM D638, malzeme şekli ve örnek boyutları hakkında bilgi içeriyor, çevresel koşullar da dahil olmak üzere çevresel koşullar ve diğer test prosedürlerinin de ilgili test prosedürleri ve eski ölçümler için doğru ölçütleri. Farklı türler malzeme formu ve mevcut örnek büyüklüğüne bağlı olarak kullanılır, Tip I'nin standart örneği ve Tip IV veya V'si malzeme sınırlıyken kullanılır.

Flexural Test

BS EN ISO 178, katı ve yarı-küresel polimerlerde flexural davranışı analiz etmek ve flexural gücü hesaplamak için 3 nokta yükleme yöntemi tanımlar ve diğer flexural Flex /strain ilişki parametreleri.

İki destek üzerinde oturan dikdörtgen kesit testi örneği, ilk gelen bir yükleme burnu tarafından belirlenir ve örnek içinde saçılma gerilmeleri ile yapılır.

Bu test yöntemi, üç nokta yüklemeye maruz kaldığı zaman plastiklerin kuvvet ve boyutsal değişim özelliklerini sağlar. Üç nokta yükleme, sıkıştırıcı ve test örneğindeki sert stresler üretir. flexural testi özellikle de saf gerilim veya sıkıştırmada test edilmesi gereken malzemeler için kullanışlıdır.

Bu test prosedürleri, beton çubuklar şeklinde doğrudan veya çarşaflar veya çarşaflar şeklinde yapılan elektrik kaynaklı plastiklerin belirlenmesi ile ilgilidir. Bu test rutinleri genellikle yarı-kırık malzemeler ve katı malzemeler de geçerlidir.Bu test prosedürleri, basit bir şekilde desteklenen bir kirişe uygulanan üç nokta yükleme sistemi kullanır.

Kompucu Test Test

Komplike testi, plastik malzemelerin sıkıştırıcı kuvvetlere maruz kaldığını değerlendirmektedir. ISO 604 standart, katı ve yarık plastiklerin sıkıştırma testlerini yapmak için geçerlidir. Bu test prosedürü, yüksek değiştiriciler dahil olmak üzere, yüksek devre dışı kompozitlerin mekanik özelliklerinin belirlenmesi ile ilgilidir.

Malzemenin yerinden edilmesi, sıkıştırıcı güç ve modulus gibi sıkıştırıcı özellikleri belirlemek için uygulanan yüke karşı hesaplanır.Depresyon testi sırasında, iki paralel plaka arasında bir örnek yerleştirilir ve başarısızlık meydana gelene kadar daha sıkıştırıcı bir yüke maruz kalır. Test, malzemelerin nasıl destekleyeceği veya ezilme kuvvetlerine direnmesi gerektiği konusunda değerli veriler sunar.

Komplike testi özellikle yapısal uygulamalarda kullanılan malzemeler, yük taşıyıcı bileşenler ve ambalaj malzemeleri için önemlidir. Test, buckling, shearing veya ezing dahil farklı başarısızlık modlarını ortaya çıkarabilir, örneğin geometri ve malzeme özelliklerine bağlı olarak.

Etkisi Test Testi

Etkisi test, kırık sırasında bir malzeme tarafından absorbe edilen enerjiyi ölçer ve sertliği hakkında bilgi sağlar. Etki testleri, malzemenin ani, yüksek hızlı yükleme koşullarına dayanabilme yeteneğini değerlendirir, bu da malzemeler servis sırasında şok yükleri veya aniden etkilerini deneyimleyebilecek uygulamalar için kritiktir.

Katı plastik durumunda, test tipik olarak bir çekiçle örnek vurarak yapılır (Charpy veya Izod etki testleri).Filmler için, ücretsiz baraj yöntemi ile tipik bir etki testi yapılır.Bu standart etki testleri, malzeme sertliği ve brittleness ölçütünü sağlar.

Izod etkisi testi, farklı sıcaklık ve incelik şekli ile simülasyonun etkilerini araştırmak için hızlı ve basit bir testtir. Diğer şeyler arasında, pendulumların, örnek testte kullanılan veya enjeksiyon kalıp koşullarını araştırmak için kullanılır. Farklı etkiler farklı sıcaklık ve incelik şekli ile simüle edilebilir.

Charpy etkisi testi, karşılaştırmalı bir malzeme değerlendirmesini kolaylaştırmak için hızlı ve basit bir testtir. Diğer şeylerin yanı sıra, test örnekleri üzerinde değişen formülasyon, bileşikleme veya enjeksiyon kalıplama koşullarını araştırmak için kullanılır. Charpy testinde, test örnekleri üç nokta testi ile benzer şekilde strese maruz kalır ve yeterince hızlı bir şekilde kırılır.

Bu test prosedürleri, plastiklerin direnişinin "standart" kalemdulum tipi çekiçlere karşı kararlılığını kapsar, bir pendulumlu standart örnekleri kırarsa, bu test rutinleri için standart testler, bir değirmenli notch ile yapılan örnekleri gerektirir. Test Prosedürleri A, C ve D, notch bir tıraptan ziyade, bir dükten ziyade, bir dükten daha fazla bir dükleyicinin olasılığını artıran bir stres konsantrasyonu yaratır.

Ek Mekanik Testler

birincil mekanik testlerin ötesinde, birkaç özel test plastik malzeme özellikleri hakkında daha fazla bilgi sağlar. Sertlik testi, bir malzemenin yüzey deformasyonuna ve yüzey deformasyonuna karşı direnci ölçer. Tear direniş testleri, kolayca film ve esnek materyallerin torn olabileceğini değerlendirir. Shear testi, malzemenin yüzeyine paralel olarak uygulanan kuvvetlere karşı direncini belirler.

Dinamik mekanik analiz (DMA) başka bir değerli test yöntemidir. Dinamik mekanik analiz (DMA) plastiklerin termal özelliklerini değerlendirmek için kullanılan başka bir yöntemdir. DMA ayrıca materyalin viskopitik özellikleri, geçiş sıcaklıkları ve daha fazlası hakkında bilgi sağlar. Bu teknik, yanıtını ölçmek için bir örnek için de öngörür.

Mekanik Testlerde Temel Hesaplamalar

Stres Hesaplamaları

Stres mekanik testlerdeki en temel hesaplamalardan biridir. Stres, ⁇ , A = x b. Daha basit anlamda, stres, kuvvetin dağıtıldığı kesitsel alan tarafından bölünmüş olan uygulanan kuvvete eşitdir.Bu hesaplama, farklı boyutlardaki örnekler arasındaki anlamlı karşılaştırmalar sağlar.

Çek gücü, kesitsel alanda kuvvet birimlerinde ölçülmektedir. Uluslararası Birimler Sisteminde (SI), stres genellikle kare inç (Pa), megapascals (MPa), veya gigapascals (GPa), 1 MPa 1 milyon Pascal ve 1 GPa'nin 1 milyar Pascal'a eşit olduğu, imparatorluğun sisteminde stres ifade edilebilir.

Stres hesaplaması, gerçek kesitsel alan için ölçüm noktasında dikkate alınmalıdır. For Machinery testleri için, bu özellikle test sırasında örnek kesitsel değişiklikler olarak önemlidir.

Strain Hesaplamaları

Baskı, ⁇ , uzun vadede değişime eşit, ⁇ c/c. Strain orijinal boyutlarına göre bir malzemenin deformasyonunu temsil eder ve bir oran olarak ifade edilir. Hesaplama, örnekle değişimin uzun süre bölünmesini içerir.

Strain: ilk ölçüm uzunluğuna referans ile hızlandığında değişiklik, yüksek doğrulukla yer alan ve yer değiştirmeleri gereken basit bir kararlılık gerektirir.Bu, genellikle eski ölçümler sırasındaki değişimleri kullanarak yapılır.Bu, yüksek doğrulukla yer alan özel araçlardır.

ASTM, "% elongation" anlamına gelir ...% 0.05% ve 0.25% susaj. ASTM D638, stres-strain eğrisinin lineer kısmını kullanarak modulus hesaplar, ilgili stresle bölünür.Farklı standartlar belirli hesaplamalar için farklı sular belirtebilir, uygulamanız için uygun standartın önemini belirlemektedir.

Stres gibi, gerginlik mühendisliksel gerginlik ( orijinal boyutlara dayanan) veya gerçek bir gerginlik (zamanlı boyutlarda) olarak hesaplanabilir, ancak bu değerler neredeyse aynı, ancak plastik deformasyon sırasında önemli ölçüde farklılık gösterir.

Young's Modulus (Elastic Modulus)

Elin ya da telinin veya 6.2 modu, Esecant, Esecant = ⁇ / Genç'in modeulusu, ayrıca elastik bölgede bir malzemenin elastik modulusunu da adlandırıyor.

Genç modulus, gerginlikle bölünmüş stresden hesaplanmıştır ve küçük sularda gerçek değerleri nominal değerlere eşdeğerdir. Bu hesaplama, lineer elastik bölgede stres-strain eğrisinin eğimini sağlar, verilen miktarda gerginlik üretmek için ne kadar stres gerekli olduğunu gösterir.

elastiklik modulus (E modulus) farklı malzemelerle karşılaştırmak için bir parametre olarak hizmet eder ve yüksek modulus değerleri olan malzemeler sert ve deformasyona karşı dayanıklıdır, düşük modulus değerleri olan malzemeler esnek ve deforma yük altında kolayca ifade edilir. modulus aynı birimlerde aynı şekilde ifade edilir (tipik olarak MPa veya GPa) çünkü suskunma boyutuzdur.

Modulus stres hesaplamak ve elongasyonla bölmek tarafından ölçülüyor ve stres birimlerinde ölçülecekti... Eğer eğim dikse, örnek yüksek bir yüksek bir çekme modulusa sahiptir, bu da eğim nazikse, örnek kolayca bilgilendirilir.

Malzeme davranışına bağlı olarak modulus hesaplamak için farklı yöntemler vardır. Secant modulus, stres-strain eğrisi için sıfırdan belirli bir noktaya kadar bir çizgi çizer, tangent modulus eğimi belirli bir noktada kullanırken, ISO 527-2, modulus'un 0.05% ve 0.25 ile eksiltme arasındaki ölçülmesi gerekir. ASTM D638, stres-strain eğrisinin lineer kısmını kullanarak, ilgili stresle ilgili stresle ilgili olarak ayrıştırılması.

Mekanik Güç Hesaplamaları

Mekanik Güç - Malzeme tarafından elde edilen maksimum stres, bir numunenin bir çekme testi sırasında ulaşabileceği en yüksek çekme stresidir. Bu, malzemenin yüksek yük taşıma koşullarını temsil eder.

Çekme gücü, malzeme çekme veya uzatma işlemi olmadan maksimum çekme stresine dayanabilme yeteneğidir. Bir malzeme elastikten plastik deformasyona kadar gittiğinde noktadır.Test sırasında kaydedilen maksimum gücü belirlemek ve orijinal kesit alanı ile bölmek.

Bu çekme gücü bir verim noktasında meydana gelebilir, bu durumda, malzeme davranışı ve uygulama gereksinimlerine bağlı olarak adlandırılır.Eğer güç, numunenin başarısızlığından kısa sürede meydana gelirse, bu tür bir çekme gücü ile ilgili olarak anılır.

Yumuşak Hesaplamalar

Ürünler, malzemenin elastik deformasyon bölgesinden plastik deformasyona geçiş noktası olarak tanımlanır. Başka bir deyişle, malzemenin stres altında kalıcı olarak ifade etmeye başladığı nokta.

Zenginlik (A): Bir malzemenin kalıcı deformasyon olmadan dayanabileceği stres. İyi tanımlanmış bir veri noktası olan malzemeler için, bu değer doğrudan stres-strain eğrisinden okunabilir. Ancak, birçok plastik, dengeleme yönteminin kullanımını gerektiren keskin bir veri noktası sergileyemez.

Boşluk yöntemi, genellikle% 0.2'lik bir denge kullanarak, stres-söğrenme eğrisinin elastik kısmına paralel bir çizgi çizer, ancak belirtilen bir su değeri ile dengelenir (genellikle% 0.2 veya 0.002). Bu dengeleme hattının kesişim eğrisi, verim gücünü tanımlar.Bu standart yaklaşım farklı malzemeler ve test laboratuvarları arasında tutarlı bir şekilde kararlı bir şekilde kararlı bir şekilde kararlı bir şekilde kararlı veri kararlılığı sağlar.

Elongation and Strain at Break

Elongation – Tip verimleri olana kadar orijinal ölçüm uzunluğuna saygı duyan değişim; daha yüksek bir değer daha üstün bir kanala işaret eder. kırmadaki Elongation, bir malzemenin kırılmadan önce dayanabileceği toplam susmasını temsil eder ve genellikle bir yüzde olarak ifade edilir.

Hesaplama, son ölçüm uzunluğunu kırılma noktasında ölçmeyi, orijinal ölçüm uzunluğuna ekleyerek, orijinal ölçüm uzunluğuna bölünmesini ve yüzde 100 ile çoğaltılmasını içerir. Bu değer, malzeme kanallığı ve formability hakkında önemli bilgiler sağlar.

Bir veri noktası sergileyen ve plastikler için, kırılma sırasındaki gerginlik doğrudan mekanik veya yerel olmayan bir temas ölçümünün eklenmemesi ile ölçülür.Mevcut bir veri noktası olan termoplastikler durumunda, kırmadaki nominal su basıncı, test makinesinin çekilmesinden ölçülür.Bu nedenle, boyun veya verim yerelleştirilmiş bir bölgede gerginlik yaratabilir, eski ölçümler için kullanılamaz.

Enerji Hesaplamaları

Etki enerjisi, etki testi sırasında örnek tarafından absorbe edilen toplam enerjiyi temsil eder. Ancak, belirlenen tek değer, pendulumların potansiyel enerjisinde tüketilen etki enerjisidir ve örneklerden sonra çarpıcı bir şekilde hesaplanır.

Tüm test prosedürlerinin sonuçları, numune genişliği veya kontraseptör olmayan alanın birim başına enerji absorbe edilmesi konusunda rapor edilir.Bu normalleşme farklı boyutlardaki örnekler arasında anlamlı karşılaştırma sağlar. Etkisi enerji genellikle metre başına (J/m) veya ayak sesleri için ifade edilir (ft-lb/in).

Örnek boyut için etki gücü hesaplarını, özellikle de dışsal olmayan örnekler için yerdeki genişliği ve kalınlığı. Yüksek etki enerji değerleri yüksek hızlı yükleme koşulları altında kırılmayı daha sert ve direnç göstermektedir.

Flexural Strength ve Modulus

Flexural gücü, eğim sırasında bir örnekteki dış liflerde en yüksek stresi temsil eder. Hesaplama, uygulanan yük, örnek boyut ve destek süresi için hesaplanan kiriş teorisini kullanır. üç noktalı bir viraj testi için, flexural stresi, yükü içeren formülü kullanarak hesaplanır, uzun, örnek genişlik ve örnek kalınlığı.

Flexural modulus, yük devretme eğrisinin ilk lineer kısmından hesaplanmıştır, aynı zamanda çekme modulusunun stres-strain eğrisinden nasıl belirlendiğini de belirler. Hesaplama, örnekleme verileri kullanarak yük-düşük verilerini stres-düşütme verileri dönüştürür, sonra elastik bölgede eğimi belirler.

Stres-Strain Curve: A Comprehensive Analysis Tool

Stresli eğri, mekanik test verilerinin birincil grafik gösterimidir ve malzeme davranışı hakkında bilgi zenginlik sunar. Yük ve defleksiyon verileri, bir dizi çekme özelliğinin nasıl alınabileceğini anlamak için önemlidir.Bu eğriyi doğru analiz etmek için gerekli olan mekanik test sonuçları için temeldir.

Elastik Bölge

Stresli eğrinin ilk kısmı elastik bölgeyi temsil eder, maddi deformsların geri dönüştüğü yerde, materyal orijinal boyutuna geri döner.Deformasyon geri dönüşümlü ve düşük olmayan bir şekilde geri döndürür.Bu bölgede, stres ve su basıncı arasındaki ilişki lineerdir ve bu lineer kısmın eğimi Young'un modulusuna eşittir.

Mekanik bölgede stres kaldırıldığında, malzeme kalıcı bir deformasyon olmadan orijinal boyutlarına tamamen döner. Bu davranış, malzemenin içindeki atomik bağların germe ve sıkıştırması tarafından yönetilir, bu da mikroskobik ilkbaharlar gibi hareket eder.

Sırt

Stresi serbest bırakırken önce elastik olarak malzeme, ve orijinal şekline geri dönerler. Sonra, daha fazla güçle, plastik olarak ifade ederler.Bu, stresi serbest bırakırken, kalıcı olarak yeni bir şekle yönelmişlerdir.

Stresin bir plastikin verim noktasında dayanabileceğine karar verir, yani, bir artış stres artışına neden olmaz.Veri noktasının ötesinde, malzeme plastik olarak akışa başlar ve kalıcı deformasyon bile kaldırılır.

Plastik Bölge

Plastik deformasyon: Malzeme orijinal boyutuna geri dönmez. Bu işlem kalıcı ve geri dönüşümlüdür. Plastik bölgede, malzeme malzemenin yapısı içinde bir tane daha kalıcı deformasyona sahiptir.

Plastik bölge, malzemenin bozulmayı zorlaştırabilir, çünkü formlar yükselir ve yüksek çözünürlükte bir stres-strain eğrisi ile sonuçlanır. Alternatif olarak, bazı malzemeler yumuşatabilir veya boyun eğlendirici, yerelleştirilmiş deformasyon meydana gelir ve stres giderek azalır.

Ultimate Çekme ve Fracture

Ultimate power (B): Bir malzemenin maksimum stresi dayanabiliyor. Bu nokta stres-strain eğrisinin zirvesini temsil ediyor ve malzemenin maksimum yük taşıma kapasitesini gösteriyor.Bu noktada, malzeme boyunun veya başarısız olmaya başlayabilir ve stresin son kırılmaya kadar azaldığını gösteriyor.

Son olarak, kırılırlar; bu sonuçta stres veya kırılma noktası. kırılma noktası veya kırılma noktası, stres-strain eğrisinin sonunu temsil eder, örnek iki parçaya ayrılır.Bu noktada stres ve gerginlik, malzemenin nihai iyonu ve başarısızlık özellikleri hakkında önemli bilgiler sağlar.

Mekanik Test Sonuçları

Malzeme Sınıflaması Davranışa Dayalı

Mekanik test sonuçları, malzemelerin stres-söğrenme davranışına dayanarak sınıflandırılmasına izin verir. Genel olarak, fiberler en yüksek modülli ve elastomerler fiberler ve elastomerler arasında bir yerde ısıtılır.Bu sınıflandırma, mühendisler belirli uygulamalar için uygun malzemeleri seçmeye yardımcı olur.

Depresiyon plastikleri yüksek modulus ve güç sergiliyor ancak sınırlı elongasyona dayanabiliyorlar, ancak nispeten düşük sularda kırılmaya dayanabilirler. Örnekler polistyrene, poli( Methacrylate), ve p Polikarbonat. Bu malzemeler boyutsal stabilite ve yük taşıma kapasitesi gerektiren uygulamalar için uygundur.

Esnek plastikler, daha yüksek elongasyon yetenekleri ile orta modulus ve güç gösterir. Başarısızlık yapmadan önce önemli bir deformasyona girebilirler, sertliği ve etki direnci gerektiren uygulamalar için uygun hale getirebilirler. Örnekler polietilen ve polipropilen ve polipropilen içerir.

Polyisoprene gibi sonomerler, polibutadiene ve poliisobutylene'nin diğer malzemelerden tamamen farklı mekanik davranışları var. Elastomerler bunu çok düşük modülli.Bunu çok nazik bir şekilde görebilirsiniz, ancak bunu zaten biliyorsunuz. Elastomerler çok büyük deformasyonlar geçiriyor ve orijinal şekline geri dönebilir, onları mühürler, gazlar, gazlar ve esnek bileşenler için ideal hale getirebilir.

Zorluğa karşı Güçlük

Güç ve sertlik arasındaki ayrımı anlamak, mekanik test sonuçlarının doğru yorumlanması için önemlidir. Kuvvet, bir malzemenin dayanabileceği azami strese işaret eder, ancak sertliği başarısızlıktan önce yapılan toplam enerjiyi temsil eder, bu da stres-strain eğrisi altında bölgeye ilgilidir.

Bir çok uygulamadaki malzemeler için çok iyi olsa da, yüksek modülli ve deformasyona karşı direnir, gerçek dünyada, malzemeyi kırmaktan daha iyi bir malzemedir ve başka bir şekilde bükmek veya açıklama yapmak, malzemeyi kırılmayı önlersek, tüm daha iyi.

Bir malzeme güçlü olabilir ama zor değil (sağlıklı malzemeler düşük sularda kırılır), veya zor değil, özellikle de güçlü (ortalama malzemeler) Birçok uygulama için ideal malzeme her iki özellik için de denge sağlar, felaket başarısızlığı önlemek için yeterli güç sağlar.

Özelliklerle Karşılaştırma Sonuçlar

Mekanik testlerin birincil amaçlarından biri, malzeme tanımlarını malzeme özellikleri, endüstri standartları veya müşteri gereksinimlerine kıyasla karşılaştırmayı içerir. Anahtar parametreler minimum çekme gücü, minimum elongasyonu mola, modulus aralığı ve etki direnci eşleri içerir.

Plastik üreticiler, mekanik özellikleri tutarlı hale getirmek için zaman zaman zaman zaman zaman zaman zaman zaman zaman ayırabilirler. Mekanik sıcaklık, enjeksiyon basıncı veya soğutma oranları çekme özelliklerine aktarılacaktır. ASTM D638, nakliyeden önce malzemelerle tanışmasını sağlamak için kabul edilen bir yöntemdir. Bu kaliteli kontrol testi, toplu ücretli ve özelliklere uygunluğunu sağlar.

Çevre ve İşleme Etkileri

Plastik mekanik özellikler sıcaklık için son derece hassastır. Test sonuçları test koşulları, özellikle sıcaklık, nem ve su basıncı bağlamında yorumlanmalıdır.Oda sıcaklığında iyi performans gösteren malzemeler yüksek veya azaltılmış sıcaklıklarda dramatik olarak farklı özellikler sergileyebilir.

Bu, sınırlı bir süre boyunca elde edilen kısa vadeli veriler ve genellikle ideal laboratuvar koşullarında elde edilir. Plastik malzemelerin çoğu sıcaklık için hassastır, ürün veya bileşen için muhtemelen çalışma koşulları, performans verileri incelendiğinde akla gelmelidir. Real-world performansı, uzun vadeli yükleme ve diğer hizmet koşulları nedeniyle laboratuvar test sonuçlarından farklı olabilir.

İşleme koşulları ayrıca mekanik özellikleri önemli ölçüde etkiler. kalıp sıcaklık, soğutma oranı, yönelim ve kristallik tüm plastik parçaların son özelliklerini etkiler.Bu ilişkiler istenen mekanik performans elde etmek için işleme parametrelerini optimize etmeye yardımcı olur.

İstatistiksel Analiz ve Variability

Mekanik test sonuçları, maddi heterojenlik, örnek hazırlama varyasyonları ve belirsizliği nedeniyle bazı değişkenlik derecelerini içerir. Proper yorumu, ortalama değerleri, standart sapmaları ve güven aralıklarını belirlemek için birden çok örnek test analizi gerektirir.

Tipik olarak, her koşul için her bir koşul için her bir örnek için test edilmelidir. Outliers gerçek malzeme değişkenliği veya test hataları temsil edip inceleyebilmeleri konusunda tespit edilmelidir. varyasyon katsayısı (standart sapmalar ile bölünmüş) bir ölçüm veri saç ve test hassasiyeti ölçülmelidir.

Mekanik Testlerde Gelişmiş Düşünmeler

Sıcaklık-Dependent Test

Test, sıcaklık aralığı içinde mümkündür -40C'den +230°C. Birçok uygulama, çeşitli sıcaklık aralıklarında performans göstermek için malzemeler gerektirir. Sıcaklık kontrollü odalar, yüksek veya azaltılabilir sıcaklıklara izin verir.

Sıcaklık defleksiyon sıcaklığı (HDT) standart bir test örneğinin 0,25 mm'nin standart olarak 0,55 MPa veya 1.82 MPa'nın standart olarak yüklenmesi için uygundur.Bu sıcaklık yüksek sıcaklıklarda kullanım için uygundur. Heatlection sıcaklık testi, yüksek sıcaklıklarda kullanım için özel bilgiler sağlar.

Strain Rate Effects

Bir örneğin ölçütlü mekanik özellikleri önemli ölçüde etkilediği orantısızdır.In ASTM D638, test hızı malzeme spesifikasyonu tarafından belirlenir. ISO 527 için test hızı genellikle 5 veya 50 mm / ölçüm gücü ve elongasyon için, ve 1 mm /min farklı mülk ölçümleri için belirtilmiştir.

Polimerik malzemeler viskoelastic, yani cevabı hem de uygulanan stresin büyüklüğüne bağlıdır. Yüksek güç ve modulusda genellikle daha düşük elongasyona neden olur. Bu oran-kimya sonuçları yorumlarken ve uygun test hızlarını seçmeli.

Specimen Hazırlık ve Kalite

Test örneklerinin kalitesi doğrudan test sonuçlarının güvenilirliğini etkiler. Specimens standart özelliklere göre hazırlanmalıdır, uygun boyutlara, düzgün yüzeylere ve kusurları veya hasarlara göre belirlenemez.

Enjeksiyonlanmış örnekler için, işleme koşulları kontrol edilmeli ve belgelenmelidir. Sıcaklık, basınç ve soğutma oranı son özellikleri etkileyebilir.Simens makineli parçalardan kalıplanmış test örneklerine göre doğrudan moleküler yönelim ve oturma stresleri nedeniyle farklı özellikler gösterebilir.

Gripping ve Adaptasyon

Güvenli, tutarlı kavrama basıncı kayma sayfalarını önlemeye yardımcı olur - incelenen strese maruz kalan plastiklerle gözlemlenen ortak bir konu. pnömatik plastikler için pnömatik tasarım, malzeme test sırasında bile incelenir. Proper kavramak doğru test sonuçları elde etmek için gereklidir.

Specimen hizası eşit derecede kritik. Ecsaniye yükleme, uygulanan kuvvetin örnek eksenle mükemmel bir şekilde uyumlu olmadığı, sonuçları önemli ölçüde etkileyebilecek bükme stresleri tanıtmaktadır. Modern test makineleri, eksantrik yükleme etkilerini en aza indirmek için kuyruk fikstürleri ve prosedürleri içerir.

Extensometry and Strain Ölçümü

Elastikliğin değiştiricisi, ASTM D638'nin en önemli hesaplanan özelliklerinden biridir. modulus'u doğru bir şekilde yakalamak için, uygun bir su geçirmez cihazına ihtiyacınız vardır.Influencesometre önerileri D638, maddi elongasyona, transput hedeflere, hesaplama gereksinimlerine ve yüksek veya düşük sıcaklıkta test etmeniz gerekir.

Extensometreler, doğrudan örnek ölçüm bölümünü ölçerek doğru bir şekilde susdoğru bir şekilde azaltılabilir. İletişim extensometreler, klip veya bıçak kenarlarını kullanarak, temassız optik extensometreler fiziksel temas olmadan örnek deformasyonu izlemek için video veya lazer teknolojisini kullanır.Invision extensometers and testing requirements.

Mekanik Test Data Uygulamaları

Malzeme Seçimi ve Tasarım

Malzeme mekanik özellikleri, plastik ve kauçuk endüstrilerin araştırma ve geliştirme çabalarında kritiktir. Üretim süreçleri geliştirirken, yeni ürünlerin malzeme özelliklerini karşılamak için gerekli olan mekanik nitelikleri tanımlamak önemlidir. Bu üretim süreçlerini optimize etmek için kapsamlı bir çalışma gereklidir.

Mekanik test verileri, mühendislerin uygulamalarının belirli gerekliliklerini karşılayan materyalleri seçmelerini sağlar. Farklı malzemelerin mekanik özelliklerini karşılaştırarak tasarımcılar, gerekli gücü, sertlik, sertliği ve başarılı performans için gerekli diğer özellikleri belirleyebilebilirler.

Kalite Kontrol ve Garanti

Yeni bir tedarikçi tarafından sağlanan plastik hammaddelerin kalitesini değerlendirmek, Malzemelerin sürekli olarak özelliklerini ve herhangi bir varyasyonun kusurlu ürünlere ulaşmadan önce tespit edilmesini sağlar.

Sonuçlar plastik üretimi sırasında son ürün kalitesi kontrolü için önemlidir ve ürünlerin son kullanım için spesifikasyon gerekliliklerini karşılamasını sağlamak için gereklidir.Bu devam eden test ürün kalitesine güven sağlar ve malzeme özelliklerini etkileyebilecek süreçleri varyasyonlarına yardımcı olur.

Araştırma ve Geliştirme

R&D, çekme testi, eksiyonların etkisini belirler, ham malzemelerde takviye veya takviye yapılır. Örneğin, cam elyafların eki, 30 MPa'dan 80 MPa'ya kadar yarıdan fazla ısıtılması ve yarının bozulması için elongasyon azaltır. Mekanik testler yeni malzemeler ve formülasyonlar için önemlidir.

Araştırmacılar, yapı-maliyet ilişkilerinin anlaşılması, formülasyonları optimize etmek ve geliştirilmiş performansla malzemeleri sistematik olarak çeşitli kompozisyon, işleme koşulları veya diğer parametrelerle geliştirmek ve elde edilen mekanik özellikleri ölçmek için mekanik testleri kullanırlar, araştırmacılar en uygun malzeme tasarımlarını belirleyebilirler.

Düzenleme

Tıbbi cihazlar, gıda paketleri ve elektronik bileşenler genellikle tıbbi cihazlarda güvenli kullanım sağlamak için mekanik test gerektirir. FDA, FDA veya ASTM düzenlemeleri standartları. FDA onaylı olan bu, havalandırma özelliklerinin tıbbi cihazlarda güvenli kullanım sağlamak için böyle bir örnektir.

Test ayrıca, düzenleyici standart bedenlerle plastiklerin uyumunu kanıtlamaktadır, örneğin ASTM ve ISO, malzemelerin performansı ve güvenlikleri için standartları belirledi. Birçok endüstri mekanik özellikler için özel düzenleyici gerekliliklerine sahiptir ve test, uygunluğunu göstermek için gerekli belgeleri sunar.

Başarısızlık Analizi

Plastik bileşenler hizmette başarısız olduğunda, başarısız parçaların mekanik testleri ve karşılaştırma malzemeleri kök nedenini tanımlamaya yardımcı olur. Test, maddi kusurlardan kaynaklanan başarısızlığın, uygunsuz malzeme seçimi, işleme sorunlarının veya hizmet koşullarının tasarım sınırlarını aşması ile ilgili olarak ortaya çıkabilir. Bu bilgi kılavuzları gelecekteki hataları önlemek için doğrulayıcı eylemler.

Common Challenges ve En İyi Uygulamaları

Haftakırma ve Non-Uniform Deformasyon

Plastikler genellikle homojen olarak ifade edilmez. Strain boyun eğdiği malzemeler için küçük bir bölgeye konsantre olabilir.Bir boyun veya bir verim noktası varsa, kırılan süredeki ortalama artış eskiskalar ile raporlanamaz çünkü boyun eğlendiricisi uzun süre boyunca olabilir.

Grafikleme, doğru bir şekildeki ölçüm için zorluklar sunar ve ölçüm yöntemlerinin dikkatli bir şekilde dikkate alınması gerekir. Bu nedenle, nominal gerginlik, verimden sonra yüzde bir elongasyon rapor etmek için kullanılmalıdır. kırmada aşırılık için extensometre kullanmak sadece homojen olduğunda kabul edilebilir ve malzeme boyun eğlendirici veya verim göstermez.

Test Variability

Germe etkisi testi sıklıkla büyük bir ölçüt değere sahiptir. Bazı testler, özellikle de etkiler, doğal olarak diğerlerinden daha fazla değişkenlik göstermektedir. Her test türü için beklenen variability for each test type helps in determine appropriate sample numbers and acceptance values.

Mevcut kullanılabilirlik, örnek hazırlama, test prosedürleri, çevresel kontrol ve ekipman kalibrasyonuna dikkat gerektirir. Standart prosedürler ve tutarlı test koşullarını sağlamak, değişkenliği azaltır ve veri güvenilirliğini artırır.

Appropriate Standartları Seç

ASTM D638 ve ISO meslektaşı ISO 527-1 / ISO 527-2 teknik olarak eşdeğer olsa da, örnek şekillerden, test prosedüründen ve sonuçların belirlenmesi birkaç açıdan farklı.Ancak ISO 527-2, Avrupa ve Asya'daki çekme özelliklerine benzerdir - hem de teknik olarak eşdeğer değildirler, test hızları ve spesifik procedural gereksinimleri.

Standartlar arasındaki farklılıkları anlamak ve uygulamanız ve pazarınız için uygun olanı seçmek önemlidir. Veriler farklı kaynaklardan karşılaştırırken, aynı standardın nasıl farklı olduğunu veya standartlardaki farklılıkların sonuçları nasıl etkileyebileceğini doğrulayın.

Dokümantasyon ve Raporlama

Test koşullarını, örnek ayrıntıları ve sonuçları anlamlı yorumlama ve gelecekteki referans için gereklidir. Test raporları standart kullanılan, örnek boyutlar, test hızı, sıcaklık ve nem koşulları, kullanılan ekipman ve standart prosedürlerden herhangi bir sapma içermelidir.

Tamam stres-strain eğrileri hesaplanan özelliklerle birlikte muhafaza edilmelidir. Bu ham veriler, soru ortaya çıkarsa yenidenanalize izin verir ve tam bir malzeme davranışı kaydı sağlar. Dijital veri depolama ve yönetim sistemleri organizasyon ve retrieval of test verileri sağlar.

Gelişmiş Test Teknikleri

Gelişen test teknolojileri mekanik test yeteneklerini genişletmeye devam ediyor. Dijital görüntü korelasyonu (DIC) tüm yüzeyde tam zamanlı olarak, geleneksel extensometrelerin tespit edemeyeceği gerilimler ortaya çıkıyor. Bu teknoloji özellikle karmaşık deformasyon modelleri incelemek ve sonlu elemanlar modelleri uygulamak için değerli.

Yüksek hızlı test ekipmanları, kaza olayları ve diğer yüksek hızlı yükleme senaryolarında yaşananlara yaklaşırken malzeme davranışının karakterizasyonuna olanak sağlar. Bu veriler, otomotiv ve koruyucu ekipman uygulamaları gibi uygulamalar için önemlidir.

Otomasyon ve Data Analytics

Otomatik test sistemleri, operatör etkisini sonuçları azaltırken kesintiye ve tutarlılığa arttırır. Robotik örnekleme, otomatik veri satın alma ve entegre analiz yazılımı test sürecini kolaylaştırır ve verimliliği artırır.

Gelişmiş veri analizi ve makine öğrenme algoritmaları, desenleri tanımlamak için mekanik test verilerine uygulanır, malzeme davranışını tahmin etmek ve formülasyonları optimize etmek için çok sayıda testden büyük veri setlerini geleneksel analiz yöntemleriyle ayırt etmek zor olacaktır.

Sürdürülebilirlik ve Biyo-yaralı Malzeme

Yeni bir biyo temelli malzemenin performanslarının geleneksel plastiklerin olduğu gibi, plastik endüstrisi daha sürdürülebilir malzemelere doğru hareket ettiği gibi, mekanik test, biyo tabanlı ve geri dönüştürülmüş plastikleri değerlendirmek için önemli bir rol oynar.

Geri dönüştürülmüş plastiklerin test edilmesi potansiyel bozulma ve kirlenme nedeniyle eşsiz zorluklar sunar. Mekanik test geri dönüştürülmüş malzemelerin kalitesini değerlendirmeye yardımcı olur ve güvenilir bir şekilde gerçekleştirebilecekleri uygun uygulamaları belirlemektedir.

Çok ölçekli Test ve Modelleme

Mekanik testlerin birden fazla boyuttaki entegrasyonu, nano-tanım testinin tam ölçekli bileşen testine entegre edilmesi, materyal davranışın kapsamlı bir anlayış sağlar. Hesaplamalı modelleme ile deneysel test, performans tahminlerinin deneysel olarak test edilmesi zor veya pahalı olması sağlar.

Finite element analizi (FEA), karmaşık bileşenlerin gerçekçi yükleme koşulları altında davranışını tahmin etmek için standart testlerden mekanik mülk verileri kullanır. Bu yaklaşım, geniş prototip test ve ürün gelişimini hızlandırır.

Mekanik Testler için Pratik Kılavuz

Pre-Test Hazırlık

Başarılı mekanik testler uygun hazırlıkla başlar. Specimens, geçici etkiler yerine belirtilen çevresel koşullar altında malzemenin özelliklerini yansıtan yeterli zaman için test sıcaklığı ve nem için şartlandırılmış olmalıdır.Bu şartlandırma, genellikle 2448 saat. Bu koşul, test sonuçlarının geçici etkilerden ziyade, belirtilen çevresel koşulları yansıtmasını sağlar.

Bu örneklerin boyutsal gereklilikleri karşıladığını ve kusurların ücretsiz olduğunu doğru bir şekilde kaydedin, bu ölçümler doğrudan hesaplanmış stres ve sustu değerleri etkiler. Boyut ölçümünde küçük hatalar bile rapor edilen özelliklerde önemli hatalara yol açabilir.

Test sırasında Test sırasında

Testi gerçek zamanlı olarak, örnek kayma sayfası, prematüre başarısızlık gibi herhangi bir anormalliği tanımlamak için izleyin, veya ekipman arızaları. Modern test yazılımı genellikle geliştirirken stres-strain eğrisini gösterir, testin normal olarak ilerlediğini doğrulamaya izin verir.

Gerçek test hızı, sıcaklık, nem ve örnek davranış hakkında herhangi bir gözlem. Başarısız mod (brittle kırıldı, ductile başarısızlığı, kavrama başarısızlık vs.) bu bilgi yardımları yorumlamada olduğu gibi.

Post-Test Analiz

Testten sonra, başarısızlıkların, çatlaklarda veya diğer stres konsantrasyonlarında olduğu gibi ölçümde başarısız örnekleri inceleyelim.Test, testte başarısız örnekleri inceler ve örnek yenilerle tekrar test gerektirir.

Tüm gerekli özellikleri geçerli standarta göre hesaplayın, doğru formülleri ve örnek boyutları kullanarak. Hesaplanan değerlerin beklenen maddi davranışla makul ve tutarlı olduğunu doğrulayın. Outliers gerçek malzeme yetimlerini veya test hataları temsil edip gösterip gösterip gösterip gösterip değerlendirmeleri konusunda incelenmelidir.

Ekipman Kalibrasyon ve Bakım

Düzenli test ekipmanlarının kalibrasyonu, sonuçların doğruluğu ve güvenilirliğini sağlar. Yük hücreleri, extensometreler ve yerinden transdüserler üretici önerilerine ve uygulanabilir standartlara göre kalibre edilmelidir. Kalibrasyon kayıtları, doğruluk gereksinimlerine uygun olarak devam etmek için muhafaza edilmelidir.

Test makinelerinin bakımı, çatlaklar ve aksesuarlar test sonuçlarını etkileyebilecek ekipmanla ilgili sorunları engeller. Worn kavramalar, hasarlı fikstürler veya uygunsuz işleyen ekipman hataları tanıtabilir ve derhal tamir edilmelidir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Plastiklerin mekanik testleri, malzeme seçimi, kalite kontrolü, ürün geliştirme ve düzenleyici uyum için temel veriler sağlar. Çeşitli test yöntemlerini, doğru hesaplama prosedürlerini anlamak ve sonuçların doğru yorumu, polimer malzemelerle çalışan herkes için temeldir. Stres-strain eğrisi, elastik özellikler, verim özellikleri, nihai güç ve başarısızlık modları ortaya çıkarmak için kapsamlı bir temsil olarak hizmet eder.

Stres, su, modulus, güç ve diğer özellikler, örnek boyutlara dikkat gerektirir, test prosedürleri ve uygulanabilir standartlar. Sonuçların yorumlanması sadece sayısal değerler değil, aynı zamanda maddinin davranışlarının farklı yükleme koşulları, çevresel faktörler ve işleme tarihi altında da dikkate alır.

Malzeme teknolojisi ilerlemeleri ve yeni uygulamalar ortaya çıktığında, mekanik testler gelişmiş teknikler, otomasyon ve analitik yöntemler ile gelişmeye devam ediyor. Geleneksel plastikleri değerlendirip yeni biyo-yaralı malzemeler geliştirip geri dönüştürülmüş polimerleri değerlendiren mekanik testler, plastik malzemelerin talep edilen gereksinimleri karşılamak için vazgeçilmez bir araç olmaya devam ediyor.

Standart prosedürlere göre, doğru ekipman bakımı ve sonuçları yorumlayan ses mühendisliği yargısını uygulamakla birlikte, mühendisler ve teknisyenler ürün yaşam döngüsü boyunca bilgilendirilmiş karar verme konusunda güvenilir mekanik mülk verileri üretebilirler. Uygun mekanik testlerde yatırım, gelişmiş ürün performansında, hataları azaltır ve müşteri memnuniyetine yardımcı olabilir.

Plastik test standartları ve en iyi uygulamalar hakkında daha fazla bilgi için, www.FLT:0)ASTM International[DÜ: 1), ULUSLAR için Uluslararası Organizasyon (ISO)) ve endüstriye özel teknik dernekler.Bu kuruluşlar, plastik malzemelerin doğru ve anlamlı mekanik testlerine yardımcı olmak için kapsamlı standartlar, eğitim materyalleri ve teknik destek sağlamaktadır.