Прилади для визначення еластичності

Випробування на еластичність по відскоку максимально наближені до імпульсних полуперіодіческім. Однак, з огляду на, що навантаження проводиться ударним методом, час навантаження і час розвантаження зразка внаслідок в'язкопружного природи зразка відрізняються. Такий метод оцінки реалізований в маятниковому приладі типу Шоба (упругомер УМР-1), стандартизованном для вимірювань в Білорусі і країнах СНД. Для цих же цілей за кордоном використовуються маятники Люпко, Данлопа, Гудьер - Хілі, а також тріпсометр.

Випробування на еластичність полягають в нанесенні удару по випробуваному зразку за допомогою жорсткого бойка, що падає з певної висоти. Так як висота відскоку після удару за зразком обернено пропорційна втраті енергії, то відношення висоти відскоку бойка до початкової висоти його скидання може служити мірою еластичності матеріалу.

Прилади для визначення еластичності

Схема маятникового приладу Шоба для оцінки еластичності гум: 1 - станина, 2 - маятник, 3 - вантаж з бойком, 4 - майданчик, 5 - зразок, 6 - дугова шкала

Прилади для визначення еластичності

Схеми приладів для визначення еластичності: а - маятник Люпко, б - маятник Шоба, в - маятник Данлопа, г - маятник Гудьер - Хілі, д - тріпсометр. 1 - підвіска з тонкої нитки, 2 - бойок, 3 - стрижень, 4 - диск, 5 - нецентральних маса

У всіх стандартних методиках як ударника використовується маятник, що падає з певної висоти і ударяющий по випробуваному зразку, що знаходиться з маятником в одній вертикальній площині. Маятники виконані у вигляді сферичних ударників і відрізняються конструкцією. Як і в разі твердомірів, при випробуваннях на еластичність по відскоку необхідно виготовляти спеціальні зразки у вигляді плоских шайб діаметром 50 мм і товщиною 6 мм, що не дає можливість відчувати безпосередньо вироби. Сильний вплив на результат вимірювання еластичності по відскоку надає товщина зразка, в зв'язку з чим, відповідно до ГОСТ 27110-86. необхідно приводити результати до прийнятої в стандарті товщині 6 мм шляхом множення отриманого за формулою результату на коефіцієнт.

Для наповнених гум відхилення практичних значень часу удару значніше. При статичному індентування сферичним наконечником вплив товщини зразка (підкладки) виявляється незначним за умови, що товщина перевищує радіус контакту не менш ніж в 5 разів.

Еластомер, який при повільних деформаціях поводиться пружно, не обов'язково має хорошу еластичність. Це прекрасно демонструється при порівнянні поведінки куль, виготовлених з натурального каучуку і з бутил-каучуку. При скиданні даних куль. які мають приблизно однакову еластичність на дотик, куля з натурального каучуку при падінні відскакує майже до первісної висоти, а куля з бутил-каучуку практично не підстрибує. При значному підвищенні температури обидві кулі починають відскакувати від землі практично на однакову величину, що пов'язано з характером протікання релаксаційних процесів і досягненням стану висо-коеластічності за більш короткий час. Даний експеримент є ілюстрацією того, що пружне поведінка еластомерів істотно залежить від часу і температури.

Прилади для визначення еластичності

Еластичність по відскоку як функція температури: 1 - натуральний каучук, 2 - бутадієн-стірольний, 3 - хлорбутадієновий, 4 - бутадієн-акрілншрільний, 5 - бутил-каучук

Ці спостереження дозволили стверджувати. що еластичність тісно пов'язана з мікроструктурою молекули і природою міжмолекулярних сил, а не з макроструктурою матеріалу. Це підтверджується результатами. отриманими з вулканизата, яке складалося з суміші ретельно перемішаних двох різних каучуків: натурального каучуку і бутадієн-каучуку, яка дає на кривій температурної залежності еластичності два мінімуму, які відповідають мінімумам еластичності, одержуваних для даних компонентів окремо. У той же час відзначається. що такі явища спостерігаються не завжди.

Якщо розглядати поведінку гуми при випробуванні на еластичність, то його можна просто обяснить за допомогою реологічні моделі Кельвіна - Фойгта. При високих температурах час релаксації мало і в будь-який момент часу напруга з великою точністю відповідає пружною деформації сітки. При цих умовах сила і деформація пов'язані майже однозначно. Втрати малі, а еластичність висока. В іншому крайньому випадку при досить низьких температурах матеріал знаходиться в склоподібного стані і втрати знову малі. Однак в цій області відскік відповідає іншому типу пружності, що відповідає скоріше пружності звичайного твердого тіла, ніж пружності каучуку в звичайному сенсі. У проміжній області, де час релаксації порівняно з часом удару, деформація сітки розвивається лише частково і відстає від прикладеної напруги. Цей гистерезис призводить до втрат енергії і до низької еластичності.

Схожі статті