خانه » مقالات-جزوات وکتب درسی » فراورده های صفحه ای » مقاومت به فشار و کشش و مدول الاستیسیته کامپوزیت ها

مقاومت به فشار و کشش و مدول الاستیسیته کامپوزیت ها

مقدمه

مقاومت به فشار و کشش و مدول الستیسیته مواد چوب پلاستیک ( چوب پلاستیک ((WPCدر حد استانداردهای لازم برای اینگونه مواد نیست.این مقاومتها مورد قبول معیارهایlec-Ec  یا دیگر شرایطرا دارا نمی باشد.از این رو ما انها را بصورت مختصر برسی خواهیم کرد.در ازمون کششی نمونه ها  از انتها در گیره سفت شدهو تحت کشش قرارمیگیرند.شکل “گردن سگی”نمونه ها به خاطر به حداقل رساندنشکست های مشابهدر نمونه ها در گیرهیا نزدیکی ان میباشد. شکل دقیق(معوج) نمونه ها در استاندارد ASTM d638(ازمون تعیین خواص کشش پلاستیکی)شرح داده شده است.

خلاصه:

معمولا چیز رایج در ازمایشهای کشش افزایش طول نمونه هاستکه تحت کشش ازمایش به وجود می اید افزایش طول معمولا به درصد کشش در فاطله مقیاس (فاصله بین دو نقطهدر وسطشکل سگ گردنی)بیان میشودبه عبارت دیگر درصد افزایش طول مساویتنش کششی ضربدر ۱۰۰

در یک آزمون فشارینمونه ها اغلب به شکل یک منشورصافی که طولش دو برابر عرضش است می باشد سپس تحت فشار قرار میگیرد.

تعاریف و معادلات اصلی

برای یک ازمون کششی یا فشاری،مساحت مقطع عرضی (عرض×ضخامت)نمونه ها بایستی مشخص شود.کشش یعنی مقدار نیرو بر واحد سطح(A).                                      STRESS (E) P/A

مقاومت کشش نهایی مقدار تنش کششی نمونه ها در لحظه گسیختگی میباشد برای نمونه های مستطیل شکل ماکزیموم مقاومت کششی برابر است با :T=P/bd کهTماکزیموم مقاومت کششی به PS،Pبار نهای به پوند،bعرض نمونه ها به اینچ Dضخامت نمونه ها به اینچ کرنش در ازمون کششی نسبت افزایش طول به طول اولیه می باشدکه معمولا به صورت زیر محاسبه میشود :

STRAIN(e)=?L/L×۱۰۰  ماکزیموم درصد افزایش طول (در نقطه شکست) یعنی طول نمونه ها در لحظه شکست مدول الاستیسته فشاری یا کششی یعنی نسبت تنش به کرنش به کرنش در روی هر نقطه بر روی سطح همواراولیه منحنی

تنش کرنش(خیز ناشی از بار)                       E=?/(PSI)

مدول الاستیسیته برابر است با                        E=PL/?Lbd

که در ان Pبار دلخواه بر روی بار نقشه تغیر شکل کل L طول نمونه ها به اینچ ?Lافزایش طول نمونه ها تحت بار Pبه اینچ Bعرض اولیه نمونه ها به اینچ وd ضخامت نمونه ها به اینچ

تو صیه های ASTM

دستور العمل های ASTMدستور العملهای را برای تعیین خواص کششی مواد با استفاده از یک آزمون که شکل نمونه های ان به شکل دمبل با ضخامت بین ۱٫۰میلی مترو ۱۴ میلی متررا شرح میکند استاندارد ASTMجاهایی برای مقایسه مستقیم نتایج مطلوب است توصیه میشودکه همه نمونه ها بایستی دارای یک ضخامت باشند

دستور العمل ASTMیک ماشین معمولی ازمایش کشش را شرح کیدهد که این ماشین ترکیبی ار اعضای ثابت و قابل تعویض و گیرها (گیره های ثابت یا قابل تنظیم )سیستم حرکتی ،شاخص بار گذاری و شاخص بار کششی در راس مقطع عرضی و دستور العمل ازمون همچنین ابزار های مناسب (کشش سنج ها ) را شرح میدهد که میتواند استفاده شوند برای تعیین فاطله بین دو نقطه مشخص شده بر روی فاصله مقایس در نمونه های تحت کشش.از انجایی که مواد ازمایش شده میتوانند دارای ضخامت های مختلف نسبت به نمونه اولیه شان داشته باشد برای مثال هنگامی که پلاستیک سخت و نیمه سخت یا مواد مرکب تقویت شده آزمایش می شدند نمونه های از مایش به پنج گروه کوچک بسته به ابعاد تو صیه شده نمونه ها تقسیم میشدند . این ابعاد بصورت کاملا ریز در دستور العمل ازمون ASTMشرح داده شده است . نمونه های ازمون را میتوتن با ماشین کاری ، برش کاری ، قالب گیری تهیه کرد.

برای مواد ایزو ترو پیک حداقل پنج نمونه برای هر الگو بایستی ازمایش شود و برای مواد غیر ایزو ترو پیک ده نمونه بایستی ازمایش شود که از این تعداد پنج نمونه بطور معمولی و پنج نمونه مواز یالیاف مقطع بزرگ نمونه بار گذاری میشود.سر عت بار گذاری میتواند از یک میلی متر در دقیقه تا ۵۰۰میلی متر در دقیقه ، بسته به نوع نمونه ودر جه صلبیت مواد میباشد بطوری که شکست ظرف سی ثانیه تا پنج دقیقه بعد از شروع ازمایش اتفاق می افتد.

محاسبه مقاومت کششی و مدول الاستیسیته کششی در متن بالا شر ح داده شده است.

مقاومت کششیب را میتوان در لحظه شکست نقطه تسلیم برای پلاستیک ها وقتی که کمان تنش در مقابل کرنش مشخص میشود یک تغییر شکل رو به افزایش بدون افزایش نیرو اغلب دیده میشود به عبارت دیگر ان اولین نقطه بر روی منحنی تنش کرنش است که در ان افزایش کرنش با افزایش تنش همراه نیست نقطه ای که بر ان یک کمان ابتدا بصورت یک رفتار دو نقطه شکست تلقی میشود.نقطه تسلیم شکست همچنین به عنوان اولین نقطه بر روی منحنی تنش کرنش در هنگامی که کمترین انحراف را نشان میدهد شناخته میشود .

در این نقطه مقاومت کششی در لحظه شکست اندازه گیری میشود به عبارت دیگر وقتی نمونه بر اثر افزایش بار شکسته میشود مقاومت کششی بر اثر شکست تعیین و گزارش میشود. ASTMd 638-53برای چندین نوع پلاستیک ، از جمله پلی پروو پیلن در هفت ازمایش گاه و با استفاده از نمونه های نوع یک ،با ضخامت ۰٫۱۲۵اینچ انجام شد نتیچه هر ازمایش بر اساس پنج محاسبه مجزا میباشد . هر ازمایشگاه برای هر ماده دو نتیجه بدست اورده .مدولالاستیسیته کششی پلی اتیلن در داخل ازمایشگاه ۸۹۰۰±۲۱۰۰۰۰PSIو۷۱۰۰۰±۲۱۰۰۰۰PSIبین همه ازمون های ازمایشگاه بود . مقاومت کششی در لحظه شکست برای پلی پروپلین در بین ازمون یک ازمایشگاه ۲۲±۳۶۳۰PSIودر بین کل ازمونهای ازمایشگاه ۱۶۱±۳۶۳۰PSIبود .

افزایش طول در لحظه شکست به ترتیب در داخل ازمون بار یک ازمایشگاه و در بین نتایج کل ازمایشگاه ها ۰٫۴۵±۸٫۷۹ و۵٫۹±۸٫۸ درصد بود. مقاومت کشش در لحظه شکست برای پلی پروپلن در بین ازمون های ازمایشگاه ۱۴۵۰±۲۹۷۰PSIو۱۶۵۰±۲۹۷۰PSIبین همه ازمون های ازمایشگاهی بود .

دستور العمل ASTMاشره میکند که ارقام مقاومت کشش به افزایش طول در لحظه شکست برای پلی پرو پلن های تقویت شده معمولا خیلی متغیر است که این به خاطر دم ثبات در گردنه محل تحت کشش در مرکز نمونه های تحت ازمایش می باشد بنابر این دستور العمل های ASTMاستفاده از مقاومت کششی و افزایش طول در لحظه شکست به عنوان ازمون جواب ده (مناسب)که در بیشتر موارد به مزایای ویژه ان مربوط است را توصیه میکند.

برای پلاستیک های پلی استایلن دستورالعمل ASTMارقام زیر را برای مقاومت کششی در لحظه شکست که از۱۰ ازمایشگاه متفاوت به دست آمده را بیان میکند.(جدول ۱-۸)

افزایش طول درنقطه شکست کششی از هشت آزمایشگاه به دست آمده است(جدول۲-۸)

توصیه های نویسنده در دستورالعمل ۵۳-۶۳۸ ASTMاین اطلاعات در فرم های متفاوتی نظیر ۱٫۲۳±۹٫۶۳ درصد داده شده است .این این گونه اطلاعات خیلی معتبر نبوده و به علت ظاهر دقیق گمراه کننده می باشند.

ابتدا وقتی که میانگین انحراف اطلاعات بیشتر از یک رقم باشدکمی بر روی ارقام بزرگ مثل ۹٫۶۳ دارد که ان بیانگر ان است که کهاندازهگیریها با دقت سه رقم در حالی که اندازه گیری های یک رقم هم جای ایراد دارد .دوم انحرافاتندرتابا دقت بیشتر از ۳۰ درصد تعیین میشود که آن ارقام ۱و۲و۳را تداعی میکنند که آن یک پیام گمراه کننده مبنی براینکه انحرافات با دقت بیشتر از یک درصد مشخص شده استرا میرساند .

بهترین شکل ممکن اطلاعات درجدول بایستی با دقت ۱٫۲±۹٫۶ درصد داده شود حتی در صورت استفاده از دقت ۱±۱۰ درصد میتواند عالی باشد.

مقاومت به کشش در لحظه گسیختگی به دست آمده از ۹ آزمایش (با سرعت بارگذاری ۲۰ اینچ در دقیقه )در جدول ۳-۸ نشان داده شده است .افزایش طول در لحظه شکست که از ۱۹ آزمایشگاه(با سرعت ۱۰ اینچ بر دقیقه) به دست آمده در جدول ۳-۸ نشان داده شده است.

استاندارد ۵۰۸۳D  ASTM در مورد روشهای آزمایش خواص کشششی پلاستیــک های گرما ســخت تقویت شده با نموـنه های چهار گوش.

این دستورالعمل ویژه ASTM مستقیما  به چوب و مواد گرما نرم مربوط نیست و بنابراین به صورت اختصار در اینجاداده شده است. این دستورالعمل برای تعیین خواص کششی پلاستیک های گرما سخت تقویت شده توصیه شده است. این آزمایش محـــدود شده است به استفاده از شیشه های تقویت شده گرما سخت که اختلاف عمده استاندارد ۶۳۸D ASTM استفاده از نمونه های شبیه استخوان سگ که در استاندارد ۵۰۸۳D ASTM از نمونه های دارای پهنای اسمی یکسان استفاده میشود.

روشهای آزمایش را می توان برای آزمایش مواد با ضخامت حداکثر۰٫۵۵ اینچ استفاده کرد . وسیله قابل توصیه برای روش ۵۰۸۳D ASTM شبیه به روش ۶۳۸D ASTM میباشد.

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*


شما می‌توانید از این دستورات HTML استفاده کنید: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>