2.1. Badanie odporności na zginanie i udarności na aparacie Dynstat

Schob, Nitsche i Salewski skonstruowali aparat Dynstat, za pomocą którego można określić udarność, udarność z karbem i wytrzymałość na zginanie małych próbek.

2.1.1. Oznaczanie odporności na zginanie za pomocą aparatu - typ Dynstat

Pomiar wytrzymałości na zginanie małych próbek polega na zmierzeniu kąta ugięcia i momentu zginającego w chwili zniszczenia tworzywa. Do próbki pomiarowej zamocowanej w obrotowym uchwycie przytwierdzone jest wahadło z obciążnikiem. Ruch obrotowy uchwytu jest przenoszony poprzez próbkę na wahadło. W miarę jego wznoszenia się powstaje i rośnie jego moment obrotowy działający na próbkę jako moment zginający. Ze względu na stałość obciążenia wahadła kąt wzniesienia jest miarą momentu zginającego. Wzrost naprężeń w próbce spowodowany wzrostem tego momentu prowadzi do jej zniszczenia. Odczytana w chwili zniszczenia wartość momentu zginającego M służy do obliczenia wytrzymałości na zginanie Rg. Równocześnie, z różnicy kąta obrotu próbki i kąta wzniesienia wahadła, można obliczyć kąt ugięcia próbki będący miarą jej odkształcenia.

Przebieg pomiaru wytrzymałości na zginanie

1. Wyciąć próbki o odpowiednich wymiarach.
2. Zmierzyć wymiary próbek (szerokość i grubość) z dokładnością do 0,1 mm.
3. Przykręcić do aparatu ruchome ramię z górnym uchwytem próbki.
4. Odaretować wahadło.
5. Zgrać punkt zerowy na skali kąta ugięcia (tarczy ruchomej) z punktem zerowym na skali momentów zginających (tarczy nieruchomej).
6. Umocować próbkę.
7. Wyzerować wskazówkę.
8. Włączyć silnik.
9. Obserwować zmianę kąta ugięcia pamiętając, że podczas wykonywania pomiarów nie należy przekroczyć kąta ugięcia 14°, 10°, 7° odpowiednio dla próbek 2, 3, 4 mm
   
   Jeżeli nie następuje zniszczenie próbki dla wahadła nieobciążonego (0-5 kG·cm) zamocować kolejno wahadło obciążone ciężarkiem A (0-10 kG·cm), a następnie ciężarkiem C odczytując na skali 0-40 (kG·cm).


10. Wykonać po minimum 3 pomiary dla każdego rodzaju badanego tworzywa.
11. Obliczyć średnią wytrzymałość na zginanie Rg, podać kąt ugięcia w chwili złamania oraz stosowane obciążenie wahadła.

2.1.2. Oznaczanie udarności za pomocą aparatu - typ Dynstat

Udarność jest to odporność tworzywa na złamanie udarowe. Określa się ją stosunkiem pracy, potrzebnej do dynamicznego złamania próbki, do przekroju poprzecznego próbki w miejscu złamania. Siła powinna być przyłożona z określoną prędkością. Samo określenie pracy potrzebnej do złamania lub pęknięcia próbki nie jest wystarczające. W zależności od własności badanego tworzywa pęknięcie może być kruche lub plastyczne. W przypadku drugim, na wykresie zależności przyłożonej siły od odkształcenia próbki, można wyraźnie zauważyć obszar odkształcenia plastycznego.

Udarność próbek bez karbu an Praca An zużyta na dynamiczne złamanie próbki bez karbu odniesiona do 1 cm² przekroju poprzecznego w miejscu złamania.
	An - praca potrzebna na złamanie próbki [J] b - szerokość próbki [cm] h - wysokość próbki [cm]
Udarność próbek z karbem ak Praca Ak zużyta na dynamiczne złamanie próbki z karbem odniesiona do 1 cm² pierwotnego przekroju poprzecznego próbki w miejscu karbu.
	Ak - praca potrzebna na złamanie próbki z karbem [J] b - szerokość próbki [cm] hk - wysokość próbki w miejscu karbu [cm]
Udarność względna KZ Stosunek udarności ak do udarności an, wyrażony w procentach.
	ak - udarność próbki z karbem an - udarność próbki bez karbu

Metoda pomiaru udarności

Zasada pomiaru udarności i udarności z karbem na aparacie Dynstat jest taka sama jak w metodzie Charpy. Różni się sposobem zamocowania próbki. Próbka zamocowana jest w uchwycie jednostronnie w pozycji pionowej, a w miejscu podparcia ma styk liniowy z uchwytem. Do pomiarów stosuje się próbki gładkie i próbki z karbem. Te ostatnie obrazują nam odporność wyrobów z tworzyw sztucznych o zarysowanych powierzchniach, z różnego rodzaju defektami zewnętrznymi i wewnętrznymi pochodzącymi z metod ich formowania.

Zakres stosowania metody
Metodę należy stosować do badania wyrobów i półwyrobów z tworzyw sztucznych, których wymiary uniemożliwiają wykonanie oznaczania inną metodą. Wyniki otrzymane tą metodą są nieporównywalne z wynikami udarności wykonanych za pomocą młotów Charpy lub Izod.

Opis metody
Oznaczenie polega na dynamicznym złamaniu próbki i odczytaniu na skali aparatu wielkości pracy zużytej na jej złamanie.

Przyrząd
Do oznaczania udarności tą metodą należy stosować aparat typu Dynstat umożliwiający uzyskanie maksymalnej pracy w trzech zakresach 5, 10 i 20 kG·cm. Prędkość ostrza młota w chwili uderzenia o próbkę powinna wynosić 2,2±0,05 m/s. Długość drogi młota zmienia się w granicach 0-90° aby praca potrzebna na złamanie próbki znajdowała się w zakresie 10-80% zakresu pracy młota. Próbki należy przygotowywać zgodnie z normą PN-68/C-89028.

Przebieg pomiaru udarności

1. Zmierzyć wymiary próbek (szerokość i grubość) z dokładnością do 0,1 mm (w przypadku próbki z karbem z środku karbu),
2. Zamocować w prawidłowy sposób próbkę w uchwycie. Próbkę z karbem umocować w taki sposób aby powierzchnia z naciętym karbem znajdowała się od strony ostrza młota.
3. Ustawić wskazówkę skali aparatu w taki sposób aby w chwili zetknięcia ostrza młota z próbką wskazówka skali była w styku z młotem.
4. Zamocować młot w zaczepie.
5. Płynnym ruchem (bez szarpnięć) zwolnić młot.
6. Odczytać na skali aparatu wielkość pracy zużytej na złamanie próbki, w [J].
7. Otrzymane wyniki pomiarów zamieścić w tabeli:

Wymiary próbki [cm]		Pole przekroju próbki [cm²]	Praca [J]	Udarność [J/cm²]
Szerokość	Grubość

Zakres materiału wymagany do zaliczenia

Należy zapoznać się z normą PN-68/C-89028 Oznaczanie udarności za pomocą aparatu - typ Dynstat.

Bibliografia z zakresu oznaczania udarności tworzyw polimerowych

1. Oznaczanie udarności tworzyw polimerowych. Mat. dydakt. ZUT [online]. [Dostęp: 27.01.10]. Dostępne w Internecie: http://www.ztp.ps.pl/download/laborki/18.pdf
2. BRONIEWSKI T., KAPKO J., PŁACZEK W., THOMALLA J. Metody badań i ocena właściwości tworzyw sztucznych. Warszawa : WNT, 2000.

Aktualizowano: 2010-01-30 23:51:03 :: http://bianda.cba.pl/tppch/