Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Теоретичні відомості. Механічна міцність − це здатність тіла чинити опір руйнуванню під дією механічних сил [1].
Механічна міцність − це здатність тіла чинити опір руйнуванню під дією механічних сил [1]. Для кількісної оцінки механічної міцності пакувальних матеріалів використовують різні характеристики, які можна розділити на наступні групи: · силові (руйнівне напруження, руйнівне зусилля, втомна міцність); · тимчасові (довговічність, опір втомі); · енергетичні (ударна в’язкість, поверхнева енергія руйнування) [2]. Механічна міцність плівок визначається: − природою матеріалу; − молекулярною масою; − молекулярно-масовим розподілом; − ступенем полідисперсності (неоднорідності молекулярної структури); − наявністю добавок; − міжшаровою адгезійною міцністю; − молекулярною структурою в шарах, яка визначається технологією їх отримання та специфічними особливостями таких матеріалів, пов’язаних з їх товщиною, питомою поверхнею і ступенем орієнтації. Існує ряд стандартних методів випробувань для визначення відповідності фізико-механічних характеристик плівок вимогам. У загальному, механічні властивості плівок можна розділити на вимірювані у випробуваннях під час розтягу і на удар. Міцність під час розтягу визначають згідноГОСТ 14236-81 (дод. Б) [3]. При визначенні міцності плівок на розтяг важливим параметром є швидкість деформації. Під час пакувальних операцій плівки часто піддаються високим швидкостям деформації, і ці процеси слід по можливості відтворювати при випробуваннях. Малі швидкості деформації кращі, якщо властивості матеріалу визначаються в цілях вибору між полімерами різних типів. Типовими параметрами, які визначаються в результаті випробування на розтяг, є модуль пружності (показник жорсткості плівки, який визначається зусиллям, яке необхідно прикласти до зразка для його деформування), межа плинності (показник деформації зразка під дією постійного напруження) і відносне видовження (зміна лінійних розмірів плівки під час прикладання осьового навантаження) при розриві. Міцність на роздирання. Плівки часто руйнуються через надрив, а не за натягом, що зумовлює необхідність у дослідженні плівки на роздирання. Для задання напряму руйнування в плівці можна робити надріз. Умови випробування визначені стандартом ГОСТ 26128-84 (дод. В) [4]. Ударна міцність. Даний показник визначається заГОСТ Р 53655.1-2009 (дод. Г) [5], згідно з яким для випробування досліджуваного плівкового матеріалу (товщиною не більше 1 мм) на ударостійкість встановлено два метод − “А” і “Б”. За методом “А” використовують бойок напівсферичної форми діаметром 38 ± 1 мм, висота падіння для якого встановлена в межах 0, 66 ± 0, 01 м. Цей метод застосовують для матеріалів, які руйнуються під дією падаючих вантажів масою від 0, 05 до 2, 00 кг. Згідно методу “Б” використовують бойок напівсферичної форми діаметром 50 ± 1 мм, висота падіння якого має становити 1, 50 ± 0, 01 м. Цей метод застосовують для матеріалів, які руйнуються під дією падаючих вантажів масою від 0, 3 до 2, 0 кг. Процес випробування передбачає рівномірну зміну маси падаючого вантажу до появи пошкодження. Нормативні значення показників механічної міцності типових пакувальних полімерних матеріалів наведені в табл. 2.1.
Таблиця 2.1 − Показники міцності полімерних плівкових матеріалів
Хід роботи: 1. Підготувати три зразки кожної з досліджуваних полімерних плівок розміром 50 150 мм. 2. Провести дослідження зразків кожної плівки на розтяг і на розрив: 2.1. З допомогою товщиноміра виміряти товщину досліджуваного зразка. 2.2. Закріпити зразок в затискачах дослідної установки (рис. 2.1). Виміряти довжину зразка між затискачами з допомогою лінійки. 2.3. Обертаючи гвинт 4, розтягувати зразок до моменту руйнування. Зняти показ руйнівного зусилля та граничної довжини зразка до настання руйнування (відстань між затискачами в момент руйнування). Розрахувати відносне видовження при розриві за формулою:
Vв= Lруйн/ Lпоч ⋅ 100%, (4)
де Lруйн − довжина зразка після руйнування; Lпоч – довжина зразка до руйнування. 2.4. Вилучити зруйнований зразок з установки та замінити його на наступний. 2.5. Випробування повторити зі всіма підготовленими зразками згідно п.п. 2.1-2.3. 2.6. Занести результати випробувань та розрахунів у табл. 2.1. Рис. 2.1. Пристрій для визначення міцності пакувальних матеріалів: 1 – основа; 2 – стійки; 3 – зразковий динамометр; 4 – гвинт; 5 – затискні елементи
3. Здійснити випробування зразків кожної досліджуваної плівки на визначення опору роздиранню. 3.1. Підготувати зразки плівкових матеріалів як показано на рис. 2.2, виміряти їх товщину. 3.2. Закріпити зразок між затискачами установки (рис. 2.1) за схемою, що зображена на рис. 2.3. 3.3. Обертаючи гвинт 4 визначити максимальний показ індикатора. 3.4. Провести випробування згідно п.п. 3.1-3.3 зі зразками, що залишились. 3.5. Обчислити опір роздиранню досліджених зразків за формулою: (5) де F − навантаження роздирання зразка, Н; d − товщина зразка, мм. 3.6. Занести результати розрахунків у табл. 2.1.
4. Здійснити випробування полімерних плівкових матеріалів на визначення ударної міцності. 4.1. Зафіксувати дослідний зразок в горизонтальній площині без провисання. 4.2. Обрати метод проведення випробування (“А” або “Б”) та встановити вантаж відповідної початкової маси на визначеній висоті. 4.3. Скинути вантаж на зразок, після чого перевірити його цілісність. Руйнуванням слід вважати будь-який розрив зразка, який можна легко визначити на дотик або візуально. 4.4. Якщо перший зразок зруйновано, масу падаючого вантажу зменшити на Δ т для випробування наступного зразка. Якщо перший зразок не пошкодився, масу падаючого вантажу збільшити на Δ т. Величина приросту Δ т залежить від ударної міцності зразка і становить 5-15 % руйнуючої маси при ударі. 4.5. Після випробування всіх зразків підрахувати загальну кількість зруйнованих − N. Якщо N становить більше половини досліджених зразків, випробування завершити. Якщо ні − продовжити до отримання половини зруйнованих зразків від загальної кількості досліджених. 4.6. Визначити руйнівну масу mр під час удару за формулою: , (5) де − найменша маса падаючого вантажу, при якій відбулось руйнування зразка для k ступенів приросту маси, г; , (6) де − кількість зруйнованих зразків під дією вантажу руйнівної маси; zi − кількість приростів маси від до . 4.7. Внести результати розрахунків в табл. 3.2. 5. Зробити висновки про міцність досліджених матеріалів.
Таблиця 2.2 Результати випробувань плівкових пакувальних матеріалів на міцність
|