Embed Size (px)
Citation preview
Universitatea "POLITEHNICA" din BUCUREŞTI
FACULTATEA DE CHIMIE APLICATǍ ŞI ŞTIINŢA MATERIALELOR
Laboratorul de încercǎri mecanice
Str. Gh Polizu 1-7, Corp A, Sala 030A, 011061,-Bucureşti, Sector 1
MOD DE LUCRU
DETERMINAREA REZISTENTEI LA SOC A
MATERIALELOR POLIMERICE ŞI COMPOZITE
CU AJUTORUL PENDULULUI
- METODA IZOD
Responsabil încercări conf.dr.ing. Paul Octavian Stănescu Avertisment: Documentul de faţă este proprietatea Laboratorului de încercări mecanice.
2
1. Inspectarea şi condiţionarea epruvetelor
Epruvetele livrate de clienţi la dimensiunile prevăzute în SR EN ISO 180: 2001 sunt
inspectate vizual pentru a observa prezenta unor eventuale defecte. Epruvetele care nu sunt
conforme sunt refuzate. Cu ajutorul şublerului electronic se realizează măsuratori ale
dimensiunilor epruvetelor în mai multe puncte pentru a observa uniformitatea materialului.
Dupa inspectare, epruvetele care sunt conforme se conditioneaza prin mentinerea la o
temperatură constanta de 23oC, minim 16 ore în atmosferă cu umiditate relativă de 50 %.
Temperatura din laborator este masurata cu termometrul.Valorile temperaturii se citesc în timpul
determinărilor şi vor fi înregistrate în caietele de lucru.
2. Stanţarea epruvetelor din plăci de materiale termoplaste
In cazul materialelor termoplaste furnizate de către clienţi sub formă de placă de grosime
4,0 ± 0,2 mm se ştanţează epruvete cu ajutorul maşinii de ştanţat (Figura 1) la următoarele
dimensiuni: lungimea l = 80 ± 2 mm, latimea b = 10,0 ± 0,2 mm si o grosime de 4,0 ± 0,2 mm.
Figura 1. Maşină de ştanţat epruvete
3. Crestarea epruvetelor
Epruvetele sunt crestate cu ajutorul maşinii pentru crestare epruvete (Figura 2). Se va
efectua o crestătură de tip A cu raza de 0,25 ± 0,05 mm şi unghiul de 45o ± 1o.
Efectuarea crestăturii presupune următoarele etape:
1.introducerea epruvetelor necrestate în maşina de crestat;
2.reglarea parametrilor maşinii de crestat (pasul de înaintare-1 şi viteza de tăiere-2). Se
recomandă ca pasul de înaintare al epruvetei să fie mic în timp ce viteza de tăiere să fie mare.
3.prinderea epruvetei în maşina de crestat
3. pornirea maşinii de cresat prin apăsarea butonului START
4.scoaterea epruvetei din maşina de crestat
3
1 2
Figura 2. Maşină de crestat epruvete / pozitionare epruvete
4. Măsurarea adâncimii crestăturii epruvetei
După crestarea epruvetei este necesară o măsurare a adâncimii crestăturii epruvetei.
Măsurarea adâncimii epruvetei cu micrometrul presupune parcurgerea urmatoarelor
etape:
1. se porneşte micrometrul de la butonul ON.
2. se introduce epruveta cu partea necrestată în vederea măsurării lăţimii totale (b);
3. se poziţionează epruveta cu partea crestată conform Figurii 3 în vederea măsurării
adâncimii crestăturii (bN)
4
Epruveta crestata
Micrometru
Figura 3. Micrometrul pentru masurat adâncimea crestăturii
Adâncimea crestăturii masurată cu ajutorul micrometrului trebuie să fie de 2 mm ±0,02
mm
5. Pregatirea pendulului in vederea testarii la soc Izod
Configurarea pendulului pentru incercarea la soc Izod conform ISO-180 se realizeaza in
mai multe etape:
5.1. pendul standard
Pendulul standard are o raza nominala de 334.975 mm si o energie de 2.75 J la o
inaltime de 590 mm (unghi brat pendul ~1400).
Se configureaza pentru testul Izod prin montarea unui varf de lovire (cutit) Izod si a
dispozitivului pentru pozitionarea si sustinerea epruvetei.
Optional se pot adauga greutati pentru a creste energia nominala a pendulului (tabel 1).
Tabel 1: Energia nominala a pendulului standard, cu sau fara greutati, configurat pentru
determinarea rezistentei la soc Izod
Nr.
crt.
Cod
greutate
optionala
Raza
nominala
(mm)
Masa
pendul+greutati
(N)
Unghi
brat
pendul
Inaltimea
(mm)
Viteza
de
impact
(m/sec)
Energia
Nominala
(J)
1 - 334.975 4.537 1400 590 3.41 2.75
2 #2017 334.975 9.177 1400 590 3.41 5.5
3 #2018 334.975 18.44 1400 590 3.41 11.0
4 #2019 334.975 36.98 1400 590 3.41 22.0
5.2. montare greutati optionale
Greutatile optionale se monteaza doar in set. Un set consta in 2 perechi de greutati cu
acelasi cod (ex. 2 x #2017). Acestea se monteaza in gaurile rotunde mari ale pendulului situate
de o parte si de alta a varfului de lovire, prin strangerea suruburilor cu ajutorul inbusului 3/16.
5
!!! Greutatile se monteaza doar cand pendulul este in pozitie libera.
Figura 3: Montarea unei perechi de greutati optionale
5.3. modificarea unghiului brat pendul
Cu pendulul in pozitie libera, se desfac cele doua suruburi care fixeaza bratul si se
pozitioneaza bratul pendulului aproximativ in pozitia dorita, (vezi tabel 1):
➢ Ora 11 pentru unghiul de 1400 si inaltimea de 590 mm
Figura 4: Modificarea unghiului brat pendul
!!! Ulterior, dupa deschiderea displayului se vor face ajustarile fine.
5.4. montare varful lovire (cutit) Izod
Se monteaza pe pendul astfel incat suruburile cutitului sa se potriveasca perfect in gaurile
de pe pendul. Apoi se strang suruburile cu ajutorul unui inbus ET 5/32.
6
Figura 5: Cutit Izod
5.5. montare dispozitiv de fixare Izod a epruvetei
(Se indeparteaza bacurile pe care este pozitionata epruveta la incercarea Charpy, daca
acestea sunt montate).
Se pozitioneaza dispozitivul Izod de fixare a epruvetelor astfel incat suruburile sa intre
perfect in gaurile de pe podeaua metalica fixata pe masa. Suruburile se strand cu ajutorul
inbusului 5/16.
Figura 6: Dispozitiv de fixare Izod a epruvetei
6. Deschidere display pendul si stabilirea principalilor parametri
Se apasa butonul ON situat in spatele displayului.
✓ Va apare pe ecran modul – INITIALISATION SCREEN, in care se cere ridicarea
pendulului (“Latch the pendulum”).
Figura 7: Display initial
Se ridica pendulul si se apasa tasta ENTER.
✓ Va apare pe ecran modul – CURRENT TEST, in care sunt pastrati parametrii
folositi la ultima incercare facuta.
7
• Pentru a intra in meniul principal si a schimba parametrii – se apasa ENTER de 2 ori si
apoi MODE
• Daca se face un test cu aceeasi parametri de la ultima folosire a pendulului, se vor
introduce datele de identificare ale epruvetei pe care dorim sa o testam si se apasa
ENTER. Se cere ridicarea pendulului si se confirma cu ENTER.
In MENIUL PRINCIPAL executantul poate accesa si introduce modificari in
urmatoarele setari: Pendulum, Friction loss, Calibration, Verification si in cele din urma
TEST pentru inceperea unui test.
Figura 8: Meniul principal al displayului
Pentru a intra in fereastra secundara se apasa tasta ce corespunde pozitiei din meniul
principal.
La pozitia 9, SYSTEM SETTINGS accesul se face doar pe baza de parola cunoscuta
doar de responsabilul de incercare.
6.1. Din meniul principal se apasa tasta 4 pentru a seta caracteristicile pendulului
Figura 9: Caracteristicile de greutate si raza ale pendulului
Dupa intrarea in meniul secundar se selecteaza cifra corespunzatoare greutatii si razei
pendulului folosit, la momentul efectuarii testului (vezi tabel 1), apoi se apasa tasta ENTER.
6.2. Din meniul principal se apasa tasta 8 pentru calcularea automata a energiei pierdute
prin frecarea cu aerul si in lagare (EL).
8
Figura 10: Calcularea energiei pierduta prin frecare
1. Se stabileste nr de jumatati de cicluri. Se apasa MODE pentru continuare.
2. pendulul in pozitie ridicata – se apasa MODE pentru confirmare
3. se apasa MODE si se elibereaza rapid pendulul
La efectuarea celor 11 cicluri, va fi afisata energia totala pierduta precum si pierderea
medie de energie.
ENTER pentru a reveni in meniul principal.
6.3. Din meniul principal se apasa tasta 2 pentru calibrare.
Figura 11: Calibrarea pendulului
Se urmeaza pasii de pe display:
1. pendulul in pozitie coborata – se apasa MODE pentru confirmare
2. pendulul in pozitie ridicata – se apasa MODE pentru confirmare
3. se apasa MODE si se elibereaza rapid pendulul
Va fi afisata valoarea energiei pierdute prin frecarea cu aerul si in lagare (EL).
Pentru a accepta calibrarea efectuata se apasa 1 si ENTER.
Pentru a repeta calibrarea se apasa 2.
ENTER pentru a reveni in meniul principal.
!!! Pendulul se calibreaza la inceputul fiecarei zile de lucru precum si la orice modificare a
a greutatii sau inaltimii pendulului.
6.4. Din meniul principal se apasa tasta 7 pentru verificare.
9
Se ridica pendulul si se apasa tasta MODE.
Figura 12: Verificarea calibrarii pendulului
Pe display vor apare inregistrari in timp real pentru:
- Energia Potentiala (PE) totala disponibila pentru greutatea, inaltimea si raza
nominala a pendulului utilizat.
- unghiul bratului pendulului: va apare cu valoare negativa deoarece este in
partea de preimpact (pendul ridicat)
- energia pierduta prin frecarile cu aerul si in lagare (EL)
- inaltimea (HT) de la care cade pendulul
Inregistrari statistice:
- Zero E (numaratoare digitala) : de cate ori a fost adus pendulul din pozitia de
energie 0 (pozitie libera) la pozitia ridicat
- total energie pierduta (EA) pentru un ciclu intreg al pendulului
- Beta Max (numaratoare digitala): de cate ori a ajuns pendulul din pozitia de
energie 0 la inaltimea maxima post-impact, dupa un ciclu liber (fara epruveta)
- B. Ang.: numaratoare digitala pentru Beta Max, transformata in grade
!!! Pentru a verifica faptul ca energia pierduta prin frecarile cu aerul si in lagare este in
domeniul acceptat se calculeaza:
100PE
EA
Rezultatul trebuie sa fie de maxim 2% din energia maxima de impact
In aceasta fereastra se vor face ajustari fine pentru a stabili unghiul brat pendul cat mai
aproape de valoarea din tabel propusa initial.
Se recomanda ca aceste ajustari fine sa nu depaseasca 220.
Deasemenea se recomanda ca ajustarile sa se faca in sensul scaderii inaltimii de la care
va cadea pendulul.
!!! Daca se efectueaza o crestere a inaltimii de la care va cadea pendulul este necesara o
inchidere a displayului si reluarea tuturor etapelor din meniul principal.
ENTER pentru a reveni in meniul principal.
10
6.5. Recalculare energie pierduta (EL) si recalibrare
Daca ajustarile au fost mai mici de 220 in sensul scaderii inaltimii de cadere a pendulului,
operatorul va repeta calcularea energiei pierdute prin frecarea cu aerul si in lagare (EL) si va
efectua o noua calibrare.
6.6. Din meniul principal se apasa tasta 6 pentru setarea parametrilor incercarii.
1. Correction: cu corectia Toss
2. Specimen ID: identificarea probei introdusa automat
3. Break Type: tipul de rupere - Required
4. Results: rezultatele obtinute obtinute se introduc manual
5. Print: imprimarea rezultatelor – block
6. Test settings: se vor introduce o singura data – once
ENTER pentru a reveni in meniul principal.
6.7. Din meniul principal se apasa tasta 1 pentru inceperea testului.
Apoi tasta ENTER.
Se trece in modul CURRENT TEST.
7. Pornire calculator si soft aferent:
Se apasa pe butonul de pornire al calculatorului si se acceseaza iconita IMPACT situata
pe desktop.
8. Verificarea epruvetei
Dupa setarea parametrilor se incepe primul set de analize. Pentru un material se testeaza
un set de 10 epruvete.
Epruveta de testat este inspectata vizual pentru a observa prezenta unor eventuale defecte.
Daca nu este conforma, aceasta este respinsa si inlocuita cu alta.
Uniformitatea suprafeţei epruvetei se verifica cu ajutorul unui şubler electronic prin
masurarea dimensiunilor epruvetei în mai multe puncte.
9. Introducerea datelor in soft si pe displayul pendulului
Se introduc valorile in mm ale latimii ramasa dupa crestare (width) si grosimii (depth)
pe displayul pendulului si in softul instalat pe calculator.
In softul calculatorului sunt 3 interfete principale:
- pentru introducerea datelor despre epruveta;
- pentru vizualizarea parametrilor pendulului setati anterior din meniul de pe
displayul pendulului
- pentru inregistrarea, vizualizarea si editarea datelor obtinute in urma incercarii
11
Figura 13: Fereastra principala a softului
10. Pozitionarea epruvetei in dispozitivul de fixare montat
Se pozitioneaza epruveta vertical astfel incat cutitul fals, incastrat in dispozitivul de
fixare IZOD sa se angajeze in crestatura epruvetei. Epruveta va avea un capat fix si celalalt liber.
Metoda consta in lovirea cu o anumita energie a epruvetei cu ciocanul-pendul. Se
determina energia absorbita, in jouli, care caracterizeaza rezistenta la soc Izod a materialului.
Impactul este pe aceeasi parte pe care se afla crestatura.
Figura 14: Modul de impact al pendulului in epruveta crestata vedere din lateral
Dupa introducerea datelor in soft si pe display se apasa ENTER de la meniul displayului.
Se intra astfel in modul CURRENT TEST.
Pendulul trebuie sa fie in pozitie ridicata. Se confirma cu ENTER.
12
11. Lovirea epruvetei
Se elibereaza pendulul.
Dupa ce epruveta a fost lovita pe displayul pendulului si in soft va apare energia de
rupere.
Se opreste cu grija pendulul si se ridica in pozitia initiala.
!!! ATENTIE: Un test nu poate fi acceptat sau respins pana ce pendulul nu este ridicat in
pozitia initiala.
De indata ce pendulul este ridicat, operatorul va preciza pe display modul de rupere al
epruvetei. ENTER pentru confirmare.
In continuare, vor fi afisate pe display 2 optiuni.
1) Se apasa tasta 1 pentru acceptare test
2) Se apasa tasta 2 pentru respingere test
Daca testul va fi acceptat rezultatul va fi inregistrat in soft. Daca testul va fi refuzat
rezultatul obtinut va fi sters automat.
Daca epruveta nu se rupe, se recurge la cresterea energiei de impact si se incearca o
epruveta noua.
!!! ATENTIE: Operatorul trebuie sa poarte o pereche de ochelari de siguranta si sa nu stea
in apropierea pendulului in momentul impactului.
12. Inregistrarea datelor obtinute
Rezultatele vor fi inregistrate automat sub forma unui tabel, care cuprinde si parametrii
statistici. Softul calculeaza automat deviatia standard pentru media aritmetica a valorilor obtinute
atat pentru energie cat si pentru rezistenta la impact.
