Ispitivanje i defektoskopija konstrukcija Mehaničko ... Mehanicke osobine nemetala.pdf · 2 Ispitivanje i defektoskopija konstrukcija Mehaničko ispitivanje nemetala 7/59 Ispitivanje

1

Ispitivanje i defektoskopija konstrukcijaMehaničko ispitivanje nemetala

v.as.mr. Samir Lemeš <[email protected]>

Ispitivanje i Ispitivanje i defektoskopija defektoskopija konstrukcijakonstrukcija

Mehaničko ispitivanje nemetala 2/59

Mehaničko ispitivanje nemetala

Ispitivanje polimeraIspitivanje drvetaIspitivanje papira



Ispitivanje polimera

Šta je polimer?Gdje se koristi?PrimjeriKako se ispituju?




Polimer je tvar sastavljena od molekula visoke relativne molekularne mase čija se struktura sastoji od višestruko ponavljanih jedinica niske relativne molekularne mase (monomera). Jedna molekula polimera naziva se makromolekula.




Podjela polimera:TermosetoviTermoplastikaGume i elastomeri




Termoplastika – topi se prilikom zagrijavanja i obrađuje se u tečnom stanju raznim metodama: ekstrudiranjem ili brizganjem. Polietilen, Polivinil hlorid (PVC), Polipropilen, Polistiren.

2



Ispitivanje polimeraPolietilen – kontejneri, električni izolatori, boce proizvedene puhanjem(PET)PVC – oluci, prozorski okviri, električne cijevi (tvrdi PVC) - koferi, obuća, podne obloge, crijeva za zalijevanje (plastificirani PVC) Polistiren – dugmad i tipke za električne aparate, kućišta uređajaPoliakril – odjeća i tekstil




Termoset (smole, resin) Obuhvataju epoksi i fenolne smole i poliuretanZa razliku od termoplastike, ne mogu se otapati više puta i tako oblikovatiTermoplastika ima širu upotrebu od termoseta




Fenol – električni uređaji, kleme, kućišta prekidača, konektoriEpoksi smole – zaštitne i dektrativne obloge, kompozitni materijali ojačani vlaknimaAmino smole (Urea i melamin) –adhezivi, čamci, podne obloge i dijelovi namještaja



Ispitivanje polimeraPrirodna gumaSintetička (silikonska) guma je elastomerStiren-butadien guma – pneumatici za automobileNeopren – izolacija na žicama i kablovima, industrijska crijeva i trake, zaptivači u automobilskoj industrijiSilikonska guma - zaptivači




Polimerni materijali se vezuju kovalentnim vezama između ugljika C i vodonika H, kao i sekundarnim vezama između lanaca molekula

primjer: Polietilen




Kod linearnih polimera polimerni lanci su raspoređeni linearnoMogu biti isprepleteni ili pravilno raspoređeni

3




Linearni razgranati polimeri nastaju kad reakcije tokom polimerizacije formiraju grane koje smanjuju gustoću polimera




Kod keramike ili metala javljaju se ponavljajući kristali takvi da svaki pojedini kristal sadrži sve atome od kojih se sastoji taj materijalKod polimera sastavne jedinice su monomeri



Ispitivanje polimeraStepen kristalizacije utiče na mehaničke osobine svih polimeraŠto je više kristalne strukture, materijal je krući, tvrđi, gušći i manje fleksibilan, otporniji na otapala i na toplotuStepen kristalizacije utiče i na optičke osobine; refkletovano svjetlo između kristalne i amorfne strukture smanjuje transparentnost




Kristalizirani polimer ima dvije komponente: kristaliziranu i amorfnu




Ispitivanje polimera na zatezanje




Sa dijagrama se vidi da se zatezne osobine polietilena mijenjaju u zavisnosti od brzine naprezanjaKod bržeg naprezanja nema vremena da dođe do hladnog puzanja (kad se lanci molekula reorganizuju paralelno pravcu naprezanja)

4



Ispitivanje polimeraProizvodnja proizvoda od polimera podrazumijeva topljenje i tok polimeraUobičajene tehnike:Brizganje (Injection Moulding)Ekstrudiranje (Extrusion)Puhanje (Blow Moulding)Svi postupci podrazumijevaju tečenje i topljenje




Kapilarna reometrija mjeri vidljivi viskozitet (otpor tečenju) na raznim brzinama smicanja i na raznim temperaturamaRezultati se koriste za određivanje parametara obrade, kontrolu kvaliteta po lotovima, mjerenje degradacije i termalne stabilnosti




Kapilarnareometrija

izlazni materijal

kalup za ekstrudiranje

klip površine A

grijači

otopljeni polimer

sila F

prečnikcilindra

d

brzinav

prečnik kapilaradc

dužina kapilaraLc




MELT FLOW INDEXER je sličan kapilarnom reometru Radi samo na fisknoj tački i ne dozvoljava ocjenu materijala pod normalnim uslovima ekstrudiranja ekstrudirani materijal

alat

klip

grijačiistopljeni polimer



Ispitivanje polimeraTermalna analiza: Diferencijalna skanirajuća kalorimetrija se koristi za utvrđivanje šta se dešava s polimerima pri zagrijavanjuTermalni prelazi su promjene koje se dešavaju u polimeru zagrijavanjem (npr. topljenje kristalizarnog polimera)Posmatraju se:

Temperatura termalnog prelazaTemperatura kristalizacijeTemperatura topljenja




5




Temperatura staklenog prelaza






Ispitivanje polimeraIznad temperature staklenog prelaza polimeri postaju jako pokretniKad postignu određenu temperaturu, imat će dovoljno energije za uređenu strukturu (kristale)U ovom području polimeri generišu toplotu






Ispitivanje polimeraDinamička mehanička analiza određuje:

modul elastičnosti G' modul viskoziteta G''koeficijent prigušenja (tan D)

kao funkcije temperature, frekvencije ili vremenaObično se prikazuje grafička zavisnost G', G'' i tan D od temperatureDMA identifikuje prelazna područja plastike, kao što su stakleni prelaz i može se koristiti za kontrolu kvaliteta ili razvoj proizvodaDMA ima bolju rezoluciju od DSC (Differential Scanning Calorimetry)



Ispitivanje polimeraDinamička mehanička analiza

Modul krutosti

Modulviskoziteta

Koeficijentprigušenja

6



Ispitivanje polimeraTermogravimetrijska analiza (TGA) se vrši na uzorcima da se odrede promjene mase sa promjenom temperatureTGA se koristi kod polimera da se odredi temperatura degradacije, apsorbovana vlaga, nivo organiskih i anorganskih komponenti u materijalu, tačke razgradnje eksploziva i ostaci otapala






Ispitivanje polimeraVisokobrzinski udarni test se koristi za određivanje čvrstoće, krivulje sila/deformacija i ukupne apsorpcije energije udaraKako dosta materijala (posebno termoplastika) ima manju udarnu čvrstoću na nižim temperaturama, potrebno je simulirati stvarne uslove eksploatacije






Ispitivanje drveta

Mehanička ispitivanjaAkustična ispitivanjaElektromagnetska ispitivanjaNuklearna ispitivanjaIspitivanja zaštitnog premaza



Ispitivanje drveta

Mehanička ispitivanja:statičko savijanjeotpor bušenjuotpor prodiranjuigle

7



Ispitivanje drveta

Ispitivanje savijanjem



Ispitivanje drveta



Ispitivanje drveta

Otpor prodiranju igle



Ispitivanje drveta

Akustične metode:Tajmer talasa naprezanja (stress wave timer)UltrazvukAkustična emisijaVibracije (uzdužne, poprečne, torzione)



Ispitivanje drveta

Tajmer talasa naprezanja (stress wave timer) mjeri brzinu propagacije zvuka kroz drvoOtkriva unutrašnje defekteOdređuje integritet strukture stabla



Ispitivanje drveta

8



Ispitivanje drveta

Akustična tomografija



Ispitivanje drveta




Ispitivanje drveta

Ispitivanje MDF pločaultrazvukom



Ispitivanje drveta

Elektromagnetne metode:mjerenje sadržaja vlagemikrotalasna mjerenjatermografija



Ispitivanje drveta Ispitivanje i Ispitivanje i defektoskopija defektoskopija konstrukcijakonstrukcija


Ispitivanje drveta

9



Ispitivanje drveta

Nuklearna ispitivanja:x-zrakegama-zrake(CT)Magnetna rezonanca



Ispitivanje drvetaAkustična ispitivanja:Ispitivanje živog drvećaOtkrivanje defekataIzbor drveta za izradu muzičkih instrumenataAkustične osobine drveta: brzina zvuka, akustična impedanca, prigušenje (logaritamski dekrement δ)



Ispitivanje drvetaLogaritamski dekrement δ



Ispitivanje drvetaLogaritamski dekrement δ



Ispitivanje drveta

Brzina zvuka kroz drvo sa defektima je manja



Ispitivanje drveta


10



Ispitivanje drveta

Ispitivanje sile izvlačenja vijka iz drveta



Ispitivanje papira

Papir je složeni ortotropni, anizotropni i higroskopan materijalVelike varijacijeosobina: potreban veći brojuzoraka



Ispitivanje papiraMasa, sadržaj vlageDebljinaZatezna čvrstoćaCijepanjeHigroekspanzijaHrapavostTransparentnostBojaUpijanje vode

Papir "pamti" vlagu – svaka promjena vlažnosti ponovo mijenja osobineOsobine u različitim pravcima su različite



Ispitivanje papira

Mjerenje debljine

Mjerenjezateznečvrstoćekidalicom



Ispitivanje papira

Ispitivanje na pritisak(izvijanje)

Refleksijasvjetlosti

Documents

Ispitivanje i defektoskopija konstrukcija Mehaničko ... Mehanicke osobine nemetala.pdf · 2 Ispitivanje i defektoskopija konstrukcija Mehaničko ispitivanje nemetala 7/59 Ispitivanje