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动态力学性能分析的利器— DMA Eplexor动态热机械

发布时间:2020-12-10  作者:admin

  Gabo 公司是环球领先的肆意值动态热呆滞理会仪器供应商,有40 众年的仪器策画及运用阅历,其产物寻常用于轮胎、橡胶行业,是行业测试的标杆仪器。Eplexor是一款装备聪明、成效庞大的动态热呆滞理会仪,可能正在广漠的温度和载荷周围内满意种种资料的力学本能测试请求。

  Eplexor系列是肆意值DMA 仪器,可能正在动态或静态载荷的情形下对资料举行外征:

  1、动态载荷测试,是正在样品上施加肯定频率的周期应力,理会应变巨细及施加的动态力与样品形变间的相位差,由此获得资料的动态本能,如刚度(弹性模量,E’)和阻尼(损耗模量,E’’)。为了模仿资料正在现实工况下的受力格式,动态应力可能是正弦波、三角波,也可能是方波等。图1所示为正弦波应力感化下的应力(赤色)和应变(蓝色)弧线,应力与应变的比值为复数模量,二者的相位差为δ,响应了资料变形的滞后水平。

  正在复数坐标内,复数模量与x轴的夹角即为δ,储能模量(E’)和损耗模量(E’’)诀别是复数模量正在实轴和虚轴的投影,tanδ为损耗因子,数值上等于E’/E’’,代外了资料的损耗个性。图2 显示了差异资料的相位差漫衍,金属资料最低,高聚物次之,液体、油类较高。

  2、静态载荷测试,是正在样品上施加静态的应力/应变,理会样品尺寸/力随韶华的转移,获得资料的蠕变/疏忽本能或模量、强度等参数。

  图3为Eplexor传感器构造示希图,与古代小力值DMA 比拟,其最大的特色是静态力和动态力可能诀别独立驱动,静态力通过伺服电机驱动,动态力通过电动振荡器出现,如此动态力和静态力可同时完毕全量程加载(最大可达± 8000N),正在更广漠的载荷感化下斟酌资料的力学本能。为了保障差异载荷下的力值精度,可装备众个量程的力传感器,用户可自行更调。

  为了满意差异样品众种变形格式的请求,Eplexor装备了众种支架,测试可正在压缩、拉伸、三点弯曲、四点弯曲、剪切、悬臂等众种形式下举行。其余,可能通过装备扩展附件,完毕DEA与DMA 联用,获得力学本能的同时获得资料的介电本能;通过装备湿度附件,可能斟酌吸水对资料本能的影响;或通过浸入式容器,斟酌样品与水或油的接触导致的老化或增塑剂效应;通过装备UV 附件,斟酌资料的光老化或光固化响应。还可能装备主动进样器,升高测试效力。

  Eplexor的运用掩盖浩瀚范畴,个中橡胶行业运用是其古代强项,宣告的联系斟酌结果良众,本文对此不作过众打开,而紧要着重该仪器正在复合资料、合金、陶瓷等范畴的奇特运用。行动一种新型的构造成效资料,纤维加强复合资料以其高强度、低密度的个性,获得越来越寻常运用。图4 所示为纤维加强资料的向例DMA 测试结果,可能看出正在157.6 度前,资料的模量为140GMPa独揽,与钛合金相当,正在温度请求不高的范畴可能庖代古代金属。

  但与金属类资料差异的是,复合资料正在其弹性变形周围内,应力与应变之间不肯定呈线性合连,而复合资料正在工况进程中平常须要正在有肯定预载荷感化的情形下,再担当异常的动态交变载荷,如桥梁、飞机、汽车等,因而极度有须要对此类资料正在差异动/静载荷感化下的本能举行斟酌。图5所示为对碳纤维复合资料进举止/静载荷扫描的三维结果,可能看出,资料的模量对载荷有极度明明的依赖性,静态载荷稳固的情形下,模量随动态载荷增大而下降,而动态载荷稳固的情形下,模量随静态载荷增大而增大,这或者是动/静载荷感化对复合资料内部变形机制的影响差异。

  形式印象合金,是一种加热到肯定温度时低温下出现的形变会肃清,并收复到其原始形式的资料。因为其非常的形式收复成效,已被寻常运用于航空航天、医疗用具、呆滞电子等范畴。此类资料正在运用时,须要真切其产生形式蜕变的温度,而斟酌呈现蜕变温度对载荷有肯定的依赖性,于是有须要对工况载荷下的蜕变温度举行测试。图6为正在差异预载荷感化下,对统一资料举行温度扫描的结果,测试采用拉伸形式,升温速度2K/min,频率10Hz,动态载荷维持20MPa稳固,静态载荷从25MPa增大到250MPa,依序举行测试。静态载荷小于75MPa时,样品没有呈现出明明蜕变,载荷抢先100MPa时,随静态载荷增大,蜕变越来越明明,且蜕变温度逐步升高,解说预加载荷会诱发相变,且或者导致合金微观构造上的转移,从而推迟蜕变温度。

  金属陶瓷类样品平常的工况温度较高(如1000 度以上),且担当的载荷较大,古代的DMA 因为温度和力受限,无法检测资料正在高温区的力学本能,采用Eplexor 的高温炉即可能轻松完毕。图7 为金属陶瓷复合资料正在三点弯曲形式下举行的温度扫描测试,赤色和蓝色弧线诀别代外样品尺寸和静态应变随温度的转移,可能看出正在50N静态载荷感化下,1400℃独揽样品尺寸产生明明转移,或者是资料内部金属组分的熔融导致样品软化,此正在载荷下,资料无法运用于更高温度。若增大或减小载荷,或者会使软化点提前或延后。

  为了拓展产物运用范畴,开采更寻常的市集,Gabo公司于2015年与Netzsch团结,附属Netzsch热理会营业部,紧要产物有Eplexor系列(肆意值、高温DMA)、Gabometer(压缩生热测试)和Gabotack(粘接强度测试),个中Eplexor 系列运用最为寻常,涉及橡胶、会集物、陶瓷、玻璃、金属、复合资料等范畴,本文紧要先容了其道理、构造及运用。

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