Институт/Факультет: Институт природных ресурсов

Направление: Химическая технология

Кафедра: ТОВПМ

Испытание образца на изгиб

Отчет по лабораторной работе №3

по курсу «Основы технологии переработки пластмасс»

Выполнили студенты гр.  2Д2Б                 _______        

  (Номер группы)                 (Подпись)         (Ф. И.О.)

_____        _____________ 2016 г.

  (Дата сдачи отчета)

  Проверил:

Доцент каф. ТОВПМ                         _

(Должность руководителя от кафедры)                                         (ФИО)

__________________                                                 _______________

(Оценка)                                                                                (Подпись)

_____        _____________ 2016 г.

  (Дата сдачи отчета)

Томск 2016 г.

Теоретическая часть

Полипропилен марки н 270 представляет собой однотонные гранулы с размерами от 2 до 5 мм с насыпной плотностью 480 кг/м3. Специальные добавки обеспечивают высокие прочностные показатели готовых изделий, благодаря чему данный вид сырья получил широкое распространение на сегодняшний день. Основными областями применение полипропилена Н 270 являются: производство технических и бытовых изделий, в том числе и сложно профилируемых, производство нетканых материалов.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Полипропилен хранят в закрытом помещении, исключающем попадание прямых солнечных лучей, на расстоянии не менее 1 м. от нагревательных приборов. Полипропилен хранят при температуре не выше +30 °С и относительной влажности не более 80%.

Таблица 1 – Основные свойства РР Н270 FF [1]

Свойства

Типичные значения

Методика

Показатель текучести расплава, г/10 мин

27

ГОСТ 11645

Предел прочности на пределе текучести, МПа

30

ГОСТ 11262

Удлинение при пределе текучести, %

11

ГОСТ 11262

Модуль упругости при изгибе, МПа

1400

ГОСТ 9550

Ударная вязкость по Изоду с надрезом, кДж/м2

2,0

ГОСТ 19109

Температура размягчения по Вика, єС

156

ГОСТ 15088

Температура изгиба под нагрузкой, єС

80

ГОСТ 12021

В прошлой лабораторной работе была изготовлена пластина из гранул полипропилена прессованием для удобства проведения испытаний и определения некоторых механических характеристик. В данной лабораторной работе был определен модуль упругости по изгибу по ГОСТ 4648-71.

Прочность при изгибе является мерой, показывающей, насколько хорошо материал сопротивляется изгибу, или какова жесткость материала.

Результатами испытаний полимерных материалов на изгиб пользуются не только производители и переработчики полимеров, но и конструктора. Прочность на изгиб характеризует способность материала противодействовать приложенным изгибающим (направленных перпендикулярно оси образцов) силам. Во время действия изгибающей нагрузки в образце действует целая комбинация разнонаправленных (растягивающих и сжимающих) сил. Характеристикой материала, подверженного изгибающим нагрузкам, выступают значения максимального напряжения и деформации на наружной поверхности образца.

Достаточно много полимеров, которые под воздействием изгибающих сил, даже при очень большой деформации не разрушаются. Это делает невозможным анализ материала при испытаниях на изгиб в моменте разрушения образца. В этом случае для оценки прочностных характеристик материала используют предел текучести, определенный как напряжение в наружных слоях образца при деформации равной 5%. В случаях, когда материал разрушается во время изгибающей нагрузки, испытания проводят до тех пор, пока не начнет разрушаться поверхность образца.

Изделия и материал, из которого они производятся под воздействием изгибающих нагрузок наиболее точно можно оценить на стадии конструирования и проектирования на основе изгибающих испытаний, чем растягивающих. Значения прочности, полученные при растяжении, могут значительно расходиться с прочностью, рассчитанной для наружных слоев изгибающегося изделия.

При испытаниях на растяжение сложно достичь соосности образца и приложенной силы. А также при испытаниях на растяжение в местах зажимов образцов и близких к ним, возникает концентрация напряжений, что отсутствует у испытаний на изгиб, делая его более точным, относительно растяжения.

Даже при небольших деформациях, при испытаниях на изгиб, смещения оказываются достаточно большими, что позволяет измерять их более точно.

В практике используют два основных способа испытаний на изгиб:

    Метод трехточечного нагружения образца, согласно которому образец фиксируется на двух опорах и имеет форму бруска прямоугольного поперечного сечения. Нагрузка прикладывается строго по середине между опорами. Максимальная деформация возникает непосредственно под инструментом, который передает нагрузку на образец. Метод четырехточечного изгиба. В этом случае нагружение приходится на две точки, а расстояние между точками нагружения составляет одну треть от расстояния между опорами. При данном испытании образец устанавливается так же, как и в первом методе, на две опоры, но нагрузка создается в двух точках на равном расстоянии от опор. Данный метод удобен для анализа материалов, которые не разрушаются при максимальном напряжении, создаваемом при испытаниях трехточечного способа. В данном методе максимальное аксиальное напряжение создается в области между точками приложения нагрузки.


2. Экспериментальная часть

Образцы полипропилена подвергались испытанию для получения модуля упругости на изгиб на универсальной испытательной машине GOTECH AI-7000L  для оценки физико-механических характеристик. Испытание проводили соответственно с ГОСТ 4648-71.

Перед испытанием замеряли толщину и ширину образца с точностью до 0,01 мм с помощью электронного штангенциркуля. Полученные значения задавались в программе, и после этого были проведены измерения: образец устанавливался на опору, и прикладывалось напряжение наконечником посередине.  Положение наконечника указано на рисунке 1.

Рисунок 1 –  Испытание образца на изгиб

Результаты опыта вносят в таблицу 2.

Таблица 2 – Результаты эксперимента

№

Ширина образца, мм

Толщина образца, мм

Площадь

Образца

Макс. нагрузка, МПа

Модуль упругости, МПа

1

10,130

3,150

31,910

45,108

1461,384

2

9,900

3,280

32,472

46,690

1577,693

3

9,750

2,930

28,568

45,056

1706,432

4

10,000

3,390

33,900

46,575

1480,549

5

9,680

3,030

29,330

45,508

1721,835

Рассчитаем среднее арифметическое модуля упругости на изгиб:

Выводы:

В ходе данной лабораторной работы ознакомились с принципом работы универсальной испытательной машины GOTECH AI-7000L, а также определили с помощью нее модуль упругости при изгибе образцов полипропилена. Среднее арифметическое значение модуля упругости составило 1589,579 Мпа. Учитывая полученные данные, можно сделать вывод о том, что  полученная пластина полипропилена путем прессования под давлением соответствует стандартам, так как полученное значение модуля упругости по изгибу входит в промежуток табличных значений (1220-1670 Мпа).

Список литературы

ГОСТ 4648-71. Пластмассы. Методы определения модуля упругости при растяжении, сжатии и изгибе – М.: ИПК Изд-во стандартов, 2004. – 6 c. http://kalinaplast. ru/maim/polimery/ispytaniya/mekhanicheskie/prochnost-pri-izgibe/ http://www. komef. ru/metodisppolimer. pdf