POLITECHNIKA GDAŃSKA Wydział Mechaniczny Katedra Inżynierii Materiałowej Laboratorium Materiałów Inżynierskich

Transkrypt

1 POLITECHNIKA GDAŃSKA Wydział Mechaniczny Katedra Inżynierii Materiałowej Laboratorium Materiałów Inżynierskich TWORZYWA SZTUCZNE LABORATORIUM PRZETWÓRSTWA TWORZYW SZTUCZNYCH Ćwiczenie nr 3A Imię i Nazwisko Wydział, studia Grupa Ocena Data Podpis Przebieg ćwiczenia: 1. Badanie odporności tworzyw sztucznych na uderzenie Celem ćwiczenia jest wyznaczenie odporności wybranych polimerów konstrukcyjnych na uderzenie metodą Charpy. Pomiar będzie wykonany za pomocą urządzenia zwanego młotem Charpy ego. Wielkością wyznaczaną jest udarność z karbem (a cu ) i bez karbu (a cn ) oraz udarność względna (a cn /a cu ) x 100%. Wielkości te obliczane są z wzoru: EM acu = (1), a h gdzie: E M a h h k a E M cn = (2). a hk - energia młota potrzebna do złamania próbki, szerokość próbki, wysokość próbki, wysokość próbki z karbem. Próbki do badań mają kształt belki o wymiarach 80 x 10 x 4 mm, a w próbkach z karbem - karb ma kształt trójkąta równobocznego o wysokości 0,8 mm (wg PN-EN ISO kształtki do oznaczania udarności metodą Charp ego). Próbki wykonane zostały metodą wtryskiwania z tworzyw typu: polistyren (PS), polipropylen (), akrylonitrylopolibutadien (), poliamid (), poliwęglan (PC). Tabela 1. Wyniki pomiarów Nr próbki Pole przekroju a x h Pole przekroju z karbem a x h k Energia młota E M Udarność a cu Udarność z karbem a cn Udarność względna [m 2 ] [m 2 ] [J] [KJ/m 2 ] [KJ/m 2 ] [%]

2 2. Podsumowanie i wnioski końcowe Tabela 2. Przykładowe zastosowanie badanych polimerów z uwzględnieniem ich odporności na uderzenie (pękanie) Obudowa odkurzacza Koło zębate do przekładni Rura do przesyłu wody Krzesło ogrodowe Doniczka do kwiatów Wnioski:

3 POLITECHNIKA GDAŃSKA Wydział Mechaniczny Katedra Inżynierii Materiałowej Laboratorium Materiałów Inżynierskich TWORZYWA SZTUCZNE LABORATORIUM PRZETWÓRSTWA TWORZYW SZTUCZNYCH Ćwiczenie nr 3B Imię i Nazwisko Wydział, studia Grupa Ocena Data Podpis Przebieg ćwiczenia: 1. Pomiar wytrzymałości na zginanie tworzyw sztucznych Celem ćwiczenia jest wyznaczenie wytrzymałości na zginanie wybranych polimerów konstrukcyjnych. Pomiar będzie wykonany na urządzeniu DYNSTAT. Wielkością wyznaczaną jest maksymalna wytrzymałość na zginanie dla próbki podpartej dwustronnie na swobodnych podporach (czyste zginanie). Wytrzymałość na zginanie wyznaczana jest ze wzoru: M g max σ g = (1), W 2 b h W = (2). 6 gdzie: б g - maksymalna wytrzymałość na zginanie, M g - maksymalny moment gnący, W - wyznacznik przekroju próbki, b - szerokość próbki, h - wysokość próbki. Próbki do badań mają kształt prostokąta o wymiarach 15 x 10 x 2 mm. Próbki wykonane zostały metodą wtryskiwania z tworzyw typu: polistyren (PS), polipropylen (), akrylonitrylopolibutadien (), poliamid (), poliwęglan (PC). Tabela 1. Wyniki pomiarów Nr próbki Pole przekroju bxh Wyznacznik Max. moment gnący Wytrzymałość na zginanie [m 2 ] [m 3 ] [Nm] [MPa]

4 2. Podsumowanie i wnioski końcowe Tabela 2. Przykładowe zastosowanie badanych polimerów z uwzględnieniem ich wytrzymałości na zginanie Obudowa odkurzacza Koło zębate do przekładni Rura do przesyłu wody Krzesło ogrodowe Doniczka do kwiatów Wnioski:

5 POLITECHNIKA GDAŃSKA Wydział Mechaniczny Katedra Inżynierii Materiałowej Laboratorium Materiałów Inżynierskich TWORZYWA SZTUCZNE LABORATORIUM PRZETWÓRSTWA TWORZYW SZTUCZNYCH Ćwiczenie nr 3C Imię i Nazwisko Wydział, studia Grupa Ocena Data Podpis Przebieg ćwiczenia: 1. Pomiar twardości tworzyw sztucznych Celem pomiaru jest wyznaczenie dla danej próbki lokalnej twardości w kilku miejscach (5 punktów pomiarowych) i określenie średniej twardości próbki. Pomiar będzie wykonywany metodą wciskania kulki, za pomocą twardościomierza HPK 766. Twardość wyznaczana jest ze wzoru: gdzie: HK - twardość, F obciążenie kulki, D - średnica kulki, h - głębokość odcisku. HK = F π Dh Próbki do badań mają kształt prostokąta o wymiarach 100 x 80 x 8 mm. Próbki wykonane zostały metodą wtryskiwania z tworzyw typu: polietylen (PE), polistyren (PS), polipropylen (), akrylonitrylopolibutadien (), poliamid (). Tabela 1. Wyniki pomiarów Nr próbki Obciążenie kulki Zagłębienie kulki Twardość lokalna Twardość średnia [N] [m] [MPa] [MPa] Polietylen (PE)

6 2. Podsumowanie i wnioski końcowe Tabela 2. Przykładowe zastosowanie badanych polimerów z uwzględnieniem ich twardości Obudowa odkurzacza Koło zębate do przekładni Rura do przesyłu wody Krzesło ogrodowe Doniczka do kwiatów PE Wnioski:

7 POLITECHNIKA GDAŃSKA Wydział Mechaniczny Katedra Inżynierii Materiałowej Laboratorium Materiałów Inżynierskich TWORZYWA SZTUCZNE LABORATORIUM PRZETWÓRSTWA TWORZYW SZTUCZNYCH Ćwiczenie nr 3D Imię i Nazwisko Wydział, studia Grupa Ocena Data Podpis Przebieg ćwiczenia: 1. Badanie cech wytrzymałościowych tworzyw sztucznych Istotą ćwiczenia jest obliczenie, na podstawie krzywej rozciągania próbki, podstawowych wielkości opisujących cechy wytrzymałościowe tworzyw sztucznych, takich jak: wytrzymałość na rozciąganie (R m ), wytrzymałość na zerwanie (R u ), techniczną granicę plastyczności (R e1% ), wydłużenie przy zerwaniu (є r ). Wymienione wyżej wielkości wyznaczane są ze wzorów: Pm Rm =, (1) A 0 P u R u =, (2) Al R P e1% e =, (3) 1% A0 l ε = (4) r l 0 gdzie: P m maksymalna siła przy rozciąganiu, P u - siła zrywająca, P e1% - siła rozciągająca w momencie gdy wydłużenie osiągnęło wydłużenie 1%, A 0 pole przekroju próbki przed zerwaniem, A l pole przekroju próbki po zerwaniu, l wydłużenie bezwzględne próbki, długość początkowa próbki. L 0 Przeznaczone do badań próbki tworzyw sztucznych, wykonane zostały według normy PN-EN ISO i są w formie kształtek typu 1A (kształtki do oznaczania właściwości mechanicznych przy statycznym rozciąganiu). Próbki otrzymano metodą wtryskiwania z tworzyw typu: polistyren (PS), polipropylen (), akrylonitrylopolibutadien (), poliamid () i poliwęglan (PC).

8 Tabela 1. Wyniki pomiarów Nr próbki Pole przekroju A 0 Pole przekroju A l P m P u P e1% R m R u R e1% є r [m 2 ] [m 2 ] [N] [N] [N] [MPa] [MPa] [MPa] [%] 2. Podsumowanie i wnioski końcowe Tabela 2. Przykładowe zastosowanie badanych polimerów z uwzględnieniem ich wytrzymałości na rozciąganie Obudowa odkurzacza Koło zębate do przekładni Rura do przesyłu wody Krzesło ogrodowe Doniczka do kwiatów Wnioski: