Оценка искусственно имитированных динамических нагрузок позволяет с высокой точностью и достоверностью прогнозировать вязкоупругое поведение материалов при приложении циклически изменяющихся усилий. Периодические воздействия в режимах сдвига, растяжения, сжатия, кручения, изгиба необходимы для получения информации о жесткости и демпфирующих качествах, процессах старения. Результаты испытаний требуются для балансировки компонентов при разработке новых материалов и для расчетов эксплуатационной долгосрочности механизмов.
Методики динамического механического анализа наиболее эффективны в изучении этапов полимеризации композитов и полимерных соединений. Но универсальную технологию применяют также в определении вязкоупругих характеристик фармацевтической и пищевой продукции, резины, керамики, металлических сплавов, вязких жидкостей и других материалов.
Специфика динамического механического анализа
В динамическом режиме прилагаются быстро изменяющиеся усилия, способные суммарно вызывать значительные деформации. Циклические динамические воздействия активизируют движение частиц в деформируемом теле, что приводит к накоплению кинетической энергии больших значений. Совместно с внешними нагрузками динамические нагружения ускоряют процессы нарушения структурных связей.
Ускорение деформирования и разрушения – основные причины детального изучения поведения материалов под воздействием динамических нагрузок с определением характерных упругопластических свойств. Нагрузки, быстро меняющие амплитуду, точку приложения, направление и время действия, не дают завершиться пластическим деформациям. В итоге материалы становятся хрупкими, разрушаются от незначительных по силе воздействий.
Примеры нормативных документов, регламентирующих правила проведения ДМА:
- ГОСТ 57919-2017. Стандарт декларирует правила испытаний, которые заключаются в моделировании синусоидальных сдвиговых усилий. Частоты деформационных воздействий значительно ниже, чем резонансная частота деформируемого объекта. Определяются амплитуды смещения и динамического нагружения, модуль упругости при сопротивлении материала сдвигу, фазовый угол между нагрузкой и значением смещения.
- ASTM D4065-90. Документ излагает правила испытаний полимеров для получения сведений о динамико-механических характеристиках. Образцы исследуют посредством приложения колебательных усилий, которые различаются по температурным показателям, амплитуде, диапазонам температурных изменений. Испытания позволяют выделить важные для изучения полимеризации параметры: точки желатинизации полимерной смеси и стеклования массы, фазы отверждения при нестабильной и стабильной температуре.
- ASTM D4092-90. Регламент, принятый международным сообществом производителей композитов и полимерных соединений, устанавливает термины и определения в сфере испытания по методикам ДМА.
- ASTM D4473-95. Нормативный документ излагает методики изучения процессов отверждения термореактивных смол. Испытательная нагрузка прикладывается в формате резонансных и нерезонансных вибрационных усилий, свободных колебаний. Результаты применяются в определении модуля упругости, пика отверждения, индекса затухания в зависимости от продолжительности воздействия или температуры.
- ASTM D5418-99. Испытательная методика предназначена для измерения устойчивости к изгибу образов, выполненных в виде балки из композитов, реактивных и термореактивных смол. Характеристики определяются при приложении нерезонансных вынужденных вибраций.
- ASTM D5024-95a. Стандарт регламентирует правила испытаний сжатием цилиндрических образцов, выполненных из композитов и полимерных смол. Исследования проводят для получения термомеханических параметров, отражающих поведение широкого круга пластмасс под приложением нерезонансных динамических усилий.
- ASTM D5279-99. Документ устанавливает правила испытаний прямоугольных образцов при приложении крутящей нагрузки. С помощью графиков, построенных по результатам исследований, определяют модуль упругости, модули комплекса характеристик, вязкость материалов и другие вязкоупругие параметры.
Испытательные технологии ДМА отличаются высокой чувствительностью, предоставляющей возможность получить наиболее точные показатели модулей упругости, уровней термомеханических переходов в материалах.
Технические средства для осуществления динамического механического анализа
Для определения параметров вязкости и упругости по технологиям ДМА потребуются:
Компетентные менеджеры компании «ГОСТ» подробно проконсультируют по интересующим вопросам, помогут подобрать оборудование и сопутствующие атрибуты для производственных, учебных, исследовательских лабораторий.
