RU2698105C1 - Method of determining tearing resistance of a tear-off element of a polymer article - Google Patents
Method of determining tearing resistance of a tear-off element of a polymer article Download PDFInfo
- Publication number
- RU2698105C1 RU2698105C1 RU2019110962A RU2019110962A RU2698105C1 RU 2698105 C1 RU2698105 C1 RU 2698105C1 RU 2019110962 A RU2019110962 A RU 2019110962A RU 2019110962 A RU2019110962 A RU 2019110962A RU 2698105 C1 RU2698105 C1 RU 2698105C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tearing
- branches
- holes
- tearing element
- sample
- Prior art date
Links
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 65
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/24—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady shearing forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/44—Resins; Plastics; Rubber; Leather
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к способу определения прочностных свойств изделий из полимеров, а именно, определению сопротивления раздиру раздирающим элементом.The invention relates to a method for determining the strength properties of articles made of polymers, namely, determining the tear resistance of a tearing element.
Уровень техникиState of the art
Сопротивление раздиру является часто используемым при исследовании свойств резин показателем. Для его определения разработаны установки и методики, описанные в ГОСТ 262-93 (ИСО 34-79) «Межгосударственный стандарт.Резина. Определение сопротивление раздиру (раздвоенные, угловые и серповидные образцы)». Для характеристики прочностных свойств полимеров, имеющих более высокую жесткость, чем резина, например, трубных марок полиэтиленов, предложено также использовать показатель сопротивление раздиру раздирающим элементом.Tear resistance is a commonly used indicator in the study of rubber properties. To determine it, the installations and methods developed are described in GOST 262-93 (ISO 34-79) “Interstate Standard. Rubber. Determination of tear resistance (bifurcated, angular and sickle-shaped specimens). ” To characterize the strength properties of polymers having a higher stiffness than rubber, for example, pipe grades of polyethylene, it is also proposed to use the indicator of tear resistance by a tearing element.
Методика и испытательная машина для определения сопротивления раздиру раздирающим элементом описаны в СТО73011750-009-2012 «Пластмассы. Метод определения сопротивление раздиру армирующим элементом при различных температурах на раздвоенных образцах». Испытания проводят на универсальной машине для испытания материалов на растяжение - устройстве, имеющем два зажима: один зажим для крепления образца, и второй зажим для крепления раздирающего элемента, которая обеспечивает непрерывное измерение силы, приложенной к раздирающему элементу при движении траверсы, на которой расположен образец, закрепленный в зажиме. Силу, приложенную к раздирающему элементу, измеряют в процессе раздира образца раздирающим элементом, пропущенным через отверстие, выполненное в образце, при движении образца, закрепленного в первом зажиме в направлении от второго зажима, и рассчитывают сопротивление раздиру Н.The methodology and testing machine for determining the tear resistance by a tearing element are described in STO73011750-009-2012 “Plastics. "Method for determining the resistance to tearing by a reinforcing element at various temperatures on bifurcated samples." The tests are carried out on a universal machine for testing tensile materials - a device having two clamps: one clamp for attaching the specimen, and a second clamp for attaching the tearing element, which provides continuous measurement of the force applied to the tearing element when moving the beam on which the sample is located, fixed in the clamp. The force applied to the tearing element is measured during the tearing of the sample by the tearing element, passed through the hole made in the sample, when the sample is fixed in the first clamp in the direction from the second clamp, and the tear resistance N is calculated.
Однако, для осуществления способа необходимы специально изготовленные образцы с контролируемыми размерами, что требует специального оборудования и трудоемко.However, for the implementation of the method requires specially made samples with controlled sizes, which requires special equipment and time-consuming.
В работе авторов В.Г. Колбая и др. (опубл. в журнале «Пластические массы» №11-12, 2014 г., стр. 48-50), которая является ближайшим аналогом заявляемого технического решения, предложено использование вышеупомянутого способа по СТО73011750-009-2012 для определения сопротивления раздиру изделия из полимера, согласно которому используют образец изделия из полимера, выполняют в образце изделия из полимера два сквозных отверстия, имеющие параллельные оси, и формируют зону раздира постоянной толщины, расположенную между ближайшими друг к другу стенками сквозных отверстий, пропускают раздирающий элемент через сквозные отверстия в образце изделия из полимера с образованием ветвей раздирающего элемента, перемещают раздирающий элемент относительно образца до завершения прохождения раздирающего элемента через зону раздира, измеряют приложенную к раздирающему элементу силу при его перемещении, и рассчитывают сопротивление раздиру раздирающим элементом образца изделия из полимера как отношение силы, приложенной к раздирающему элементу при его перемещении, к толщине зоны раздира.In the work of the authors V.G. Kolbaia et al. (Published in the journal "Plastics" No. 11-12, 2014, pp. 48-50), which is the closest analogue of the claimed technical solution, it is proposed to use the above method according to STO73011750-009-2012 to determine the resistance tearing a polymer product, according to which a sample of a polymer product is used, two through holes having parallel axes are made in the polymer product sample, and a tearing zone of constant thickness located between the adjacent walls of the through holes is formed, a gap tearing the tearing element through the through holes in the sample of the polymer product with the formation of branches of the tearing element, moving the tearing element relative to the sample until completion of the tearing element through the tearing zone, measure the force applied to the tearing element when moving it, and calculate the tearing resistance of the tearing element of the product sample from polymer as the ratio of the force applied to the tearing element during its movement, to the thickness of the tear zone.
Однако, недостатком данного способа является низкая точность измерения, т.к. ветви раздирающего элемента во время проведения испытания могут касаться стенок отверстий в образце и/или краев на выходе ветвей раздирающего элемента из образца, что вносит существенную систематическую погрешность в определяемую величину силы, приложенной к раздирающему элементу и, таким образом, искажает результаты измерений.However, the disadvantage of this method is the low accuracy of the measurement, because during the test, the branches of the tearing element can touch the walls of the holes in the sample and / or the edges at the exit of the branches of the tearing element from the sample, which introduces a significant systematic error in the determined value of the force applied to the tearing element and, thus, distorts the measurement results.
Краткое изложение сущности изобретения.Summary of the invention.
Техническая проблема, решаемая заявляемым способом определения сопротивления раздиру раздирающим элементом изделия из полимера, заключается в устранении указанного недостатка аналога, а достигаемым техническим результатом является повышение точности определения сопротивления раздиру раздирающим элементом образца изделия из полимера.The technical problem solved by the claimed method for determining the tear resistance of a tearing element of a polymer product is to eliminate the indicated drawback of the analogue, and the technical result achieved is to increase the accuracy of determining the tear resistance of a tearing element of a polymer product sample.
В заявленном способе определения сопротивления раздиру раздирающим элементом изделия из полимера технический результат достигается за счет того, что используют образец изделия из полимера, в образце выполняют два сквозных отверстия, имеющих параллельные оси, формируют зону раздира постоянной толщины, расположенную между ближайшими друг к другу стенками сквозных отверстий, пропускают раздирающий элемент через сквозные отверстия в образце изделия из полимера с образованием ветвей раздирающего элемента, располагают ветви раздирающего элемента таким образом, что они не касаются стенок сквозных отверстий и их краев, из которых выходят ветви раздирающего элемента, перемещают раздирающий элемент относительно образца до завершения прохождения раздирающего элемента через зону раздира, измеряют приложенную к раздирающему элементу силу при его перемещении, рассчитывают сопротивление раздиру раздирающим элементом изделия из полимера как отношение силы, приложенной к раздирающему элементу при его перемещении, к толщине зоны раздира.In the claimed method for determining the resistance to tearing by a tearing element of a polymer product, the technical result is achieved due to the fact that a sample of the polymer product is used, two through holes with parallel axes are made in the sample, a tear zone of constant thickness is located located between the walls of the through holes, pass the tearing element through the through holes in the sample of the polymer product with the formation of branches of the tearing element, arrange the branches of the tearing element in such a way that they do not touch the walls of the through holes and their edges, from which the branches of the tearing element come out, move the tearing element relative to the sample until the passage of the tearing element through the tearing zone is completed, measure the force applied to the tearing element when moving it, calculate the tearing resistance of the tearing element of the product from the polymer as the ratio of the force applied to the tearing element during its movement, to the thickness of the tear zone.
Благодаря расположению ветвей раздирающего элемента таким образом, что ветви раздирающего элемента не касаются стенок сквозных отверстий и их краев, из которых выходят ветви раздирающего элемента, исключают систематическую погрешность измерения, которая присуща известному способу, и обеспечивают повышение точности определения сопротивления раздиру раздирающим элементом изделия из полимера.Due to the location of the branches of the tearing element in such a way that the branches of the tearing element do not touch the walls of the through holes and their edges from which the branches of the tearing element come out, the systematic measurement error inherent in the known method is eliminated and the accuracy of determining the resistance to tearing by the tearing element of a polymer product is improved .
Для осуществления способа могут быть использованы два элемента, один из которых предназначен для закрепления образца изделия из полимера, а другой - для закрепления раздирающего элемента, при этом, по меньшей мере, один элемент для закрепления выполнен с возможностью перемещения относительно другого. Перемещение ветвей раздирающего элемента осуществляют путем перемещения одного элемента относительно другого. Такими элементами для закрепления могут быть зажимы для закрепления образца и зажимы для закрепления ветвей раздирающего элемента.To implement the method, two elements can be used, one of which is intended for fixing a sample of a product made of polymer, and the other for fixing a tearing element, while at least one element for fixing is made with the possibility of movement relative to the other. The movement of the branches of the tearing element is carried out by moving one element relative to another. Such fastening elements can be clamps for securing the sample and clamps for securing the branches of the tearing element.
Для того, чтобы избежать касания ветвями раздирающего элемента стенок сквозных отверстий используют ограничители смещения ветвей раздирающего элемента, которыми снабжен элемент для закрепления ветвей раздирающего элемента. Эти ограничители не дают ветвям смещаться к стенкам и краям сквозных отверстий образца изделия из полимера с той стороны, откуда выходят ветви раздирающего элемента, и касаться этих стенок и краев.In order to avoid the branches of the tearing element touching the walls of the through holes, displacement limiters of the branches of the tearing element are used, which are provided with the element for securing the branches of the tearing element. These stops prevent the branches from moving to the walls and edges of the through holes of the polymer product sample from the side where the branches of the tearing element come from and touch these walls and edges.
В качестве таких ограничителей могут быть использованы отверстия, выполненные в элементе для закрепления ветвей раздирающего элемента.As such limiters, holes made in the element for fixing the branches of the tearing element can be used.
Возможно использование металлической проволоки в качестве раздирающего элемента. В одном из вариантов осуществления способа используют гладкую металлическую проволоку, в другом - крученую.It is possible to use a metal wire as a tearing element. In one embodiment of the method, a smooth metal wire is used, in another, twisted.
В качестве образца изделия из полимера может быть использовано само изделие.As a sample of a polymer product, the product itself can be used.
В другом варианте осуществления способа в качестве образца используют вырезаннуюIn another embodiment of the method, cut
из изделия часть.part of the product.
При осуществлении способа может быть использован элемент для закрепления ветвей раздирающего элемента, выполненный с возможностью регулирования расстояния между отверстиями, выполненными в этом элементе. Возможно также использование элемента для закрепления ветвей раздирающего элемента с нерегулируемым расстоянием между отверстиями, выполненными в этом элементе.When implementing the method, an element can be used to secure the branches of the tearing element, configured to control the distance between the holes made in this element. It is also possible to use the element for securing the branches of the tearing element with an unregulated distance between the holes made in this element.
В частном случае реализации способа используют элемент для закрепления ветвей раздирающего элемента, выполненный с возможностью плавного регулирования расстояния между отверстиями, выполненными в этом элементе. В другом, частном случае реализации способа, используют элемент для закрепления ветвей раздирающего элемента, выполненный с возможностью ступенчатого регулирования расстояния между отверстиями, выполненными в этом элементе.In the particular case of the implementation of the method, an element is used to fix the branches of the tearing element, made with the possibility of smoothly adjusting the distance between the holes made in this element. In another, particular case of the method, an element is used to secure the branches of the tearing element, made with the possibility of stepwise regulation of the distance between the holes made in this element.
Для осуществления способа может быть использована машина для испытаний на растяжение, имеющая первый и второй зажимы, первый из которых предназначен для закрепления образца, а второй - для закрепления ветвей раздирающего элемента, выполненные с возможностью перемещения, по меньшей мере, одного зажима относительно другого.To implement the method, a tensile testing machine can be used, having the first and second clamps, the first of which is used to fix the sample, and the second to fix the branches of the tearing element, made with the possibility of moving at least one clamp relative to another.
Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.
На фиг. 1 показана схема осуществления способа.In FIG. 1 shows a diagram of a method.
На фиг. 2 показан один из вариантов осуществления способа с использованием элементов для закрепления образца изделия из полимера и ветвей раздирающего элемента.In FIG. 2 shows one embodiment of a method using elements for securing a sample of a polymer product and branches of a tearing element.
На фиг. 3 показаны варианты расположения отверстий в элементе для закрепления ветвей раздирающего элемента.In FIG. 3 shows the location of the holes in the element for securing the branches of the tearing element.
На фиг. 4 представлена схема, иллюстрирующая расчет расстояния между ветвями раздирающего элемента.In FIG. 4 is a diagram illustrating the calculation of the distance between the branches of the tearing element.
На фиг. 5 показан вариант осуществления способа с плавно регулируемым расстоянием между ветвями раздирающего элемента.In FIG. 5 shows an embodiment of a method with a continuously adjustable distance between the branches of the tearing element.
На фиг. 6 показан вариант осуществления способа со ступенчато регулируемым расстоянием между ветвями раздирающего элемента.In FIG. 6 shows an embodiment of a method with a stepwise adjustable distance between the branches of the tearing element.
Фиг. 7 показана графическая зависимость силы, приложенной к раздирающему элементу, в зависимости от его перемещения относительно образца изделия из полимера.FIG. 7 shows a graphical dependence of the force applied to the tearing element, depending on its movement relative to the sample of the product from the polymer.
Подробное описание изобретения.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Как показано на фиг. 1, для осуществления способа используют образец 1 изделия из полимера, в образце 1 изделия из полимера выполняют два сквозных отверстия 2 с параллельными осями 3. Между ближайшими друг к другу стенками сквозных отверстий, расположена зона раздира 4 постоянной толщины А. Раздирающий элемент 5 пропускают через сквозные отверстия 2 в образце 1 изделия из полимера с образованием ветвей 6 и 7 раздирающего элемента. Располагают ветви раздирающего элемента 6 и 7 таким образом, что они не касаются стенок сквозных отверстий и тех краев сквозных отверстий, из которых выходят ветви раздирающего элемента. Раздирающий элемент 5 перемещают относительно образца 1 в направлении приложения силы F, показанном на фиг. 1 стрелками, до завершения прохождения раздирающего элемента через зону раздира 4. С помощью силоизмерителя (не показан на чертеже) измеряют приложенную к раздирающему элементу при его перемещении силу F, и рассчитывают сопротивление раздиру раздирающим элементом изделия из полимера, как отношение силы F, приложенной к раздирающему элементу при его перемещении, к толщине А зоны раздира 4.As shown in FIG. 1, to implement the method, a
На фиг. 2 показан вариант осуществления способа, в котором используют элементы 8 и 9, предназначенные для закрепления на них образца 1 изделия из полимера и раздирающего элемента 5, соответственно. По меньшей мере, один из элементов 8 и 9 имеет возможность перемещения относительно другого. Ветви раздирающего элемента 6 и 7 закреплены на элементе 9 с помощью креплений 10 и 11.In FIG. 2 shows an embodiment of a method in which the
Для того, чтобы сохранить расположение ветвей 6 и 7 раздирающего элемента 5, при котором они не касаются стенок сквозных отверстий 2 и краев сквозных отверстий, из которых выходят ветви раздирающего элемента 5, их положение может быть зафиксировано либо креплениями 10 и 11, либо креплениями 10 и 11 и ограничителями смещения ветвей раздирающего элемента, установленными на элементе 9 для закрепления ветвей раздирающего элемента. Если конструкции ограничителей позволяют зафиксировать ветви раздирающего элемента, то положение ветвей может быть зафиксировано ограничителями.In order to maintain the location of the
В качестве ограничителей могут быть использованы отверстия 12, выполненные в указанном элементе 9, показанные на фиг. 3. На фиг. 3 показаны отверстия 12, оси которых перпендикулярны поверхности элемента 9 и отверстия 12, которые выполнены в позиционирующей части 13, которой может быть снабжен элемент 9. В последнем случае оси отверстий 12 проходят параллельно поверхности элемента 9. В указанном элементе 9 могут быть выполнены отверстия 12 и с перпендикулярными и с параллельными осями одновременно. Ветви 6 и 7 раздирающего элемента 5 пропускают либо через пару отверстий 12, оси которых перпендикулярны поверхности элемента 9, либо через пару отверстий 12, оси которых проходят параллельно поверхности элемента 9. Отверстия 12 не позволяют ветвям отклоняться от установленного расположения и касаться стенок сквозных отверстий 2 и их краев на выходе ветвей раздирающего элемента.As the limiters,
Элемент 9 для закрепления ветвей раздирающего элемента может быть снабжен позиционирующей частью 13 в том случае, если выполнение ограничителей непосредственно в элементе 9 затруднительно.The
На фиг. 1 и 2 показано, что ветви 6 и 7 раздирающего элемента 5 не касаются стенок сквозных отверстий 2 и их краев, из которых выходят ветви раздирающего элемента.In FIG. 1 and 2 it is shown that the
Расположить ветви указанным образом можно контролируя их положение визуально или рассчитав расстояние между осями ветвей раздирающего элемента в зависимости от диаметра и глубины сквозных отверстий 2 в образце изделия из полимера, толщины зоны раздира А и других параметров.The branches can be arranged in the indicated way by controlling their position visually or by calculating the distance between the axes of the branches of the tearing element, depending on the diameter and depth of the through
Пример расчета этого расстояния, обозначенного «В», проиллюстрирован на фиг. 4, где изображен образец 1 изделия из полимера, в котором выполнены два сквозных отверстия 2, имеющие параллельные оси 3 и зону раздира 4. Через зону раздира 4 проходит ось симметрии зоны раздира 15. Относительно этой оси ближайшие друг к другу стенки отверстий 2 расположены симметрично. Сила F, прикладываемая к раздирающему элементу 5 при его перемещении относительно образца 1 изделия из полимера, действует вдоль ветвей раздирающего элемента. Положение ветвей раздирающего элемента ограничено отверстиями 12а и 12б, в которые входят ветви 6 и 7, соответственно. Расстояние «В» определяет расположение этих отверстий относительно оси 15.An example of calculating this distance indicated by “B” is illustrated in FIG. 4, which shows a
Исходные данные для расчета:The initial data for the calculation:
А - толщина зоны раздира,A is the thickness of the tear zone,
D - диаметр сквозного отверстия 2 в образце, при этом, если сквозные отверстия имеют разный диаметр, то выбирают диаметр меньшего отверстия,D is the diameter of the through
d - диаметр раздирающего элемента,d is the diameter of the tearing element,
L - глубина сквозных отверстий 2, выполненных в образце изделия из полимера 1. Если отверстия имеют разную глубину, то выбирают наибольшую.L is the depth of the through
b - расстояние между точкой 14 выхода ветви 7 раздирающего элемента из образца 1 до точки входа в ограничитель, в данном примере до точки входа этой ветви раздирающего элемента в отверстие 12б, измеренное вдоль оси симметрии зоны раздира 15 до начала перемещения раздирающего элемента 5 относительно образца 1 изделия из полимера.b is the distance between the
Для того, чтобы ветви 6 и 7 раздирающего элемента 5 не касались стенок сквозных отверстий 2 и их краев, из которых выходят ветви раздирающего элемента 5, оси ветвей раздирающего элемента 5 должны быть расположены на расстоянии «В», выбранном из условия:So that the
A+d<В≤А+(2D-d)(L+b)/L, где:A + d <B≤A + (2D-d) (L + b) / L, where:
В - расстояние между осями ветвей раздирающего элемента;B is the distance between the axes of the branches of the tearing element;
А -толщина зоны раздира;A is the thickness of the tear zone;
D -диаметр сквозного отверстия 2 в образце, при этом, если сквозные отверстия имеют разный диаметр, то выбирают диаметр меньшего отверстия;D is the diameter of the through
d - диаметр раздирающего элемента;d is the diameter of the tearing element;
L - глубина сквозных отверстий 2, выполненных в образце 1 изделия из полимера. Если отверстия имеют разную глубину, то выбирают наибольшую;L is the depth of the through
b - расстояние между точкой 14 выхода ветви 7 раздирающего элемента до точки входа этой ветви раздирающего элемента в отверстие 12б, измеренное вдоль оси 15 до начала перемещения раздирающего элемента относительно образца изделия из полимера.b is the distance between the
В зависимости от рассчитанного расстояния «В» определяют расположение отверстий 12 непосредственно в элементе 9 или в позиционирующей части 13. Диаметр отверстий 12 выбирают минимальным, обеспечивающим прохождение ветвей раздирающего элемента через эти отверстия. Расстояние между центрами отверстий выбирают не более B-d.Depending on the calculated distance "B", the location of the
Аналогичным образом может быть рассчитано расстояние между креплениями 10 и 11 и их место расположения на элементе 9 или в позиционирующей части 13.Similarly, the distance between the
В качестве раздирающего элемента может быть использована металлическая проволока: крученая или гладкая.As a tearing element, a metal wire can be used: twisted or smooth.
На фиг. 5 показан вид сбоку варианта выполнения элемента 9 для закрепления раздирающего элемента 5 с плавно регулируемым расстоянием между отверстиями 12, выполненными в позиционирующей части 13, которой снабжен элемент 9 для закрепления ветвей раздирающего элемента 6 и 7. В позиционирующей части 13 выполнен паз 16 типа «ласточкин хвост» для перемещения по нему подвижных элементов 17 с отверстиями 12 для размещения в них ветвей 6 или 7 раздирающего элемента 5. При этом для размещения ветвей 6 и 7 раздирающего элемента 5 в позиционирующей части 13 выполнена прорезь 18. Перемещением подвижных элементов 17 регулируют расстояние между отверстиями 12. Подвижные элементы 17 перемещают и фиксируют с помощью, например, гаек 19 с правой и левой резьбой.In FIG. 5 shows a side view of an embodiment of an
На фиг. 6 показана схема варианта выполнения элемента для крепления раздирающего элемента 5 со ступенчато регулируемым расстоянием между отверстиями 12, где отверстия 20 с помощью контрольных штифтов 21 фиксируются в отверстиях 22 позиционирующей части 13 элемента 9 для закрепления раздирающего элемента.In FIG. 6 shows a diagram of an embodiment of an element for fastening a tearing
На фиг. 7 показана графическая запись (т.е. зависимость) силы F, приложенной к раздирающему элементу 5 при его перемещении относительно образца 1. По этой зависимости определяют силу F, приложенную к раздирающему элементу 5 при его перемещении.In FIG. 7 shows a graphical record (i.e., the dependence) of the force F applied to the tearing
Для определения сопротивления раздиру Н раздирающим элементом по заявляемому способу используют образец 1 изделия из полимера, в котором выполнены сквозные отверстия 2 с параллельными осями 3 для пропускания через них раздирающего элемента 5. В качестве раздирающего элемента используют гладкую или крученую металлическую проволоку. Такой раздирающий элемент держит форму, что облегчает его позиционирование и увеличивает точность определения сопротивления раздиру изделия из полимера.To determine the tear resistance N by the tearing element according to the claimed method, a
В качестве устройства для осуществления способа используют, например, машину для испытания материалов на растяжение, которая снабжена элементом 8 для крепления образца 1, элементом 9 для крепления раздирающего элемента 5 и силоизмерителем (на чертежах не показан). Машина позволяет измерить силу, приложенную к раздирающему элементу 5 при раздире образца 1, при его перемещении относительно образца 1.As a device for implementing the method, for example, a machine for testing tensile materials is used, which is equipped with an
Образец 1 неподвижно закрепляют на элементе 8, как показано на фиг. 2, раздирающий элемент 5, представляющий собой металлическую проволоку, пропускают через сквозные отверстия 2 в образце 1 изделия из полимера, с образованием ветвей 6 и 7 раздирающего элемента 5, располагают ветви 6 и 7 таким образом, что они не касаются стенок и краев сквозных отверстий 2, из которых выходят ветви раздирающего элемента 5. Закрепляют ветви 6 и 7 раздирающего элемента 5 на элементе 9 и перемещают раздирающий элемент 5 относительно образца 1 до завершения прохождения раздирающего элемента 5 через зону раздира 4. Измеряют приложенную к раздирающему элементу 5 силу при его перемещении, и рассчитывают сопротивление раздиру раздирающим элементом образца изделия из полимера, как отношение силы, приложенной к раздирающему элементу 5 при его перемещении, к толщине А зоны раздира 4.
Образец 1 изделия из полимера, закрепленный в элементе 8, под действием привода движется относительно раздирающего элемента 5 по направлению вниз от неподвижного элемента 9.
В качестве элементов 8 и 9 могут быть использованы зажимы машины для испытания материалов на растяжение. Конструкции зажимов могут быть любые из известных, которые способны удержать образец и/или раздирающий элемент в условиях приложенной силы. Один зажим может удерживать образец, другой - раздирающий элемент. Конструкция зажима может позволять удерживать как образец изделия из полимера, так и раздирающий элемент, в зависимости от того, что в нем надо закрепить.As
Раздирающий элемент 5 огибает зону раздира 4, как показано на фиг. 2, сквозные отверстия 2 выполнены с параллельными относительно друг друга осями 3, что необходимо для точного и воспроизводимого определения раздирающей силы и сопротивления раздиру раздирающим элементом.The tearing
Расстояние между ближайшими друг к другу стенками сквозных отверстий 2 в образце 1 изделия из полимера, т.е. толщину зоны раздира, а также размер сечения отверстий в плоскости, перпендикулярной их оси необходимо подбирать с учетом свойств испытуемого полимера и раздирающего элемента, а именно способности раздирающего элемента не разрушаться в ходе испытания. Так, для полиэтилена различных марок проведенные испытания образцов изделий позволили установить, что расстояние между ближними стенками отверстий в образце предпочтительно должно составлять 2-5 мм, а диаметр самих отверстий - не менее 2 мм.The distance between the adjacent walls of the through
В одном варианте способа используют элемент 9 для закрепления раздирающего элемента 5 с нерегулируемым расстоянием между отверстиями 12 в позиционирующей части 13 элемента 9 (фиг. 3).In one embodiment of the method, an
В другом варианте способа используют элемент 9 для закрепления раздирающего элемента 5 с плавно регулируемым расстоянием между отверстиями 12 в позиционирующей части 13 элемента 9, показанный на фиг. 5.In another embodiment of the method, an
В еще одном варианте способа используют элемент 9 для закрепления раздирающего элемента 5 со ступенчато регулируемым расстоянием между отверстиями 12 в позиционирующей части 13 элемента 9, как показано на фиг. 6.In another embodiment of the method, an
В тех случаях, когда определяют сопротивление раздиру образцов изделий из полимера, толщина стенки которых остается постоянной, на большой серии испытуемых образцов (например, контроль выпускаемых готовых изделий на предприятии), используют элемент с нерегулируемым расстоянием между отверстиями в позиционирующей части.In cases where the tear resistance of samples of polymer products, the wall thickness of which remains constant, is determined on a large series of test samples (for example, control of manufactured finished products at the enterprise), an element with an unregulated distance between the holes in the positioning part is used.
Возможность ступенчатой и плавной регулировки расстояния между отверстиями 12 в позиционирующей части 13 повышает точность определения сопротивления раздиру, так как позволяет при необходимости скорректировать положение ветвей 6 и 7 раздирающего элемента 5.The possibility of stepwise and smooth adjustment of the distance between the
Далее располагают ветви раздирающего элемента 5 таким образом, что они не касаются стенок сквозных отверстий и их краев, из которых выходят ветви раздирающего элемента, закрепляют ветви 6 и 7 раздирающего элемента 5 на элементе 9, перемещают с приложением силы F раздирающий элемент относительно образца 1 вдоль оси симметрии зоны раздира 15 до завершения прохождения раздирающего элемента через зону раздира, измеряют приложенную к раздирающему элементу силу F при его перемещении, и рассчитывают сопротивление раздиру раздирающим элементом изделия из полимера, как отношение силы, приложенной к раздирающему элементу при его перемещении к толщине зоны раздира.Next, the branches of the tearing
Заявляемый способ определения сопротивления раздиру раздирающим элементом на изделиях из полимеров поясняется следующими примерами.The inventive method for determining the resistance to tear by a tearing element on products made of polymers is illustrated by the following examples.
Пример 1Example 1
Используют образец в виде изделия из полимера, верхняя и нижняя поверхности которого являются параллельными, выполняют в нем два сквозных отверстия с параллельными друг другу осями, формируют зону раздира постоянной толщины, расположенную между ближайшими друг к другу стенками сквозных отверстий. Измеряют толщину зоны раздира. Закрепляют образец изделия из полимера в первом зажиме, выполняющем функцию элемента для закрепления образца. Пропускают раздирающий элемент через сквозные отверстия в образце изделия из полимера с образованием ветвей раздирающего элемента. Под визуальным контролем располагают ветви раздирающего элемента таким образом, что они не касаются стенок сквозных отверстий и тех их краев, из которых выходят ветви раздирающего элемента. Фиксируют положение ветвей раздирающего элемента относительно сквозных отверстий образца, закрепляют их на втором зажиме, выполняющем функцию элемента, предназначенном для закрепления раздирающего элемента. Перемещают зажим, на котором закреплен раздирающий элемент относительно образца до завершения прохождения раздирающего элемента через зону раздира, измеряют силу, приложенную к раздирающему элементу при его перемещении, рассчитывают сопротивление раздиру раздирающим элементом изделия из полимера, как отношение силы, приложенной к раздирающему элементу при его перемещении, к толщине зоны раздира.A sample is used in the form of a polymer product, the upper and lower surfaces of which are parallel, make two through holes with axes parallel to each other, form a tear zone of constant thickness located between the walls of the through holes closest to each other. The thickness of the tear zone is measured. The sample of the polymer product is fixed in the first clamp, which acts as an element for fixing the sample. The tearing element is passed through the through holes in the sample of the polymer product to form the branches of the tearing element. The branches of the tearing element are placed under visual control in such a way that they do not touch the walls of the through holes and those edges of them from which the branches of the tearing element come out. The position of the branches of the tearing element relative to the through holes of the sample is fixed, they are fixed on the second clamp, which performs the function of the element designed to fix the tearing element. The clamp is moved, on which the tearing element is fixed relative to the sample until the tearing element passes through the tearing zone, the force applied to the tearing element is measured during its movement, the tear resistance is calculated by the tearing element of the polymer product as the ratio of the force applied to the tearing element during its movement , to the thickness of the tear zone.
Пример 2.Example 2
Используют образец в виде фрагмента трубы из полиэтилена 100 (диаметр трубы 160 мм, SDR 11), имеющего произвольную форму (фиг. 4), в котором выполняют два сквозных отверстия с параллельными друг другу осями, с диаметром отверстий 2,5 мм и 2,7 мм и постоянной толщиной зоны раздира 5 мм.A sample is used in the form of a fragment of a pipe made of polyethylene 100 (pipe diameter 160 mm, SDR 11), having an arbitrary shape (Fig. 4), in which two through holes with parallel axes are made, with a hole diameter of 2.5 mm and 2, 7 mm and a constant thickness of the
Для определения сопротивления раздиру раздирающим элементом используют машину для испытания на растяжение с силоизмерителем, соответствующую требованиям ГОСТ 28840-90 «Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования».To determine the tear resistance by a tearing element, a tensile testing machine with a force meter is used that meets the requirements of GOST 28840-90 “Machines for testing materials for tensile, compression and bending. General technical requirements. "
Используют раздирающий элемент диаметром 0,5 мм. Машина для испытания на растяжение имеет зажимы, которые используют в качестве элементов для закрепления:A tearing element with a diameter of 0.5 mm was used. The tensile testing machine has clamps, which are used as elements for securing:
первый зажим для закрепления образца полимерной трубы, а второй зажим - для закрепления раздирающего элемента. Второй зажим снабжен ступенчато регулируемой позиционирующей частью. Закрепляют образец в первом зажиме и пропускают раздирающий элемент через сквозные отверстия в образце изделия из полимера, огибая зону раздира, и формируют ветви раздирающего элемента. Определяют глубину сквозных отверстий и выбирают наибольшую L=14,5 мм. До начала перемещения раздирающего элемента относительно образца изделия из полимера измеряют вдоль оси симметрии зоны раздира расстояние b между точкой 14 выхода ветви раздирающего элемента до точки входа этой ветви раздирающего элемента в отверстие позиционирующей части второго зажима. Это расстояние составляет b=83 мм.the first clamp for fixing the sample of the polymer pipe, and the second clamp for fixing the tearing element. The second clamp is equipped with a stepwise adjustable positioning part. Fix the sample in the first clamp and pass the tearing element through the through holes in the sample of the polymer product, bypassing the tear zone, and form the branches of the tearing element. The depth of the through holes is determined and the largest L = 14.5 mm is chosen. Before the movement of the tearing element relative to the sample of the polymer product is started, the distance b between the
Рассчитывают расстояние «В» между осями ветвей раздирающего элемента в позиционирующей части второго зажима по формуле:Calculate the distance "B" between the axes of the branches of the tearing element in the positioning part of the second clamp according to the formula:
A+d<В≤A+(2D-d)(L+b)/L, гдеA + d <B≤A + (2D-d) (L + b) / L, where
А - толщина зоны раздира - 5 ммA - tear zone thickness - 5 mm
D - диаметр отверстия образца - 2,5 ммD - hole diameter of the sample - 2.5 mm
d - диаметр раздирающего элемента -0,5 мм,d is the diameter of the tearing element -0.5 mm,
L - расстояние между верхней и нижней поверхностями изделия, закрепленного в первом зажиме - 14,5 мм,L is the distance between the upper and lower surfaces of the product, fixed in the first clamp - 14.5 mm,
b - расстояние между нижней кромкой позиционирующей части второго зажима и верхней поверхностью изделия, закрепленного в первом зажиме - 83 мм.b - the distance between the lower edge of the positioning part of the second clamp and the upper surface of the product fixed in the first clamp is 83 mm.
В результате расчета определяют, что расстояние «В» между осями ветвей раздирающего элемента в позиционирующей части второго зажима не должно превышать 35.2 мм.As a result of the calculation, it is determined that the distance "B" between the axes of the branches of the tearing element in the positioning part of the second clamp should not exceed 35.2 mm.
Посредством контрольных штифтов 21 фиксируют отверстия 22, выполненные на позиционирующей части 13 второго зажима, с соответствующими им отверстиями 20. При этом выбирают два отверстия 22, расположенные на одинаковом расстоянии от оси симметрии зоны раздира и устанавливают расстояние между отверстиями, не превышающее 35.2 мм, но не менее 5,5 мм.Using the control pins 21, holes 22 are fixed, made on the
Пропускают ветви раздирающего элемента через выбранные отверстия во втором зажиме. Ветви раздирающего элемента натягивают, обеспечивая контакт раздирающего элемента с зоной раздира, и закрепляют их на втором зажиме. Ветви раздирающего элемента не касаются стенок сквозных отверстий и их краев, из которых выходят ветви раздирающего элемента. Приводят в действие привод испытательной машины, и перемещают образец изделия из полимера. При этом происходит раздир материала образца раздирающим элементом в зоне раздира в результате перемещения раздирающего элемента относительно образца до завершения прохождения раздирающего элемента через зону раздира. В процессе раздира силоизмеритель измеряет силу F, приложенную к раздирающему элементу 5 при раздире образца 1, и предоставляет результаты измерения в виде графической записи «сила -перемещение». Графическая запись (т.е. зависимость) силы, приложенной к раздирающему элементу при его перемещении относительно образца показана на фиг. 7. По этой зависимости определяют силу, приложенную к раздирающему элементу при его перемещении.The branches of the tearing element are passed through the selected holes in the second clamp. The branches of the tearing element are pulled, providing contact of the tearing element with the tearing zone, and they are fixed on the second clamp. The branches of the tearing element do not touch the walls of the through holes and their edges, from which the branches of the tearing element come out. The drive of the test machine is driven, and a sample of the polymer product is moved. In this case, the material of the sample is torn apart by the tearing element in the tearing zone as a result of moving the tearing element relative to the sample until the passage of the tearing element through the tearing zone is completed. In the process of tearing, the force meter measures the force F applied to the tearing
Сопротивление раздиру раздирающим элементом изделия из полимера рассчитывают, как отношение силы, приложенной к раздирающему элементу при его перемещении, к толщине зоны раздира Н=F/A. При необходимости проводят статистическую обработку полученных значений силы, приложенной к раздирающему элементу с определением среднего значения.The tear resistance of a tearing element of a polymer product is calculated as the ratio of the force applied to the tearing element when moving it to the thickness of the tear zone H = F / A. If necessary, carry out statistical processing of the obtained values of the force applied to the tearing element with the determination of the average value.
Приведенные примеры не исчерпывает всех возможных вариантов выполнения способа. В качестве ограничителей для ветвей раздирающего элемента могут быть использованы не только отверстия, но и петли, крючки, скобы, стержни и другие элементы, установленные на элементе для закрепления раздирающего элемента, например, на втором зажиме машины для испытаний на растяжение.The above examples do not exhaust all possible variants of the method. As limiters for the branches of the tearing element, not only holes can be used, but also hinges, hooks, staples, rods and other elements mounted on the element for securing the tearing element, for example, on the second clamp of a tensile testing machine.
Заявляемый способ определения сопротивления раздиру позволяет исключить систематическую погрешность определения указанного показателя при использовании различных вариантов выполнения ограничителей второго зажима.The inventive method for determining the tear resistance eliminates the systematic error in determining the specified indicator when using various embodiments of the limiters of the second clamp.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019110962A RU2698105C1 (en) | 2019-04-12 | 2019-04-12 | Method of determining tearing resistance of a tear-off element of a polymer article |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019110962A RU2698105C1 (en) | 2019-04-12 | 2019-04-12 | Method of determining tearing resistance of a tear-off element of a polymer article |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2698105C1 true RU2698105C1 (en) | 2019-08-22 |
Family
ID=67733936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019110962A RU2698105C1 (en) | 2019-04-12 | 2019-04-12 | Method of determining tearing resistance of a tear-off element of a polymer article |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2698105C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116242701A (en) * | 2023-01-09 | 2023-06-09 | 众望布艺股份有限公司 | A Textile Cloth Deformation and Tear Detection System |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU344320A1 (en) * | Г. Л. Инихов, Г. А. Патрикеев, В. С. Ерофеев, А. Г. Барышников, М. А. Каминский, А. Д. Шул Г. А. Живулин , С. Ф. Булачева | DEVICE FOR DETERMINATION OF STRIPPING EFFORTS OF POLYMERIC MATERIALS | ||
| SU77241A1 (en) * | 1941-06-12 | 1948-11-30 | С.Г. Булин | Device for tearing rubberized fabric into strips |
| RU2138803C1 (en) * | 1998-02-18 | 1999-09-27 | Донская государственная академия сервиса | Device determining physical and mechanical properties of leather |
| WO2003025545A1 (en) * | 2001-09-17 | 2003-03-27 | Commissariat A L'energie Atomique | Device and method for measuring mechanical properties of a material |
-
2019
- 2019-04-12 RU RU2019110962A patent/RU2698105C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU344320A1 (en) * | Г. Л. Инихов, Г. А. Патрикеев, В. С. Ерофеев, А. Г. Барышников, М. А. Каминский, А. Д. Шул Г. А. Живулин , С. Ф. Булачева | DEVICE FOR DETERMINATION OF STRIPPING EFFORTS OF POLYMERIC MATERIALS | ||
| SU77241A1 (en) * | 1941-06-12 | 1948-11-30 | С.Г. Булин | Device for tearing rubberized fabric into strips |
| RU2138803C1 (en) * | 1998-02-18 | 1999-09-27 | Донская государственная академия сервиса | Device determining physical and mechanical properties of leather |
| WO2003025545A1 (en) * | 2001-09-17 | 2003-03-27 | Commissariat A L'energie Atomique | Device and method for measuring mechanical properties of a material |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116242701A (en) * | 2023-01-09 | 2023-06-09 | 众望布艺股份有限公司 | A Textile Cloth Deformation and Tear Detection System |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yukio et al. | Characteristics of brittle fracture under general combined modes including those under bi-axial tensile loads | |
| JP4784774B2 (en) | Fracture toughness measurement method using continuous press-fitting method | |
| US6370962B1 (en) | Dynamic high speed tensile tester | |
| EP3521799B1 (en) | Test result evaluating method and material tester | |
| US6247370B1 (en) | Two dimensional stress relaxation testing device | |
| JPH06109609A (en) | Gripping jig for biaxial tensile test of thin plate material and biaxial tensile test method | |
| RU2698105C1 (en) | Method of determining tearing resistance of a tear-off element of a polymer article | |
| US4836029A (en) | Method and apparatus for measuring crack growth | |
| US8887553B2 (en) | Apparatus for determining the inter-fiber frictional coefficient | |
| KR20090100879A (en) | High speed tensile tester and high speed tensile method | |
| JP5760244B2 (en) | Low cycle fatigue crack growth evaluation method | |
| CN116106114A (en) | A direct tensile test device for concrete and a method for measuring mode I fracture toughness | |
| Schwalbe | Influence of stress state on static crack growth in AlZnMgCuO· 5 | |
| CN109716100B (en) | Material sample and method for determining the geometry of a sample | |
| US5583298A (en) | Method and apparatus for on-line testing of pultruded stock material | |
| KR101642422B1 (en) | Device for adjusting grip gap in high speed tensile tester | |
| RU203315U1 (en) | Mandrel for testing the strength of a welded joint in shear | |
| Panwitt et al. | Automated crack length measurement for mixed mode fatigue cracks using digital image correlation | |
| Rodríguez et al. | Fracture characterization of ductile polymers through methods based on load separation | |
| Gunay et al. | Calculation of measurement uncertainty for plastic (ABS) material in flexural testing | |
| RU2372593C2 (en) | Method for measurement of armature tension | |
| Leitão et al. | Assessment of mechanical shear response using digital image correlation | |
| Schikorra et al. | Determination of anisotropic hardening of sheet metals by shear tests | |
| SU783644A1 (en) | Apparatus for double-axis tensile testing of sheet test piecies with radial cutout | |
| RU2001383C1 (en) | Tensile test method for building materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |