Дискуссии о наших данных по ударопрочности материалов становятся все более активными. Некоторые пользователи наблюдали явление «упрочнения до хрупкости» в таких материалах, как лист ПП, лист нейлонового пластика и лист АБС, в условиях низких температур, что, по-видимому, отличается от данных о высокой ударной стойкости, полученных в лабораторных испытаниях. Фактически, стандартные данные по ударопрочности обычно измеряются при комнатной температуре, тогда как свойства материала динамически изменяются в зависимости от температуры окружающей среды, влажности и условий использования. Именно поэтому мы постоянно оптимизируем материальные процессы и продвигаем тестирование на основе сценариев. В следующем разделе будут проанализированы причины расхождений между данными и фактическими измерениями с использованием тематических исследований при низких температурах, а также описано, как более научно оценить и применить характеристики материалов.
Один из самых неприятных моментов для инженеров при выборе материала — это когда ударная вязкость с надрезом, указанная в техническом описании, составляет высокие 50 кДж/м², но формованное изделие трескается в момент падения со стола. Это огромное несоответствие между «бумажными данными» и «реальными показателями» не обязательно связано с фальсификацией данных производителями, а скорее потому, что существует несколько непреодолимых разрывов между идеальной лабораторной средой и сложными реальными условиями труда. 1. Проклятие образца с надрезом: предвидели ли вы концентрацию стресса? Большинство данных о воздействии в таблицах данных основано на образцах с надрезами. В лаборатории при испытании на удар консольной балки (LZOD) на образце предварительно затачивается стандартный V-образный надрез R=0,25 мм. Эти данные измеряют «стойкость материала к распространению трещин» при известных условиях повреждения. В реальных продуктах: Структурный дизайн продуктов часто намного сложнее, чем образцы для лабораторных испытаний. Прямоугольные ребра жесткости, точки перехода без закругленных углов или следы, оставленные выталкивающими штифтами, могут создавать точки концентрации напряжений. Ключевой момент: если конструктивная конструкция вашего продукта имеет дефекты, концентрации локализованных напряжений могут значительно превысить серьезность стандартной насечки. В этом случае, прежде чем материал сможет продемонстрировать свою прочность, мгновенно уже образуется трещина. 2. Действительно ли прочность при 23°C является прочностью? Посмотрев таблицу свойств материала, вы обнаружите, что подавляющее большинство данных были измерены при температуре 23°C (комнатная температура). «Стеклование» материала: многие полимерные материалы (такие как полипропилен и нейлон) имеют «температуру хрупко-пластичного перехода». Реальные условия эксплуатации: если ваш продукт используется северными зимами (-20°C) или работает в условиях холодовой цепи, молекулярные цепи материала замерзнут и не смогут поглощать энергию за счет деформации. Рекомендации по предотвращению загрязнения При выборе материалов всегда проверяйте ударную вязкость при температуре -30°C. Если данные о низких температурах резко упадут, зимой они будут более хрупкими.
Как избежать «ловушки хрупкого разрушения» при выборе продукта? 1. Рассмотрите «без надреза» по сравнению с «надрезом»: если поверхность продукта гладкая, обратитесь к испытанию на удар без надреза; если имеется сложная конструкция, необходимо рассмотреть возможность испытания на удар с надрезом. 2. Сосредоточьтесь на «множественных точках данных»: найдите сравнения при разных температурах (23°C против -30°C). 3. Структурное моделирование. Используйте программное обеспечение CAE на этапе проектирования для анализа точек концентрации напряжений и добавления необходимых углов радиуса. Мы приветствуем ваши запросы: kawan@anheda.cn/WhatsApp +8613631396593.
