Pomiary twardości gum i elastomerów w skali shore'a A.odt

(130 KB) Pobierz

Politechnika Śląska

 

 

Wydział Elektryczny

Kierunek Mechatronika

 

 

 

 

Sprawozdanie z laboratorium nauki o materiałach

Temat: Pomiary twardości gum i elastomerów w skali shore'a A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Grupa 1 sekcja 3

xxxxx

xxxxx

 

 

 

 

 

 

Gliwice 15.11.2011

 

 

1)              Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie twardości materiałów(gum i elastomerów) za pomocą twardościomierza Shore'a A.

2)              Wprowadzenie teoretyczne

Twardość - własność ciał stałych polegająca na stawianiu oporu odkształceniom plastycznym przy lokalnym oddziaływaniu nacisku na ich powierzchni, wywieranego przez inne, twardsze ciało. Twardość jest cechą umowną, umożliwiającą porównywanie odporności na uszkodzenia powierzchni różnych materiałów.

Twardościomierz – przyrząd służący do pomiaru twardości materiałów .

Skale twardości - istnieje wiele skal twardości które różnią się zakresami pomiarowymi zależnie od mierzonych próbek materiałów. Są to skale:

1)                 Shore'a -  Skala Shore'a - Twardość gumy definiowana jest jako łatwość, z jaką igła o specjalnym kształcie zagłębia się w próbkę gumy. Istnieje kilka skal twardości, które używane są zależnie od rodzaju badanej gumy. W większości przypadków stosowana jest skala twardości według Shore'a. Skala A według Shore'a używana jest do gum miękkich, natomiast skala D przeznaczona jest do gum i tworzyw twardych i bardzo twardych. "0" w skali A wg Shore'a oznacza materiał miękki jak woda, a "100" - twardy jak beton.

Rockwell'a - zespół skal dla oznaczania twardości metali na podstawie testu dokonanego metodą Rockwella. Twardość w skali Rockwella oznacza się HR. Stosowanych jest kilka odmiennych skal, z których każda przeznaczona jest dla odmiennych stopów metali:

1)                 Skale C i A stosuje się dla stali hartowanych.

Skale B i F stosuje się dla stali niehartowanych i metali nieżelaznych

Skale N i T stosuje się w przypadkach, gdy badana próbka ma niewielkie rozmiary lub jest bardzo cienka.

                   Brinell'a - skala oznaczania twardości metali Twardość w skali Brinella                                  oznacza się HB i leży w zakresie od 3 do 600.

              Vickersa - skala oznaczania twardości metali na podstawie testu                                                               dokonanego metoda Vickersa. Twardość w skali Vickersa oznacza się HV i                   leży w zakresie od 80 do 700.  Pomiaru twardości metoda Vickersa dokonuje                      się diamentowym stożkiem o kacie rozwartości 136°. Nacisk dobierany jest                   od 1 do 100 kilogramów siły i wykonuje się go aparatem Vickersa.

                  Mohs'a - zestaw dziesięciu minerałów o wzrastającej twardości, służący do                   porównawczego określenia twardości ciał: 1 - talk, 2 - sól kamienna, 3 -                                   kalcyt, 4 - fluoryt, 5 - apatyt, 6 - ortoklaz, 7 - kwarc, 8 - topaz, 9 - korund, 10                   - diament.

 

              Twardościomierze profesjonalne – przykładem takiego               twardościomierza może być Modułowy Twardościomierz IRHD               Compact III  charakteryzujący się (dane producenta): bardzo               szybkim i wpełni zautomatyzowanym pomiarem twardości według               skal twardości: IRHD M oraz IRHD N. Twardościomierz IRHD               Compact III to wpełni zautomatyzowany twardościomierz IRHD do               pomiaru takich jak: miękkie gumy, materiały wysokoelastyczne oraz                materiały o właściwościach plastycznych. Zastosowanie: badanie               według skal i obowiązujących Norm oraz Skal: IRHD M (micro),               IRHD N (standardowy), Normy: DIN ISO 48, NF T 46-003, ASTM D               1415.



 

     3)Przebieg ćwiczenia 

              Zapoznajemy się ze stanowiskiem pomiarowym, aparaturą i               dostępnymi próbkami materiałów, sprawdzamy skalowanie               przyrządu i przystępujemy do ćwiczenia.  Przeprowadzamy               trzykrotny pomiar w kilku miejscach i na różnych powierzchniach               dla każdej próbki materiału.

    

    4)Opracowanie wyników pomiarów

 

Tabela pomiarowa I osoby wykonującej pomiary

 



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wartości średnie dla pierwszej osoby:



Tabela pomiarowa II osoby wykonującej pomiary

 



Wartości średnie dla drugiej osoby:

 



 

Teraz przedstawimy wyniki obliczeń i spróbujemy określić jakie materiały zostały użyte w doświadczeniu:

 



Wartości otrzymane za pomocą wzorów:

                                   Średnia arytmetyczna mierzonych wartości:

 

                                   Odchylenie standardowe mierzonych wartości:

 

 

 

                              Estymator odchylenia standardowego mierzonych wartości:

 

 

Klasa dokładności przyrządu:

ΔU=klasa*zakres/100

ΔU=+/- 1°ShA

 

 

5)Wnioski i spostrzeżenia

              Twardościomierz Shore'a A jest wyskalowany do 100, lecz jego dokładność pomiarowa jest zachowana               tylko do 90, więc wszystkie               materiały w których ten twardościomierz wskazuje ponad 90 stopni w skali               Shore'a A powinny być zmierzone jeszcze raz innym twardościomierzem np. w skali Rockwella.

             

              Twardość materiału jest zależna często od miejsca, w którym dokonuje się pomiaru. Mogą wystąpić               niedokładności spowodowane złym przyłożeniem przyrządu do powierzchni materiału.

              Udało nam się odgadnąć 6 na 8 materiałów, których użyliśmy w doświadczeniu.

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

Zgłoś jeśli naruszono regulamin