七星彩知道如何 | 6分钟读

第1部分:热变形温度与动态力学分析

工业界是否需要更好的方法来报告塑料的温度相关行为?使用DMA,它已经有一个。但它’ s在冰河上缓慢追上。
#最佳做法

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二十年前,在塑料工程师学会的一次会议上’的年度技术会议(ANTEC)专门研究七星彩数据表上通常提供的用于测量塑性的标准方法。本届会议的目的是审查我们一直做事的方式,并在适当时提出替代方法。会议记录作为独立出版物发布,并在当年向其他组织(包括汽车工程师协会(SAE))进行了介绍。

我在那次会议上做了一个演讲,专门介绍了负载下的挠曲温度(DTUL)的特性,在业界也称为热挠曲温度(HDT)。在那篇论文中,我建议行业需要一种更好的方法来报告塑料七星彩的温度相关行为。我提出的另一种方法称为动态力学分析(DMA)。

二十年后,关于HDT相对于HDT的相对实用性的问题仍然在各个行业网站上发布。 DMA。这些问题的大多数答案表明,对DMA的缺乏了解和对我们一直做事的方式的满意程度-考虑到风险,这有些令人不安。 HDT测试是在塑料测试的早期开发的,不难看出它被认为是有用的40 or 50 几年前。如果有兴趣确定七星彩可能会失效的温度范围,则将这种七星彩的梁放在某种类型的负载下,然后升高温度直到七星彩软化或熔化似乎是有意义的。

当时对塑料七星彩的期望很小。塑料作为工程七星彩的概念才刚刚开始在业界引起广泛的讨论,尽管尼龙和聚酯已经很成熟,但公众仍然认为这些七星彩仅适用于玩具,吸管和低端家庭用品。乙缩醛,聚碳酸酯和聚砜等聚合物也应运而生。今天,我们制造用于医疗设备,汽车和卡车以及航空航天业的零件。金属更换经常发生; 甚至塑料齿轮等在1960年代首创的应用,都比10年前被认为可以实现的精度更高,额定功率更高。

随着这种复杂性的提高,可以期望工程师和设计师需要对塑料七星彩随温度变化的行为有更全面的了解。但是,几乎所有有关高温影响的可用信息仍然仅限于HDT的测量。这种对聚合物行为的狭narrow看法的问题在于,很少有工程师和设计师了解该测试所测量的内容。

I once received a part drawing that called out a particular grade of flame-retardant ABS. A note on the drawing stipulated that the part was to withstand 连续 exposure to a temperature of 190 F (87 C)。该要求不切实际,尤其是因为与“continuous”没有定义,并且该数字看起来可疑地熟悉。检查数据表表明该温度是已发布的HDT。经过漫长的交谈,向编写该要求的工程师解释了HDT不能被视为长期高温性能的代表。

像数据表中提供的大多数属性一样,HDT定义了什么不起作用。它没有告诉我们任何七星彩可以做什么。多年前,一位七星彩供应商的代表对与会者说的很清楚。 在技​​术会议上,“只要记住,如果数据表上有一个数字,那时候发生了一些不好的事情。”抗拉强度是屈服或断裂,这是我们在现实世界中从未想过的结果。耐冲击性提供了破坏试样所需的能量。 HDT定义了一种特定几何形状的模制试样在给定应力下经受一定程度弯曲时的温度。

在ASTM协议下使用的压力是如此之低,以至于令人发笑: 66 psi(0.455 MPa)和264 psi(1.82 MPa)。几个月前,我接到一位大学教授的电话,他被客户要求执行HDT测试。他不熟悉该程序,当他计算出达到所需压力所需的力量时,他所获得的价值是如此之低,以至于他确信自己犯了一个错误。 但是他没有犯错。 与测试相关的压力非常低。我通常会看到有限元分析(FEA)图,该图显示了3000-5000 psi(20-35 MPa)的最大应力。当在小于我们计划使用零件的应力的10%的压力下进行高温性能测量时,它们可能具有什么相关性?在这些较高的应力水平下进行HDT测试,我们会得到什么?

ISO的人们已经尝试在测试中注入一点现实。 ISO 75(对应于ASTM D 648的方法)要求的第三应力等级为1160 psi(8.00 MPa)。但是,追赶速度一直很慢。不难看出,随着与HDT测试相关的应力水平的提高,发生故障的温度将降低。这种减少的幅度将在很大程度上取决于所测试的七星彩,因为当我们用其他数据填充图片时,这些原因将变得显而易见。但举一个例子,玻璃纤维增​​强尼龙6的15%的HDT约为400 F (205 C)在264 psi的压力下。在1160 psi时,该值将下降到大约175 F (80 C)。

七星彩供应商显然不愿意开始发布较低的值,特别是因为他们知道,许多阅读数据表的人不会看清楚定义测试条件的精美印刷品。此外,几乎所有未填充的七星彩都会在 室内温度 在这种更高的压力下。如果设计用于测量高温性能的测试在施加实际应力时会在室温下立即在数千种七星彩中造成故障,那么这将对测试的实用性提出疑问。

那么,为什么我们继续这样做呢?最简单的答案是,我们总是那样做。也许业界不确定用什么替代测试。与数据表上几乎所有值一样,它们表示曲线上的点。拉伸屈服强度是拉伸应力-应变曲线上的一点。耐冲击性是冲击测试期间所收集的能量图上的一个点。 HDT是被测七星彩的模量下降到特定点的点。在一个我们渴望替代铝和钢的时代,一个明显的问题是,为什么不仅仅提供曲线并让工程师找到他们的应用感兴趣的点呢?在我们的下一篇文章中,我们将这样做。

关于作者 Mike Sepe 是一家独立的全球七星彩和加工顾问,其公司Michael P. Sepe,LLC位于亚利桑那州塞多纳,在塑料行业拥有40多年的经验,并协助客户进行七星彩选择,可制造性,工艺设计优化,故障排除和故障分析。联络电话:(928)203-0408• [email protected].

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