Principali prove meccaniche su materiali polimerici

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1 modulo: Proprietà viscoelastiche e proprietà meccaniche dei polimeri Principali prove meccaniche su materiali polimerici R. Pantani

2 Scheda tecnica di un materiale polimerico

3 Standard per prove meccaniche

4 La prova a trazione: geometria del provino

5 La prova a trazione: geometria del provino

6 La prova a trazione: geometria del provino

7 La prova a trazione: geometria del provino

8 nel provino ad osso di cane lo sforzo massimo si raggiunge nella sezione sottile. Nel provino rettangolare si raggiuge ai morsetti

9 nel provino ad osso di cane lo sforzo massimo si raggiunge nella sezione sottile. Nel provino rettangolare si raggiuge ai morsetti

10 La prova a trazione Dinamometro cella di carico traversa mobile morsetti campione estensimetro

11 La prova a trazione Dinamometro

12 La prova a trazione Rigidità del dinamometro stiffness of the machine, grips... nominal crosshead speed initial length modulus dforce/dt initial cross-section

13 La prova a trazione Rigidità del dinamometro nominal crosshead speed strain rate stiffness of the machine, grips... average plastic strain modulus

14 La prova a trazione Estensimetri

15 La prova a trazione

16 I morsetti La prova a trazione

17 La prova a trazione Posizionamento del campione

18 Velocità di trazione La prova a trazione

19 Influenza della natura intriseca delle materie plastiche sul test a trazione

20 Cause di errore sperimentale

21 Cause di errore nell analisi dei dati

22 La prova a trazione curva tipica sforzo-deformazione

23 La prova a trazione curva tipica sforzo-deformazione

24 La prova a trazione curva tipica sforzo-deformazione

25 La prova a trazione curva tipica sforzo-deformazione k è un fattore di scala; w è il coefficiente viscoelastico che tiene conto del comportamento iniziale del polimero; h è il parametro di strain hardening; m è il coefficiente di sensibilità alla velocità di deformazione; έ 0 è la velocità di deformazione di riferimento.

26 La prova a trazione Lo standard ASTM

27 La prova a trazione Analisi delle curve (norma ASTM)

28 La prova a trazione Analisi delle curve (norma ASTM)

29 La prova a trazione Analisi delle curve (norma ASTM)

30 La prova a trazione proprietà di diverse materie plastiche SAN: copolimero acrilonitrile-stirene PPS: polifenilene solfuro POM: poliossimetilene TPS: amido termoplastico PSU: polietrsulfone PPO: poliossifenilene CA: acetato di cellulosa

31 La prova a trazione proprietà normalizzate rispetto alla densità

32 La prova a flessione

33 Standard per prove meccaniche

34 Nel four-point bending c'è una sezione del provino in cui il momento è costante e la forza trasversale (quindi la sollecitazione di taglio interlaminare) è zero. Queste condizioni di carico sono preferibili, poiché il cedimento è un risultato di queste tensioni normali e non vi è alcuna tensione di taglio che provoca delaminazioni. La prova a flessione

35 For three-point bending, an acceptable test specimen is one at least 3.2 mm (0.125 in.) thick, 12.7 mm (0.5 in.) wide, and long enough to overhang the supports (but with overhang less than 6.4 mm, or 0.25 in., on each end). La prova a flessione

36 La prova a flessione

37 La prova a flessione Analisi delle curve (norma ASTM) Flexural Strength (σ fm ) Flexural Stress at Break (σ fb )

38 La prova a flessione

39 La prova a compressione

40 La prova a compressione Perché eseguire un test di compressione? L'ASM Handbook, Volume 8, Mechanical Testing and Evaluation riporta: Axial compression testing is a useful procedure for measuring the plastic flow behavior and ductile fracture limits of a material. Measuring the plastic flow behavior requires frictionless (homogenous compression) test conditions, while measuring ductile fracture limits takes advantage of the barrel formation and controlled stress and strain conditions at the equator of the barreled surface when compression is carried out with friction. Axial compression testing is also useful for measurement of elastic and compressive fracture properties of brittle materials or low-ductility materials. In any case, the use of specimens having large L/D ratios should be avoided to prevent buckling and shearing modes of deformation.

41 Standard per prove meccaniche

42 La prova a compressione Modes of Deformation in Compression Testing The figure to the right illustrates the modes of deformation in compression testing. (a) Buckling, when L/D > 5. (b) Shearing, when L/D > 2.5. (c) Double barreling, when L/D > 2.0 and friction is present at the contact surfaces. (d) Barreling, when L/D < 2.0 and friction is present at the contact surfaces. (e) Homogenous compression, when L/D < 2.0 and no friction is present at the contact surfaces. (f) Compressive instability due to work-softening material.

43 La prova a compressione The standard test specimen in ASTM D 695 is a cylinder 12.7mm (½in.) in diameter and 25.4 mm (1 in.) in height. The force of the compressive tool is increased by the downward thrust of the tool at a rate of 1.3 mm/min (0.05 in./ min). The compressive strength is calculated by dividing the maximum compressive load by the original cross section of the test specimen.

44 La prova a compressione

45 La prova a compressione Generally, the compressive modulus and strength are higher than the corresponding tensile values for a given material.

46 La prova a compressione

47 La prova a compressione Compressive strength of plastics may be useful in comparing materials, but it is especially significant in the evaluation of cellular or foamed plastics. Compression testing of cellular plastics is addressed in ISO Standards 1856 and

48 La prova a compressione

49 La prova a compressione

50 La prova ad impatto

51 La prova ad impatto notcher

52 La prova ad impatto

53 La prova ad impatto

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56 La prova ad impatto