Über ein optisches Messsystem wurde der Ausschwingvorgang des Profils dreidimensional aufgezeichnet und ausgewertet. Anhand einer Fast Fourier Transformation konnten die ersten Eigenfrequenzen der Probekörper bestimmt werden. Zur Validierung der Ergebnisse wurden die jeweiligen Probekörper mittels einer Finite-Elemente-Analyse (FEA) modelliert und eine Modalanalyse durchgeführt. Abbildung 2 zeigt einen Vergleich von FEA und Experiment; in Höhe der Eigenfrequenzen kommt es zu einer sehr guten Übereinstimmung. Invention Store: Fertigungsvorrichtung für polymere Probekörper. Anhand des Ausschwingverhaltens der Probekörper wurde mittels des logarithmischen Dekrements das Dämpfungsverhalten der Profile bestimmt. Zusätzlich zu den Ausschwingversuchen wurde das Dämpfungsverhalten des Materials mittels einer dynamisch mechanischen Analyse (DMA) bestimmt. Die Untersuchungen wurden sowohl an mattenverstärkten als auch an unidirektional (UD) verstärkten Flachprofilen durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Abbildung 3 zusammengefasst. Getestet wurden die Proben in einem Frequenzbereich von 1 Hz bis 100 Hz.
Erfolgt die Anregung des Prüfkörpers im Resonanzgebiet mit einer konstanten Kraftamplitude, so durchläuft die Amplitude der Auslenkung ein Maximum, wobei hier die jeweilige Resonanzfrequenz f i und die Halbwertsbreite Δf i ermittelt werden, die in Zusammenhang mit den viskoelastischen Eigenschaften des untersuchten Werkstoffs stehen. Erzwungener Resonanzschwingungen zur Bestimmung des komplexen Moduls werden bevorzugt im Biege- oder Zugschwingversuch angewandt. Die Anregung kann servohydraulisch, kapazitiv oder elektromagnetisch erfolgen und die Messung der Schwingungen wird zumeist berührungsfrei über elektromagnetische Wandler durchgeführt. Dynamisch mechanische analyse probekörper 5. Bestimmung der Glastemperatur T g Im Bild 4 sind schematische Modul-Temperatur-Diagramme unter Zugschwingbeanspruchung für verschiedene Typen von Kunststoffen dargestellt, die auch bevorzugt zur Ermittlung der Glasübergangstemperatur T g benutzt werden. Bei den amorphen Kunststoffen ( Bild 4a) tritt infolge der hohen Mobilität der Ketten und Kettensegmente in der Regel ein deutlich ausgeprägter Übergangsbereich auf, bei dem die Glastemperatur relativ einfach bestimmbar ist.
Hinsichtlich anvisierter Anwendungsmöglichkeiten sind einerseits Faktoren wie die Wärmeleitfähigkeit und Barriere-Eigenschaften von hoher Bedeutung. Dynamisch mechanische analyse probekörper 1. Andererseits können Effekte wie das Benetzungsverhalten gegenüber hydrophilen/hydrophoben Medien sowie Farb- und Glanzunterschiede im Vordergrund stehen. Beispiele einiger physikalischer Eigenschaften sind: Feuchtegehalt Dichte Wärmeleitfähigkeit, Temperaturleitfähigkeit Schwindungsverhalten Transparenz und Trübungseffekte Farb- und Glanzunterschiede Wasserdampf- und Sauerstoffpermeabilität Benetzungseigenschaften Auch im Bereich der Fehler- und Schadensanalyse kann die Bestimmung der physikalischen Eigenschaften eines Bauteils und/oder des Ausgangsmaterials zur Klärung des Versagens bzw. der Versagensursache beitragen. Karl-Fischer-Titration (KFT), Trübung- und Glanzmessung Farbmessung Kontaktwinkelmessung Pyknometrie pvT-Messgerät Wasserdampf- und Sauerstoffpermeationsmessgeräte verschiedene Methoden zur Messung der Wärmeleitfähigkeit (pvT, Transient Plane Source Method, Platte-/Platte-Apparatur und LFA)
Bedeutung für die Anwendungstechnik Mit der DMA lassen sich zahlreiche Materialeigenschaften ermitteln. Die ermittelten komplexen Daten und Kennlinien sind u. a. wichtige Grundlage für FEA Berechnungen, die das dynamische Rückstellverhalten von elastomeren Bauteilen über einen gesamten Temperaturbereich und bei sich änderndem Druck abbilden. Dies ist insbesondere hilfreich, um die Anwendungsgrenzen einer Dichtung bei tiefen Temperaturen zu ermitteln. Die Prüfung Die Bestimmung dynamisch-mechanischer Eigenschaften von viskoelastischen Materialien werden in mehreren Normen definiert. Darunter finden sich die ISO 6721 und zahlreiche ASTM Normen, beispielsweise ASTM D 4065, ASTM D 4440 oder ASTM D 5279. Dynamisch-mechanische Analyse - Fraunhofer LBF. Was wird in der DMA gemessen? In der Dynamisch-mechanischen Analyse ermitteln wir quantitativ und qualitativ und in Abhängigkeit der Temperatur das viskoealstische Verhalten und die Dämpfungseigenschaften (= tan Delta) bei unterschiedlichen, definierten Verformungen oder Frequenzen das Verlust- oder Speichermodul der Werkstoffe bei unterschiedlichen, definierten Verformungen oder Frequenzen und das Fließ- und Relaxationsverhalten der Elastomere.
Zu den üblichen Messanordnungen gehören der Zug-, 3-Punkt-Biegung und die Kompressionsanordnung. Siehe auch [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Mechanische Spektroskopie Weblinks [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Aufbau und Funktionsweise einer DMA der Fa. Netzsch [1] Anwendungsgebiete DMA beim Fraunhofer-Institut LBF [2] Versuchsdurchführung einer DMA Messung an PET [3]
Obwohl DMA verwendet werden kann, um viele physikalische Eigenschaften eines Materials zu untersuchen, ist seine Schlüsselstärke die Bewertung der Glasübergangstemperatur (Tg) eines Polymers. Die Empfindlichkeit des DMA für Tg macht es zum bevorzugten Werkzeug für Wissenschaftler auf der ganzen Welt. DMA kann nicht nur Tg genau messen, sondern auch sekundäre Übergänge erfolgreich identifizieren, die einen erheblichen Einfluss auf die Leistung eines Polymermaterials haben. Bei der Standardanwendung besteht die grundlegende Funktionsweise des DMA darin, eine sinusförmig variierende Spannung auf eine Probe aufzubringen und die resultierende Verformung zu überwachen. Dynamisch-Mechanische Analyse - Fraunhofer LBF. In typischen DMA-Experimenten wird die Spannung mit einer konstanten Frequenz (normalerweise 1 Hz) angelegt, die Dehnung konstant gehalten und die Temperatur mit einer konstanten Heizrate (typischerweise zwischen 1 & 5 ° C / min) erhöht. Wie bereits erwähnt, stehen verschiedene Modi zur Verfügung, um eine Probe aufzunehmen, wodurch eine vollständige Palette von Materialtypen gemessen werden kann.