1. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Лабораторная работа №2
Динамические механические свойства
полимерных композиционных материалов
Динамические механические свойства
полимерных композиционных материалов
σ = E *ε
Для вязкоупругих тел
где Е* - комплексный модуль упругости, равный
E* = E '+iE"
Действительная часть модуля упругости ReE*=Е'
получила название динамического модуля упругости;
Мнимая часть ImЕ*=Е" называется модулем потерь.
E"
tgδ =
E'
- Тангенс угла механических потерь

2. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Камера для
образца с печью и
термопарой
Сенсорный экран
Газовая холодильная
приставка к ДМА
Динамический механический анализатор
DMA Q800

3. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Возможности прибора DMA Q800
работает в диапазоне температур от –145°C до 600°C
при скорости нагревания до 20°C/мин.
определяет изменение свойств образца, основываясь
на изменениях семи экспериментальных параметров:
температуры, времени, частоты, механического
напряжения, силы, смещения и деформации.
использует образцы, имеющие вид кусков твердого
вещества, пленки, волокна, геля или вязкой
жидкости.
позволяет анализировать термопластичные и
термореактивные полимеры, композитные
материалы, эластомеры, керамику, металлы и др.
использует зажимы, которые позволяют измерять
различные характеристики материалов – модуль
упругости и модуль сдвига, демпфирующие и
вязкоупругие свойства, текучесть и релаксацию
напряжений, данные о структуре и морфологии
полимеров, стеклование и температуру размягчения.

4. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Рис.2. Сенсорный экран динамического механического
анализатора
Status Line – статусная строка
Primary Function Keys – клавиши основных функций

5. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Таблица 2. Клавиши основных функций
Название
клавиши
Описание
Запускает эксперимент.
Если эксперимент идет, данная клавиша завершает
метод обычным образом (как будто он подошел к
завершению). Таким образом, установки метода и
полученные данные сохраняются.
Если эксперимент идет, клавиша REJECT завершает
метод обычным образом, однако полученные
данные не сохраняются.
Выводит на дисплей сенсорные клавиши меню
Control Menu. Эти клавиши используются для того,
чтобы контролировать осуществляемые прибором
операции.
Обеспечивает доступ к экрану Display Menu,
используемому для выбора требуемой опции.

6. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Таблица 3. Клавиши меню Control Menu.
Название
клавиши
Описание
Открывает или закрывает печь
Переключает режимы.
Поднимает и опускает зажим, применяя к нему
установленную начальную силу. Если установлена
нулевая начальная сила, используется значение по
умолчанию, равное 0.05 Н.
Осуществляет калибровку зажима (растягивающие,
компрессионные и проникающие зажимы).
Освобождает или блокирует подвижный зажим.
Включает и
охлаждения
выключает
систему
воздушного
Автоматически заполняет газовую холодильную
приставку жидким азотом из цистерны (между
экспериментами).
Опция Position calibration используется для
калибровки
динамического
механического
анализатора после его перемещения, отключения
или как минимум раз в месяц.

7. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Рис.3. Сенсорный экран: меню Display Menu

8. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Таблица 4. Клавиши меню Display Menu.
Название
клавиши
Описание
Обеспечивает доступ к перечню процедур,
используемых в текущем эксперименте, и выделяет
активный сегмент.
Выводит на экран три основных сигнала, показывая
текущий статус эксперимента.
Выводит на экран информацию о приборе, вроде
названия версии программного обеспечения, опций
и IP-адреса (Internet Protocol).
В реальном времени выводит на экран
поступающий от прибора сигнал. Обработка
показанных здесь сигналов производится с
помощью программы управления.
Обеспечивает правильное выключение прибора
перед отключением питания.
Издает звуковой сигнал при передаче информации
на подсоединенное к прибору устройство
управления.
Осуществляет возврат к исходному окну.

9. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Шесть различных режимов деформации
(1)
(3)
(5)
1 – сдвиг;
3 – трехточечный изгиб с
закрепленными концами;
5 – растяжение.
(2)
(4)
(6)
2 – трехточечный изгиб со
свободными концами;
4 – двухточечный изгиб с
одним закрепленным
концом;
6 – сжатие.

10. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Рис.4. Установленный трехточечный зажим с образцом
Fixed Clamp – фиксированный зажим; Sample – образец; Moveable
Jaws – подвижные захваты; Support Bar – опорная деталь;
Clamping Center Screws – центральные зажимные винты;
Moveable Jaws – подвижные захваты;
Hex Screws – винты с шестигранными головками

11. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Фазовые переходы политетрафторэтилена при
-110°С и 30°С, Тстекл= 130°С, Тпл= 327°С (сдвиг и
растяжение)

12. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Фазовые переходы полиэтилентерафталата при
-70°С и 80°С, Тстекл= 80°С, Тпл= 250°С (сдвиг)

13. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Эпоксидная пленка толщиной 35 мкм в режиме
растяжения Тстекл= 110°С