VERIFIKÁCIA EXPERIMENTÁLNYCH VÝSLEDKOV VYBRANÝCH

Transcript

1 Trenčianska Univerzita Alexandra Dubčeka v Trenčíne Fakulta priemyselných technológií v Púchove VERIFIKÁCIA EXPERIMENTÁLNYCH VÝSLEDKOV VYBRANÝCH MATERIÁLOVÝCH CHARAKTERISTÍK GUMÁRENSKÝCH ZMESÍ Monika STRUHARŇANSKÁ, Jan KRMELA

2 Práca je orientovaná na problematiku gumárenských zmesí plášťov pneumatík. V plášťoch pneumatík sú gumárenské zmesi v interakcii s výstužnými materiálmi. Ku starnutiu gumárenských zmesí môže dochádzať už pri ich vlastnej výrobe, ako aj v technologickom procese vo výrobe plášťov pneumatík. Jednou z možností, ako simulovať vybrané degradačné procesy gumárenských zmesí a ich vplyv na mechanicko fyzikálne charakteristiky vyrobených elastomérov, je využitie programových systémov na báze metódy konečných prvkov (ďalej MKP) ako počítačovej numerickej metódy. Prácou bude hodnotený vybraný degradačný proces nánosových zmesí výpočtovým modelovaním v kombinácii s experimentmi.

3 Špecifické časti plášťa pneumatiky

4 zloženie gumárenských zmesí na výrobu pneumatík kaučuk vulkanizačné činidlo urýchľovač vulkanizácie plastifikačné činidlá prírodný syntetický prášková síra disulfidy aromatické amíny fenoly organické kyseliny aktivátor vulkanizácie oxid zinočnatý kyselina steárová plnivá svetlé sadze antioxidanty antiozonanty zrážaný SiO 2 bentonit deriváty aromatických amínov a fenolov ozonid zmäkčovadlá antidegradanty málo tečúce organické látky anorganické pigmenty organické vulkánové farbivá nadúvadlá polyuretánové peny lahčená guma lahčené termoplasty

5 PLÁN EXPERIMENTOV Homogenizácia na dvojvalci Stanovenie vulkanizačných charakteristík pomocou reometra Dvojvalec BUZULUK Reometer MONSANTO 100

6 Stanovenie fyzikálno-mechanických vlastností vulkanizátov A)Vulkanizačný lis, zvulkanizovaná vzorka a jej následné vyrezané vzorky v tvare lopatiek. B) Ručný vretenový lis, šablóna na vyrezanie lopatiek, a skúšobné teliesko v tvare obojstrannej lopatky.

7 Statické skúšky v ťahu Skúšky v ťahu na strojoch HOUNSFIELD H20K W a INSTRON. Mechanické namáhanie testovacieho telieska do pretrhnutia.

8 F [N] nové vzorky B09 B10 B13 vzorky po starnutí B09 B10 B l [mm] Závislosti sily od predĺženia F- l zo statickej skúšky v ťahu v jednoosej napätosti pre nové vzorky a vzorky po degradačnom starnutí

9 σ [MPa] nová vzorka B13 vzorka po starnutí B ԑ [%] Závislosť napätia od pomerného predĺženia vzoriek B13 novej vzorky a po degradačnom procese

10 MSC Software DIGIMAT

11 Overovanie fáz DIGIMAT- ABAQUS Morfologická analýza v štruktúre + výsledný popis

12 Reprezentatívny objem prvkov v geometrii mikroštruktúry Automatické sieťovanie mikroštruktúry Distribúcia napätia v elastomérovej matrici Vývoj napätia fázy v matrici

13 Vplyv sadzí na deformácie pneumatík Aplikácia pre plašte pneumatík Deformácie pneumatík

14 Na základe výsledkov práce možno zlepšiť výrobu nánosových zmesí plášťov pneumatík resp. navrhnúť opatrenia vedúce k zníženiu vplyvu starnutia na materiálové charakteristiky zložením gumárenských zmesí.

15 ZÁVERY Vybrané skúšobné elastomérne vzorky predstavovali nánosové zmesi na pogumovanie oceľokordov, ktoré sa používajú pri výrobe oceľokordových nárazníkoch v plášti pneumatík. Boli vyhodnotené grafické závislostí napätia pomerného predĺženia elastomérnych skúšobných vzoriek a následne boli vyhodnotené a porovnávané skúšobné vzorky pred a po degradačnom procese. Výsledky týchto experimentov poslúžia pre nasledujúce vytvorenie výpočtových modelov pôsobením degradačného procesu za pomoci vhodne zvoleného softvéru pre určovanie metódy konečných prvkov (ADINA, ANSYS, MSC MARC MENTAT, DIGIMAT).

16 Ďakujem za pozornosť