Pomiar sztywnoœci
6 gru 2016 14:41

Najłatwiejsze jest względne okreœlenie sztywnoœci wyrobów. Polega ono na okreœleniu, który z wyrobów jest bardziej sztywny, a który mniej sztywny. Takš metodę wykorzystuje się też przy badaniu kierunku włókien. W celu względnego okreœlenia sztywnoœci dwóch wyrobów należy wykroić paski o jednakowej szerokoœci ok. 15 mm i długoœci ok. 200 mm z obu porównywanych wyrobów tak, aby włókna były równoległe i prostopadłe do długoœci pasków. Na paskach należy zaznaczyć kierunek włókien (rys. 1), zetknšć dwa paski z tym samym kierunkiem włókien, uchwycić w dwa palce, tak aby wystawały na jednakowš długoœć i ustawić poziomo (rys. 2a). Następnie odwrócić położenie pasków (rys. 2b). Jeżeli oba paski będš się stykały ze sobš, oznacza to, że dolny ma większš sztywnoœć niż górny. Po odwróceniu pasek dolny bardziej się ugina niż górny. Górny ma więc większš sztywnoœć niż dolny. Taka metoda może być stosowana tylko dla wyrobów o małej i œredniej sztywnoœci. Jest nieprzydatna przy dużej sztywnoœci. Jest również mało przydatna, gdy badanie w kierunku wzdłuż wskaże większš sztywnoœć innego wyrobu niż w poprzek. Badania liczbowe bezwzględnych wartoœci sztywnoœci muszš być wykonywane przy użyciu odpowiednich urzšdzeń laboratoryjnych. Obecnie najczęœciej stosowane sš przyrzšdy Tabera i Lorentzena Đ Wettresa zwanego w skrócie LiW. Od nazw przyrzšdów nazywane sš metody badań: Tabera i LiW. Do badania na tych przyrzšdach używa się próbek w postaci pasków o szerokoœci 38 mm. Próbkę wkłada się w zacisk w położeniu pionowym w celu zlikwidowania wpływu przycišgania ziemskiego. W odległoœci 50 mm od końca zacisku znajduje się mechanizm zginajšcy i okreœlajšcy siłę potrzebnš do zgięcia próbki (rys. 3). Zginanie wykonywane jest zwykle o kšt 15Ą, a wyjštkowo w przypadku wyrobów bardziej sztywnych i łamliwych Đ o kšt 7,5Ą. Przeliczanie wartoœci uzyskanych przy zginaniu o kšt 15Ą i 7,5Ą nie jest możliwe. W przypadku wykonywania pomiarów przy zginaniu o kšt 7,5Ą trzeba to zaznaczyć przy podaniu wyniku badań. W przyrzšdzie Tabera próbka jest zginana w obie strony o kšt 15Ą i wykazywana jest siła potrzebna do zgięcia w jednš i drugš stronę. W przyrzšdzie LiW zgięcie następuje tylko w jednš stronę. Do zbadania sztywnoœci w drugš stronę trzeba założyć innš próbkę. Wynik pomiaru jest œredniš arytmetycznš wyników uzyskanych przy zginaniu w obie strony. Z powodu tych minimalnych różnic w działaniu obu przyrzšdów uzyskane wyniki różniš się w niewielkim stopniu. Stwierdzono, że wyniki uzyskane przy stosowaniu przyrzšdu Tabera sš mniejsze o 0-3,5% niż przy stosowaniu przyrzšdu LiW. Najlepiej jest przyjšć przelicznik 1,5%. Ze względu na stosunkowo małš dokładnoœć metod Tabera i LiW odstępstwa przy przeliczaniu mniejsze niż 2% uznaje się za znikome. Wyniki badań na przyrzšdach Tabera oraz LiW mogš być podawane w jednostkach siły (N, mN) lub w jednostkach momentu siły (mN . m, N . m). Ze względu na to, że w obu przyrzšdach długoœć próbki, na której wykonuje się pomiar wynosi 50 mm, można w każdym przypadku przeliczyć wynik z jednostek siły na jednostki momentu siły i odwrotnie. Przeliczniki sš następujšce Taber (mNám) = Taber (mN) x 20 Taber (mN) = Taber (mN . m) x 0,05 LiW (mNám) = LiW (mN) x 20 LiW (mN) = LiW (mN . m) x 0,05 LiW (mN) = Taber (mN) x 1,015 LiW (mNám) = Taber (mN . m) x 1,015 LiW (mNám) = Taber (mN) x 20,3 LiW (mN) = Taber (mN . m) x 0,0508 Taber (mN) = LiW (mN) x 0,985 Taber (mNám) = LiW (mN . m) x 0,985 Taber (mNám) = LiW (mN) x 0,0493 Taber (mN) = LiW (mN . m) x 19,7 W Niemczech stosowana jest metoda badania przyrzšdem LiW przy kšcie zginania próbki o 5Ą. Jest to stara niemiecka metoda oparta na krajowej niemieckiej normie DIN 53121. Mimo że metoda ta nie została uznana w skali międzynarodowej oraz w Unii Europejskiej, w niektórych papierniach niemieckich jest ona stosowana jako jedyna. To w znacznym stopniu przeszkadza w ocenie porównawczej sztywnoœci. Przeliczanie wartoœci sztywnoœci badanej przy kšcie zginania 5Ą na wartoœci przy kšcie zginania 15Ą nie jest możliwe, podobnie jak przeliczanie wartoœci badań przy kšcie 7,5Ą na wartoœci badań przy kšcie 15Ą. Co prawda niektórzy publikujš jakieœ wzory przeliczeniowe, ale one w większoœci przypadków nie sprawdzajš się. Tak np. proponujš przeliczanie ze współczynnikiem 2 wartoœci przy kšcie 5Ą na 15Ą. Inni z kolei proponujš przeliczanie ze współczynnikiem 2 wartoœci przy kšcie 7,5Ą na 15Ą. Na podstawie porównań dokonanych w naszej firmie stwierdziliœmy, że błędy przeliczeń w ten sposób wykonywanych dochodzš do 40%. A więc dokładnoœć przeliczeń jest żadna. Przeliczeń nie można wykonywać. Przy stosowaniu przyrzšdów Tabera oraz LiW przy długoœci próbki 50 mm nie można badać z wystarczajšcš dokładnoœciš wyrobów o małej sztywnoœci, np. cieńszych papierów. Można stosować wtedy mniejszš długoœć próbki, np. 10 mm. Wygodniej jest wówczas podawać wartoœci sztywnoœci w jednostkach momentu siły. Te jednostki stosujemy zawsze w opracowaniach naszej firmy. Badania sztywnoœci tego rodzaju, jakie wykonywane sš przy zastosowaniu aparatów Tabera i Lorentzena Đ Wettresa, sš tzw. badaniami statycznymi. Do badań sztywnoœci wyrobów wiotkich Đ mało sztywnych bardziej przydatne sš tzw. metody dynamiczne. Takš uznanš w skali międzynarodowej i Unii Europejskiej metodš dynamicznš jest metoda rezonansowa. Jest ona jednak w praktyce jeszcze mało stosowana. Można powiedzieć, że jest to jeszcze metoda unikalna. Nie wiadomo, czy możliwe jest przeliczanie wyników uzyskiwanych metodš rezonansowš na wartoœci sztywnoœci uzyskiwane metodami statycznymi. Wartoœć sztywnoœci danego wyrobu okreœlajš dwie liczby: sztywnoœć wzdłuż i sztywnoœć w poprzek układu włókien. Jest to niewygodne przy porównywaniu sztywnoœci różnych wyrobów. Przyjęto wobec tego, że dla porównania sztywnoœci dwóch wyrobów najlepiej jest stosować pojęcie sztywnoœci ogólnej, która jest œredniš geometrycznš sztywnoœci wzdłuż i w poprzek: ...... Wyroby papierowe wykazujš doœć duże wahania wartoœci sztywnoœci w różnych miejscach. Dlatego tolerancje wartoœci sztywnoœci sš doœć duże. Najczęœciej producenci deklarujš tolerancję ą15%. Oznacza to, że sztywnoœć może w różnych miejscach być mniejsza lub większa o 15% od wartoœci deklarowanej. Jest jednak grupa producentów deklarujšca tolerancję dwukrotnie mniejszš, przedstawiajšc jš liczbowo -15%. Oznacza to, że przedstawia ona maksymalnš wartoœć liczbowš. Porównujšc z innymi wyrobami o tolerancji ą15% należy podawać ą7,5% ze zmniejszeniem deklarowanej wartoœci sztywnoœci o 7,5%. W ten sposób postępujemy w naszej firmie. Nie liczymy na to, że ktoœ nie zauważy zmiany zapisu tolerancji i uwierzy, że deklarowana wartoœć sztywnoœci jest zawyżona w stosunku do rzeczywistoœci. Podsumowanie. Najczęœciej stosowane sš statyczne badania sztywnoœci Tabera oraz LiW. Badania sztywnoœci wykonywane sš w nich przy kšcie zginania 15Ą lub wyjštkowo 7,5Ą. Nie należy stosować innych kštów zginania. Wartoœci sztywnoœci badane przy różnych kštach zginania sš nieprzeliczalne. Sztywnoœć należy podawać w jednostkach momentu siły. Metody dynamiczne badania sztywnoœci sš jeszcze unikalne. W celu uniknięcia stosowania wartoœci sztywnoœci wzdłuż i w poprzek układu włókien można operować wartoœciš sztywnoœci ogólnej, która jest œredniš geometrycznš sztywnoœci wzdłuż i w poprzek.

error: Kopiowanie zabronione!
cript>