Download 627977.pdf

Contents : I l ifstudeer/A Afstudeerder Onderwi js Sector Studierichting Afstudeerdocent Afstudeerplaats Faculteit Vakgroep Begeleider Een deelonderzoek naar het zoeken en fabriceren van een modehateriaal en het beschrijven van schade-evolutie J . K . van der Wolf Hogeschool Eindhoven Technisch Onderwijs en Laboratorium Onderwijs Werktuigbouwkunde Ing. A.P.C. Stox Technische Universiteit Eindhoven (TUE) Werktuigbouwkunde Fundamentele Werktuigbouwkunde (WFW) Ir. J . H . P . de Vree Rapport WFW 92.002 Eindhoven januari 1992 Samenvatting Het onderzoek "Schade-Mechanica" betreft een onderzoek naar het ontstaan van schade in constructies. De klasse van materialen die in dit onderzoek momenteel beschouwd worden bestaan uit kunststofmatrix-composieten ( kunststofmatrix met een toevoeging). De vakgroep WFW werkt samen met de Universiteit van Parijs waarbij h e t g e eenschappelijhed uel is: h e t v inden V UT eer methode om te komen tot de voorspelling van de mechanische eigenschappen in het algemeen en schade-evolutie t.g.v. belasten in het bijzonder van een samengesteld materiaal met behulp van de eigenschappen van de samenstellende delen. Het afstudeerproject omvat een deelonderzoek bestaande uit het zoeken naar en het fabriceren van een modelmateriaal en het beschrijven van schade-evolutie. Het zelfgemaakte testmateriaal is bros Polystyreen (PS) met een geringe hoeveelheid laag-modulus materiaal zoals rubber: PolyIsoButyleen (PIB) of Ethyleen-Propyleen-DipolyMeer (EPDM). De gewenste mengcondities van PS met PIB kunnen vooraf worden vastgesteld middels viscositeitsmetingen met een rheometrics. Het gemaakte materiaal is getest op mechanische eigenschappen door middel van n-dimensionale trekproeven. Uiteraard hoort daarbij observering van breukgedrag i.v.m. de schade-evolutie. De structuur na de verschillende fabricage-stadia en na mechanische beproeving is met de lichtmicroscoop en de elektronenmicroscoop bekeken. Door een fenomenologische beschouwingswijze kan het materiaalgedrag in een model worden beschreven zonder dat de morfologie en de eigenschappen van de samenstellende delen bekend zijn. Marquis heeft zo'n model geformuleerd voor het beschrijven van het kruipgedrag van metalen bij hoge temperatuur. Na aanpassing van het model kon de n-dimensionale trekproef met constante reksnelheid van de materiaalsamenstelling PS/EPDM goed beschreven worden voor een voldoende groot reksnelheidsgebied. Daartoe wordt gebruik gemaakt van een programma van het model in PC-MatLab (een wiskundig simulatie-programma). Er is systematisch onderzocht wat de invloed is van ieder van de afzonderlijke materiaalparameters op de berekende trekkromme om de experimentele kromme goed te fitten. Het fitten is het oplossen van de vergelijkingen met een iteratie-proces. Bij de beste fit zijn de gevraagde waarden van de parameters bepaald. Uiteindelijk zal er een twee-dimensionaal eindige elementen programma geschreven moeten worden voor het elasto-viscoplastische en schadegevoelige materiaalmodel. Het materiaal PS/PIB voldoet nog niet aan de eisen die aan een modelmateriaal met een eenvoudige morfologie gesteld moeten worden. Zoals uit de bestudering van de morfologie met de microscoop blijkt is het PIB niet homogeen verdeeld aanwezig in de PS-matrix in de vorm van even grote bolletjes. Verder onderzoek zal zich moeten richten op P I B met een laag moleculair gewicht PIB van andere leveranciers en op de toevoegingen Kraton G en Core-shell rubber. Deze laatsten hebben een identieke grootte en vorm van de deeltjes. Het verschil is dat Kraton G zich hecht aan de PS-matrix en Coreshell rubber niet omdat de rubber bolletjes omgeven zijn met een harde schil PolyMethylMethAcrylaat (PMMA). Voorwoord Het deelonderzoek van het onderzoek "Schade-mechanica" is toegewezen door de vakgroep Produktie en Materialen van de sector Technisch Onderwijs en Laboratorium Onderwijs van de Hogeschool Eindhoven. Met dit onderzoek voltooi ik mijn studie Werktuigbouwkunde aan de Hogeschool Eindhoven. Ket onderzoek is uitgevcerd b ij de vakgroep "Fundamentele werktuigbouwkunde" van de Technische Gnive siteit E indhouer . B i j deze wil ik de betreffende medewerkers afstudeerders en stagiaires zowel van de Universiteit als van de Hogeschool bedanken voor de samenwerking. INHOUDSOPGAVE 1. INLEIDING SCHADE-MECHANICA ................... 1 2. HET ZOEKEN NAAR EN FABRICEREN VAN EEN GESCHIKT MODELMATERIAAL 2 2.1 HET MATRIX 2 2 .2 POLYSTYREEN MET HET RUBBER EBDM 2.3 2 .4 2.5 2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.6 3. ............................... POLYMEER POLYSTYREEN .............. .............. 5 ........... 8 VISCOSITEITSMETING MET DE RHEOMETRICS ........ 1 1 MATERIAALFABRICAGE ........................... 12 persen ....................................... 12 extruderen ................................... 12 spuitgieten .................................. 13 BESTUDERING MORFOLOGIE MIDDELS MICROSCOPIE ... 1 5 POLYSTYREEN MET DE THERMOPLAST PIB H

INFO HASH : 48dc225585980d06e1f245b1a2bec87e432c5808

Download now

File Size: 6.5 mb