Scherfeste Polymere

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Ich habe nach einigen Scherfestigkeitseigenschaften üblicher Polymere / Kunststoffe gesucht. Ich habe noch keine nützlichen Informationen gefunden. Ich weiß, dass Polymere nicht so linear elastisch sind, aber ich hatte erwartet, dass sie eine Reihe von Schereigenschaften aufweisen. Ich möchte es für eine Spannungsberechnung eines allgemeinen Querschnitts bei Scherung verwenden.

Kann mir jemand mit ein paar Zahlen helfen oder mir sagen, warum es unmöglich ist, solche Zahlen anzugeben?

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Wenn der dominante Versagensmechanismus beispielsweise eine Zugfestigkeit und keine Scherfestigkeit ist, sind möglicherweise nur Zugfestigkeiten vorgesehen. In diesem Fall müssen Sie den Spannungszustand analysieren, um die Größe und Ausrichtung der maximalen Zugspannung zu ermitteln.
Chemomechanics
Willkommen bei Engineering Stack Exchange. Dies ist eine großartige Frage, die den Vergleich von Polymeren mit Stählen im normalen Maschinenbau in Frage stellt. Wie sich herausstellt, steckt der Teufel wie viele andere Dinge im Detail.
Mark

Antworten:

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Der Grund, warum es unmöglich ist, Ihnen Zahlen zu geben, ist, dass niemand die Tests durchgeführt hat, um die Scherfestigkeit zu überprüfen. Warum? Wäre es nicht einfach, einen Block Polypropylen zu bekommen und einen Test durchzuführen? Nun, dieser Test wäre nur für diesen Lieferanten von Polypropylen und nur für diese Dicke gültig.

Diese Unsicherheit beim Testen resultiert aus mehreren interessanten Faktoren:

  1. Im Gegensatz zu Stählen, deren einzigartige Eigenschaften durch Angabe einer festgelegten Additivkonzentration bestimmt werden können, hängen die Eigenschaften eines Polymers von den Kettenlängen sowie der Vernetzung ab, die auf die Herstellungsmethoden zurückzuführen sind.
  2. Dies bedeutet, dass ein "Standard" -Polymer niemals Standard ist. Beispielsweise wird Polypropylen üblicherweise in Homopolymer, Copolymer und statistisches Blockcopolymer gebrochen. All dies kann in langer und kurzer Kette hergestellt werden. Der hinzugefügte Copolymerblock kann den Vernetzungsgrad stark beeinflussen. Jedes speziell hergestellte Polymer mit Kettenlänge wird typischerweise als Harz mit dem Handelsnamen eines Herstellers bezeichnet.
  3. Sogar diese stark variierenden Eigenschaftsunterschiede können durch die Extrusionsmethode auf subtile Weise beeinflusst werden, ähnlich wie das Tempern die Eigenschaften eines Stahls verändert.
  4. Ein Hersteller führt keine unnötigen Tests durch, um ein Harz auf den Markt zu bringen. Wenn für den Scherbetrieb kein Harz benötigt wird, muss kein Scherfestigkeitstest durchgeführt werden.
  5. Alle Ingenieure, die sich mit Scherung befassen, haben gelernt, die Spannung über den Mohrschen Kreis in Zugspannung umzuwandeln und unter Verwendung eines sehr konservativen Sicherheitsfaktors unter Verwendung dieser Methoden zu schätzen.
  6. Eine Scherfestigkeitsschätzung würde typischerweise unter der Annahme durchgeführt, dass das Verhältnis von Scherfestigkeit zu Zugfestigkeit ähnlich dem Verhältnis zwischen Schermodul und Zugmodul ist und das Poisson-Verhältnis verwendet (das typischerweise unabhängig von der Vernetzung oder Kette konstant bleibt) Länge).
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