Kunststof encyclopedie

A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z

Mechanische eigenschappen

De mechanische eigenschappen van een kunststof kunnen door verschillende materiaalwaarden worden gekenmerkt. De belangrijkste waarden zijn strekspanning, treksterkte, breukrek, trek-E-modulus, trek-kruipmodulus, buigsterkte, kogeldrukhardheid, Rockwell- en Shorehardheid, slagvastheid, glijcoëfficiënt, glijslijtage.

Breukrek

Breukrek, rekspanning und treksterkte zijn de waarden voor de mechanische belastbaarheid van kunststoffen. Bij een mechanische overbelasting breekt de kunststof. Daarbij gedragen niet versterkte kunststoffen zich rekbaar en versterkte kunststoffen gedragen zich breekbaar.

Rekbaar breukgedrag (taaie breuk)

Het rekbare breukgedag treedt hoofzakelijk bij niet versterkte kunststoffen onder mechanische overbelasting op

\( σ_S =\) rekspanning

\( σ_R =\) scheursterkte

\( \varepsilon_S =\) vloeirek

\( \varepsilon_R =\) breukrek

Bros breukgedrag

Het brosse breukgedrag treedt hoofdzakelijk bij versterkte kunststoffen onder mechanische overbelasting op.

\( σ_R =\) treksterkte

\( \varepsilon_R =\) breukrek

De breukrek, rekspanning en treksterkte van de 150 belangrijkste thermoplasten en duroplasten vindt u in onze verzameling van informatiebladen.

Treksterkte-E-moduul

Het treksterkte-E-moduul $ \ E \ $ drukt de verhouding tussen trekspanning $ \ σ \ $ en trekverlenging $ \ ε \ $ uit:

Vergelijking. Elasticiteitsmodulus
\[ E = \frac{σ} {ε} \]

Het treksterkte-E-moduul van de 150 belangrijkste thermoplasten en duroplasten vindt u in onze verzameling informatiebladen. 

Kruip-E-modulus

De kruip-E-modulus $ \ E_C \ $ geeft de verhouding tussen trekspanning $ \ σ \ $ en de vervorming door trekverlenging $ \ ε \ $ bij langdurige belasting weer.

Vergelijking. Kruipmodulus
\[ E_C = \frac{σ} {ε} \]

De kruip-E-modulus van de 150 belangrijkste thermoplasten en duroplasten vindt u in onze verzameling informatiebladen.

Buigsterkte

De buigsterkte is de sterkte bij een 3-punts buigspanning (zie schets)

De driepunt buigsterkte van de 150 belangrijkste thermoplasten en duroplasten vindt u in onze verzameling van informatiebladen.

Kogeldrukhardheid

De kogeldrukhardheid is de weerstand tegen binnendringen van een bolvormig lichaam.

Meetmethode volgens DIN 53 505/ISO 2039

Zij wordt gemeten als de verhouding van de aandrukkracht en de bij het aandrukken ontstane oppervlakken. Volgens DIN 505 wordt de test met een geharde en gepolijste staalkogen met 5 mm doorsnede uitgevoerd. De aanduiding H358/30 betekent een aandrukkracht van 358 N en een proefduur van 30 sec.

De kogeldrukhardheid van de 150 belangrijkste thermoplasten en duroplasten vindt u in onze verzameling informatiebladen.

Rockwellhardheid

De rockwellhardheid $ \ HR \ $ wordt gemeten met een stalen kogel in een indrukpoging en is dimensieloos. In tegenstelling tot kogeldrukhardheid, waarbij de indringdiepte onder last wordt gemeten, vindt de meting van de indringdiepte bij de rockwellwerkwijze afhankelijk van de gekozen schaalverdeling bij een gedefinieerde proeflast $ \ F \ $ plaats. Hoe kleiner de indrukdiepte is, des te groter is de kunststofhardheid.

De blijvende indrukdiepte $ \ h \ $ wordt gemeten en direct naar een hardheidgetal omgerekend:

Vergelijking. Rockwellhardheid
\[ {HR}=130 - \frac{h \ \color{gray} {[mm]}}{0,002 \ \color{gray}{[mm]}} \]

Er zijn ongeveer 30 hardheidschalen. Daarvan hebben zich de schalen R, L en M voor de verschillende hardheidsgebieden van kunststoffen doorgezet. Ligt het volgens deze formule verkregen hardheidgetal buiten het gebied tussen 50 en 115, dan moet er voor een andere hardheidschaal worden gekozen.

De meetmethode is in DIN EN ISO 2039-2 en ASTM D 785 genormeerd. De rockwellhardheid van de 150 belangrijkste  thermoplasten en duroplasten vindt u in onze verzameling informatiebladen.

Rockwell.
De hardheidsschalen.
In de praktijktest voor kunststoffen werden vooral de hardheidsschalen R, L en M toegepast. Ligt het op grond van de blijvende indringdiepte  berekende hardheid nummer buiten het bereik tussen 50 en 115, moet er dus een andere hardheidsschaal gekozen worden.
  Symbool Proeflast $ \ F \ $ Bal diameter Toepassingsgebied
Eenheid [–] [N] [mm] [–]
Hardheidsschaal R HRR 588,4 12,70 zachte materialen
Hardheidsschaal L HRL 588,4 6,35 middelharde materialen
Hardheidsschaal M HRM 980,7 6,35 harde materialen

Shore-hardheid

Elastisches Bauteil wird mit der A-Skala auf seine Shorehärte geprüft (HEIDELBERG)De Shore-hardheid wordt met een meetnaald. De maat voor de hardheid is de indringdiepte, waarbij de kracht door een gekalibreerde veer wordt uitgeoefend.

Er zijn twee hardheidsschalen:

  • De A schaalverdeling is voor zachte (rubberachtige) materialen vastgesteld en het wordt met een afgeknotte kegel gemeten.
  • De D schaalverdeling is voor hardere materialen vastgesteld en het wordt met een kegel (naald met een afgerond punt, R = 0,1 mm) gemeten.

De Shore-hardheid van de 150 belangrijkste thermoplasten en duroplasten vindt u in onze verzameling informatiebladen.

Slagvastheid

De slagvastheid is een maat voor het vermogen van het materiaal schokenergie en slagenergie te absorberen zonder te breken. Daarbij bepalen een veelvoud aan factoren de slagvastheid van een component:

  • Wanddikte
  • Vorm en grootte van het component
  • Temperaturen en
  • Botssnelheid

Gemeten wordt de slagsterkte met hulp van een slaghamer. De slagvastheid wordt berekend als de verhouding uit slagenergie en teststuk dwarsdoorsnede (meeteenheid kJ ).

Voor de slagvastheid zijn drie verschillende meetmethoden.

Izod-slagvastheid. Bij de Izod-slagvastheid wordt het proefstuk rechtop ingeklemd.

Charpy-slagvastheid. Bij de Charpy-slagvastheid wordt het vastgehouden aan de twee uiteinden en in het midden geslagen. Materialen met een zeer hoge slagvastheid breken niet.

Kerfslagvastheid. De kerfslagvastheid wordt met een gekerfd proefstuk gemeten. Als gevolg van de spanningsconcentratie liggen de waarden duidelijk lager. De kerfslagvastheid maakte het mogelijk een uitspraak te doen over de kerfgevoeligheid van een materiaal. De Izod-slagvastheid, de Charpy-slagvastheid en de kerfslagvastheid van de 150 belangrijkste thermoplasten en duroplasten vindt u in onze verzameling informatiebladen.

Glijcoëfficiënt

Der Gleitkoeffizient stellt das Verhältnis des Reibwiderstandes zu der Normalkraft da

De glijcoëfficiënt $ \ \mu \ $ geeft de verhouding aan van de wrijvingsweerstand $ \ F_R \ $ (wrijvingskracht) met de normaalkracht $ \ F_N \ $ (contactkracht) bij een bepaalde glijsnelheid $ \ v \ $ van twee vlakken.

Bij kunststoffen is de meetwaarde versus gehard staal met een oppervlakteruwheid van RZ = 2,4 mm, een vlaktedruk tussen 0,15 en 1 MPa en een glijsnelheid van 0,5 ms  nauwkeurig bepaald.

Formule. Wrijvingscoëfficiënt
\[ {\mu}=\frac{F_R}{F_N} \]

De glijcoëfficiënten van de 150 belangrijkste thermoplasten en duroplasten vindt u in onze verzameling informatiebladen.

Glijslijtage

Glijslijtage in µm bij 1 km glijweg ten opzichte van de oppervlaktedruk. Glijpartner is gehard staal met een oppervlakteruwheid van 2,4 µm.

De glijslijtage van de 150 belangrijkste thermoplasten en duroplasten vindt u in onze verzameling informatiebladen.