Навігація
Головна
 
Головна arrow Маркетинг arrow Теоретичні основи товарознавства і експертизи
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Коротка характеристика фізико-механічних методів визначення показників якості

Фізико-механічні методи найбільш часто застосовуються для визначення міцнісних властивостей матеріалів - твердості, межі міцності, зносостійкості матеріалів та ін.

Ці методи, як правило, засновані на додатку до зразків зовнішніх механічних зусиль і вимірі роботи, що витрачається на деформування або руйнування зразка.

Механічні методи визначення показників якості товарів засновані на застосуванні спеціальних технічних засобів (вимірювальних інструментів, приладів, установок). Ці методи використовуються для дослідження межі міцності матеріалів зі шкіри, хутра, полімерів, гуми, металевих сплавів; твердості металевих сплавів, лакофарбових плівок, глазурі; зносостійкості шкір, тканин та ін.

Випробування матеріалів (тканин, волокон, полімерних плівок, шкір, виробів з металів і сплавів) на розтяг матеріалу дозволяє визначити:

  • - Пружність - здатність матеріалу змінювати форму і розміри під дією навантаження і повертатися в початковий стан після зняття цього навантаження;
  • - Пластичність - здатність матеріалу придбавати необоротні деформації під дією навантаження і зберігати їх після її зняття;
  • - Міцність - здатність матеріалу чинити опір прикладеним навантаженням без руйнування.

Зразок для випробування на розтяг металу

Рис. 10.2. Зразок для випробування на розтяг металу

L0 - довжина робочої частини зразка; (d0 - діаметр робочої частини зразка; F0 - площа поперечного перерізу робочої частини зразка; l0 / d0 = 5/10 - співвідношення при випробуванні.

При випробуванні на розтяг металів використовують спеціально підготовлені зразки (рис. 10.2, 10.3).

У ході випробування головки зразка затискають в захопленнях навантажувальної (розривної) машини і зразок навантажують зростаючим зусиллям Р до розриву.

Подовження зразка, що виникло через програми навантаження, вимірюють в робочій частині зразка:

(57)

де l - довжина робочої частини зразка під дією зусилля; / 0 - початкова довжина робочої частини зразка; σ = P / F 0 кгс / см2.

Подовження відносної деформації (ε)

(58)

Механічним методом випробувань є метод визначення твердості за Бріннелю.

Твердість - здатність матеріалу чинити опір впровадженню в пего чужорідного тіла при статичному вдавливании.

Метод, ілюструється на рис. 10.4, заснований на вдавливании в плоску поверхню зразка круглого наконечника заданого діаметра D = 2,5; 5; 10 мм.

Діаграми розтягування металів (залежність відносного подовження від межі міцності і абсолютного подовження від навантаження)

Рис. 10.3. Діаграми розтягування металів (залежність відносного подовження від межі міцності і абсолютного подовження від навантаження)

σпц - межа пропорційності - максимальна напруга, куди матеріал деформується пружно; σ0,2 - умовний межа плинності - максимальна напруга, при якому залишкова пластична деформація становить 0,2%; στ - фізичний межа плинності - максимальна напруга, при якому відбувається значна пластична деформація при постійному зусиллі; σΒ - межа міцності (тимчасовий опір) - максимальна напруга, витримується матеріалом до руйнування.

Випробування твердості методом вдавлення сталевого загартованого твердого кульки грунтується на вимірюванні величини місцевої деформації в випробуваному матеріалі.

У цьому випадку твердість (статична) визначається вдавленням твердого кульки певного діаметра (D = 2,5; 5; 10 мм) відповідним вантажем (Р = 187,5; 750; 3000 кг) при статичному додатку навантаження (протягом 15 с при подальшій витримці 30 с). Залежно від твердості матеріалу розміри вм'ятини, що виходить при вдавливании сталевої кульки (даного діаметра при відповідній навантаженні), будуть різні, що встановлюється вимірюванням величин d і h.

Метод визначення твердості металів і сплавів

Рис. 10.4. Метод визначення твердості металів і сплавів

Твердість розраховується на основі площі отриманого відбитка за формулою

(59)

де d - діаметр відбитка.

Метод Роквелла заснований на вдавливании в поверхню конічного індентора (рис. 10.5).

Прилад для визначення твердості по Роквеллу

Рис. 10.5. Прилад для визначення твердості по Роквеллу

Индентор навантажується зусиллям Р 0 для забезпечення контакту зі зразком.

Про твердості зразка судять по глибині відбитка конуса.

У методі Роквелла існує три шкали, які відрізняються зусиллям, який додається до індентора, і типом індентора: шкала "В" индентор - кулька, шкали "А" і "С" - конуси.

Шкала

Позначення твердості

"А"

HRA

"В"

HRB

"С"

HRC

Метод придатний для виміру твердості зразків тільки великої товщини (через великих навантажень); непридатний для виміру твердості матеріалів з неоднорідною структурою.

Метод визначення твердості за Віккерсу (HRV) (рис. 10.6) заснований на вдавливании індентора у формі прямокутної піраміди з силою від 9,8 до 1900 Н в досліджуваних зразках.

(60)

де k - розмірна константа; Р - зусилля вдавлення; D - діагональ відбитка.

Завдяки зміні навантаження (Р) метод Віккерса забезпечує вимірювання твердості матеріалів в широкому діапазоні, в тому числі і для тонких зразків. Однак, методом Віккерса неможливо вимірювання твердості матеріалів з неоднорідною структурою.

Метод визначення твердості за Віккерсу - вид відбитка зверху

Рис. 10.6. Метод визначення твердості за Віккерсу - вид відбитка зверху

Визначення твердості методом дряпання засноване на використанні олівців твердості, виготовлених відповідно до мінералогічної шкалою Мооса (табл. 10.1).

Таблиця 10.1

Шкала твердості Мооса

Показник твердості

Робочий матеріал

Характеристика по Одінгу

1

Тальк

Можна нанести подряпини нігтем

2

Кам'яна сіль або гіпс

Можна нанести подряпини нігтем

3

Вапняний шпат

Твердість мідної монети

4

Плавиковий шпат

Твердість заліза

5

Апатит

Твердість заліза

6

Польовий шпат

Твердість віконного скла

7

Кварц

Твердість напилка

8

Топаз

Дряпає скло

9

Корунд

Ріже скло

10

Алмаз

Ріже скло

Метод визначення ударної в'язкості матеріалів проілюстрований на рис. 10.7.

В'язкість - здатність матеріалу поглинати енергію розвивається в ній тріщини. Чим вище в'язкість, тим менше швидкість росту тріщини.

Ударна в'язкість КС (Дж / м2) розраховується за формулою

КС = Е розр / F изл (61)

де Eразр - енергія, необхідна для руйнування зразка;

Е = mg (H - h); Fізл - площа поверхні зламу.

Метод визначення ударної в'язкості матеріалів

Рис. 10.7. Метод визначення ударної в'язкості матеріалів

Методи визначення міцності матеріалів при стисненні відображені в табл. 10.2.

Наприклад, при визначенні міцності властивостей будівельних матеріалів визначають межу міцності на стиск Rсж (МПа):

(62)

де Р розр - тиск руйнує сили; F - площа поперечного перерізу зразка.

У таблиці систематизовані характерні зразки, застосовувані для визначення межі міцності будівельних матеріалів при стисненні.

Методи визначення зносостійкості матеріалів до зовнішнього механічного зносу засновані на визначенні опору матеріалу стирання.

Для різних матеріалів використовуються прилади різних конструкцій для стирання досліджуваних зразків, причому в якості истирающих абразивних поверхонь використовують металеві сплави (сталь, бронзу), карборунд, наждачний папір, тканини та ін.

Опір матеріалів внутрішньому зносу визначають на підставі даних, одержуваних при встановленні механічних властивостей матеріалів, і додатковими дослідженнями шляхом застосування багаторазових навантажень (багаторазового розтягування, стиснення, вигину і інш.).

Стійкість матеріалів і виробів до зносу при фізико-хімічних впливах встановлюється шляхом вивчення фізико-хімічних властивостей і спеціальних досліджень матеріалів, що піддаються різним впливам з наступним визначенням змін названих властивостей - міцності, подовження, опору стирання і ін.

Таблиця 10.2

Стандартні методи визначення міцності будівельних матеріалів на стиск

Зразок

Ескіз

Розрахункова формула

Матеріал

Розмір стандартного зразка, см

Куб

Бетон

Розчин

  • 10 х 10 х 10;
  • 15 х 15 х 15;
  • 20 х 20 х 20;
  • 7,07 х 7,07 х 7,07

Природний камінь

5 х 5 х 5 та ін.

Циліндр

Бетон

d = 15; h = 30

Природний камінь

d = k = 5; 7; 10; 15

Призма

Бетон

а = 10; 15; 20

h = 40; 60; 80

Деревина

а = 2; h = 3;

Складовою

зразок

Цегла

а = 12; b = 12,3; h = 14

Половина зразка-призми, виготовленої з цементно-піщаного розчину

Цемент

а = 4; S = 25 см2

Проба щебеню (гравію) у циліндрі

Крупний заповнювач для бетону

d = 15; k = 15

При визначенні зносостійкості виробів в експлуатації враховується, що на неї буде впливати не тільки матеріал і його властивості, а й конструкція виробу. Наприклад, неправильна конструкція одягу і взуття крім того, що вона викликає незручності при носінні, провокує швидкий знос або навіть повне руйнування виробів у початковій стадії шкарпетки.

Для дослідження безпеки, обумовленої фізико-механічними показниками матеріалів і конструкції товару, проводяться випробування на готових виробах.

Так, транспортні засоби відчувають за показниками міцності на заводах-виробниках, проектно-конструкторських бюро, міжнародним некомерційним об'єднанням EURO NCAP (European New Саг Assessment Programme) та іншими подібними організаціями (рис. 10.8).

У процесі випробувань визначають деформації автомобіля, напруги на деталях кузова і манекені, характер травм манекена-водія і манекенів-пасажирів при зіткненні з перешкодами і бічними ударами автомобіля. Напрями ударних навантажень, форма і розмір поверхонь зіткнення імітують найбільш поширені дорожньо-транспортні пригоди. Випробування на зіткнення з 40% перекриття бар'єрного перешкоди проводяться на швидкості 64 км / ч. Бічні зіткнення імітують ударом вагонетки шириною 1,5 м на швидкості 50 км / год в нерухомий автомобіль в бік з боку водія. Імітація бокового удару в стовп проводиться при бічному русі автомобіля зі швидкістю 29 км / год і вдаряється об твердий стовп діаметром 254 мм.

Механічні методи використовуються для визначення показників комфортабельності меблів при цьому встановлюється м'якість, податливість, загальна деформація елементів. При проведенні випробувань до м'яких елементам меблів для сидіння і лежання прикладають навантаження (3; 5; 15; 70 даН) за допомогою натискного диска, вимірюють деформацію елементів і розраховують податливість і рівномірність усадки м'яких елементів. На зразок поміщають натискний диск так, щоб геометричний центр його опорної поверхні збігався з однією з контрольних точок.

М'якість м'яких елементів меблів характеризують піддатливістю і загальної деформацією під навантаженням 70 даН.

Максимальна оцінка за фронтальні і бічні зіткнення - 37 балон

Імітація фронтального зіткнення

Максимальна оцінка - 16 балів - відповідає 100-відсоткової захисту за даних умов випробувань

Удар зі зміщенням про бар'єр, що деформується відбувається на швидкості 64 к.м / год

Імітація бокових зіткнень

Зіткнення зі стовпом в зоні центральної стійки на швидкості 29 км / год

Зіткнення з бар'єром у зоні бічних дверей відбувається на швидкості 50 км / год

Рис. 10.8. Випробування автомобілів легкових EURO NCAP

Максимальна оцінка - 16 або 18 * балів (* додаткові 1-2 бали - за наявності надувних шторок безпеки)

Податливість (П), мм · даН-1, обчислюють з округленням результату до десяткового знака за формулою

(63)

де Н 5 і H15 - відповідні висоти зразка під навантаженням 5 і 15 даН, мм.

Загальну деформацію елемента (D) в міліметрах, обумовлену під навантаженням 70 даН, обчислюють з округленням до цілого числа за формулою

(64)

де Н 3 - початкова висота зразка під навантаженням 3 даН, мм; Н 70 - висота зразка йод навантаженням 70 даН, мм.

Для визначення багатьох показників якості непродовольчих товарів використовуються комбіновані методи. Наприклад, при визначенні функціональних показників пральних машин - ефективності відпирання зразки тканин попередньо забруднюють модельними забруднювачами, потім перуть і фотометричним методом визначають вихідну білизну тканин, білизну забруднених тканин і відіпрали.

Коротка характеристика мікробіологічних методів визначення показників якості товарів

Мікробіологічні методи застосовуються для визначення гігієнічних властивостей товарів; дослідження процесів, що проходять при зберіганні товарів у різних умовах. Вони засновані на вимірі інтенсивності розвитку мікроорганізмів в залежності від кількості визначається речовини.

Інтенсивність розвитку (зростання) мікроорганізмів встановлюють по числу й діаметру вирослих колоній мікроорганізмів, по інтенсивності помутніння живильного середовища (з використанням методу нефелометрії), за кількістю утворилася молочної кислоти (з використанням алкаліметріческого методу), по висушеної масі вирослих мікроорганізмів (з використанням гравіметрії).

До основних недоліків мікробіологічних методів відносять високу трудомісткість і тривалість вимірювань, низьку чутливість.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук