Badania wytrzymałościowe elastomerów poliuretanowych stosowanych w przemyśle motoryzacyjnym z wykorzystaniem metod mechaniki pękania

• Autorzy: Lesiuk G. , Myszka W. , Snowacki K. , Junik K.

Warianty tytułu

EN

Mechanical investigation of polyurethane elastomers in terms of fracture mechanics methods

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Poliuretanowe elastomery zastępują w układach zawieszenia pojazdów mechanicznych materiały gumowe. W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych elastomerów poliuretanowych. Główną uwagę poświęcono odporności na pękanie i rozdzieranie elastomerów poliuretanowych w dwóch różnych konfiguracjach twardości – 80ShA – zbliżonej do twardości seryjnie użytkowanych gumowych elastomerów i 90ShA dedykowanej dla pojazdów, gdzie wymagana jest większa sztywność zawieszenia. Zbadano wpływ twardości tworzywa na odporność na pękanie wyrażoną w krytycznej wartości energii Wf oraz odporności na rozdzieranie. Wykazano, że wśród powszechnie stosowanych materiałów o dwóch twardościach; 80ShA i 90ShA, występują znacząco różne mechanizmy dyssypatywne przed frontem szczeliny. Pomimo zbliżonych wartości wydłużenia całkowitego przy zerwaniu (statyczna próba rozciągania próbek gładkich) zaobserwowano istotnie różną skłonność materiału do pochłaniania energii, jak również odporności na rozdzieranie. Z perspektywy użytkowej parametry te są kluczowe w kontekście dynamicznego charakteru pracy tego typu materiałów.

EN

In the paper, the experimental results of the mechanical investigation have been presented. The main attention was paid to fracture toughness and tearing resistance of polyurethane elastomers in terms of two different hardness configurations; 80ShA and 90ShA. The impact of material hardness on the fracture resistance is reflected in experimental results. For fracture toughness characterization, the EWF (essential work of fracture) method was involved. It has been shown, that the 80ShA and 90ShA materials demonstrate completly different behavior under high stress concentration condition - see the results for the cracked DENT specimens. The higher values of the essential work of fracture for the 90ShA material confirm a higher ductility level of this material. From the perspective of usefulness of fracture mechanics, the energy approach seems to be crucial in the context of the real operating conditions of the bushing in suspension system of vehicles.

Słowa kluczowe

PL

elastomer poliuretanowy; układ zawieszenia; eksploatacja pojazdów

EN

polyurethane elastomer; suspension system; use of vehicles

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "SPATIUM". sp. z o.o.
• Czasopismo: Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 17, nr 12
• Strony: 1106--1112
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., il., rys., tab., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Lesiuk G.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Mechaniki i Inżynierii Materiałowej, ul. Smoluchowskiego 25, 50-370 Wrocław

autor

Myszka W.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Mechaniki i Inżynierii Materiałowej, ul. Smoluchowskiego 25, 50-370 Wrocław

autor

Snowacki K.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Mechaniki i Inżynierii Materiałowej, ul. Smoluchowskiego 25, 50-370 Wrocław

autor

Junik K.

• Strongflex Sp. z o.o., ul. Przejazdowa 11, 51-167 Wrocław

Bibliografia

• 1. Tubis A., Werbińska-Wojciechowska S., System pomiaru a ocena niezawodności przewozów świadczonych przez przedsiębiorstwa drogowego transportu pasażerskiego. Studium przypadku, Logistyka nr 3/2014, pp.6347-6447.
• 2. Sardanopoli, A., Grosse, I.L. and Richard, J. (2001). Crosslinking Thermoplastic Polyurethane, United States Patent: 6258310, 2001-10-07.
• 3. Desai, S., Thakore, I.M. and Sarawade, B.D. (2000). Effect ofPolyols and Diisocyanates on Thermo-mechanical and Morphological Properties of Polyurethanes, European Polymer Journal, 36: 711–725.
• 4. Lee, D.K. and Tsai, H.B. (2000). Properties of Segmented Polyurethanes Derived from Different Diisocyanates, Journal of Applied Polymer Science, 75: 167–174.
• 5. Żuchowska D., Polimery konstrukcyjne przetwórstwo i właściwości, Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1993.
• 6. J. Gamez-Perez, M. Sanchez-Soto, J. Ignacio Velasco, M. LI. Maspoch, The Essential Work of Fracture (EWF) method – Analyzing the Post –Yielding Fracture Mechanics of polymers, Engineering Failure Analysis, December 2009.
• 7. Arkhireyeva, A., and S. Hashemi. "Determination of fracture toughness of poly (ethylene terephthalate) film by essential work of fracture and J integral measurements." Plastics, rubber and composites 30.7 (2001): 337-350.
• 8. Helsel R., Visual Programming With HP-VEE (3rd Edition), Prentice Hall PTR, Hewlett-Packard Professional Books, 1998.
• 9. G. Rodriguez, P. Touchet, A.R. Teets, D.P.Flanagan, “Elastomers for Tracked Vehicles-Development of Rubber Compounds for Bushing”, Army Research Laboratory, United States 1999.
• 10. Haibin C., Jingshen W., “Specific Essential work of fracture of Polyurethane thin Films with Different Molecular Structures”, Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics, doi:10.1002/polb.21172