Determination of the Poisson ratio in polymer composites

• Autorzy: Bieliński D.M. , Ślusarski L. , Morawiec J. , Gałęski A.

Warianty tytułu

PL

Oznaczanie współczynnika Poissona kompozytów polimerowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Experimental procedures facilitating determination of the Poisson ratio (nu) in polymer composite are described. Cylindrical specimens of plasto-elastic nature were axially stress loaded and the resulting linear deformation measured. The principle of the method proposed is based on both the Young and bulk modulus measurements. The dependence of the Poisson ratio on temperature was also investigated using DMTA. Experimental results are discussed in terms of engineering usefulness of the studied composites. Stress relaxation and creep of the materials are considered. Elasticity of the samples makes the Poisson ratio dependent on the load applied. The higher the load the lower the Poisson ratio. The influence of temperature is more complex and depends on the actual physical state of material. Determination of the Poisson ratio with DMTA is not possible in the temperature range containing polymer relaxation. Value 'nu' sharply decreases with the increase of temperature. The higher the frequency of dynamic deformations the higher the Poisson ratio.

PL

W artykule opisano procedury eksperymentalne, służące do oznaczania współczynnika Poissona (ni) kompozytów polimerowych. Cylindryczne próbki materiału o elastoplastycznym charakterze obciążono siłą osiową, dokonując pomiaru ich liniowego odkształcenia. Zasada proponowanej metody opiera się na pomiarach modułu Younga i modułu objętościowego. W drugiej części pracy przedstawiono wyniki badań nad wpływem temperatury na wartość współczynnika Poissona, prowadzonych przy użyciu DMTA. Uzyskane wyniki są dyskutowane z punktu widzenia zastosowania badanych kompozytów polimerowych jako materiałów konstrukcyjnych. Brane są pod uwagę zdolność do relaksacji naprężeń i podatność na pełzanie badanych polimerów. Elastyczność próbek powoduje, że współczynnik Poissona wyznaczony dla badanych materiałów zależy od zastosowanego obciążenia. Wzrost obciążenia osiowego powoduje obniżenie wartości współczynnika Poissona. Wpływ temperatury jest bardziej złożony i zależy od aktualnego stanu fizycznego polimeru. Oznaczenie współczynnika Poissona za pomocą DMTA nie jest możliwe w zakresie temperatur zawierającym przejście relaksacyjne w polimerze. Wartość 'ni' spada gwałtownie wraz ze wzrostem temperatury. Współczynnik Poissona rośnie wraz ze wzrostem częstotliwości deformacji dynamicznych.

Słowa kluczowe

EN

Poisson ratio; polymer composite; linear deformation; dynamic deformation; stresses; bulk modulus; Young's modulus; stress relaxation; creep; elasticity

PL

współczynnik Poissona; kompozyt polimerowy; odkształcenie liniowe; odkształcenie dynamiczne; naprężenia; moduł objętościowy; moduł Younga; relaksacja naprężeń; pełzanie materiału; sprężystość

• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego
• Czasopismo: Archiwum Nauki o Materiałach
• Rocznik: 1999
• Tom: T. 20, nr 3
• Strony: 155--166
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Bieliński D.M.

• Technical University of Łódź, Institute of Polymers, ul. Żeromskiego 116, 90-924 Łódź

autor

Ślusarski L.

• Technical University of Łódź, Institute of Polymers, ul. Żeromskiego 116, 90-924 Łódź

autor

Morawiec J.

• Polish Academy of Sciences, Molecular and Macromolecular Studies Center ul. Siekiewicza 112, 90-924 Łódź

autor

Gałęski A.

• Polish Academy of Sciences, Molecular and Macromolecular Studies Center ul. Siekiewicza 112, 90-924 Łódź

Bibliografia

• [1] M. Pękalak, S. Radkowski, Gumowe elementy sprężyste. Rozdz. 2. PWN, Warszawa 1989.
• [2] B. P. Holownia, J. Strain Anal., 7, 236 (1972).
• [3] L. A. Wood, G. M. Martin, J. Res. Nat. Bur. Stand., 68A, 259 (1964).
• [4] B. P. Holownia, Rubber Chem. Technol, 48, 246 (1974).
• [5] B. Łączyński, Tworzywa wielkocząsteczkowe, rodzaje i własności. Rozdz. 5. WNT, Warszawa 1982.
• [6] I. M. Ward, Mechaniczne własności polimerów jako tworzyw konstrukcyjnych. Rozdz. 2. WNT, Warszawa 1975.
• [7] J. Hansel, M. Blecharz, Sci.-Techn. Letters of AGH, 5, 19 (1995).
• [8] L. Ślusarski, D. M. Bieliński, W. Baryń, unpublished report for SPOIWO Radom.