Bioppo-hankkeessa näytemateriaaleille suoritettiin kattava
BUT-koesarja. Kaikki näytemateriaalit testattiin käyttäen
kahta muovaustyökalun sädettä, 5 mm ja 40 mm, sekä
kahta pidätinvoimatasoa, jotka vastasivat suurin piirtein
25%, 50% ja 75% näytemateriaalin myötörajasta. Vetonopeus
3 (8)
missä:
ΣFμ on kitkavoimien summa
F1 on vetävä voima
FN on normaalivoima
A on yksittäisen pidätintyökalun pinta-ala
HAMK Techin F2F-laite on toteutettu vetokoelaitteeseen vetävän voiman sekä siirtymän mittaamiseen käytetään pidätintyökalujen välille tuotetaan käsipumpulla säädettävällä mitataan erillisellä voimasellillä. Pidätintyökalujen tasopinta on noin 280 mm2.
Bioppo-hankkeessa F2F-kokeet suoritettiin kaikille näytteille ja 13 MPa. Vetonopeus oli 10 mm/s, joka on käytetyn Kokeissa ei käytetty muovauslisäaineita.
Näytteenä käytettiin kahta leveydeltään 30 mm ja pituudeltaan laitteeseen taustapuolet vastakkain, jolloin molemmat pinnoitepuolen kanssa, ja kitka jakautuu nimellisesti tasan pinnoitekohtainen kitkakerroin. Kuva 3 havainnollistaa Mittauksissa on mahdollista käyttää myös yksittäistä näytesoiroa,erilaisen kontaktiparin systeemikitkakerroin. Tällainen
v1 oli 50 mm/s. Näytesoiron pituus oli 1 m ja leveys 50
mm. Näytteiden pituusakseli oli ohutlevyrainan leveysakselin
suuntainen. Kokeissa ei käytetty muovauslisäaineita.
Flat-Koedatasta to-flat-menetelmässä määritettiin ohutlevyä,liikekitkakerroin joka on puristettuna ja projektiopintapaine
kahden tasomaisen pidätintyökalun väliin,
vedetään keskiarvona vakionopeudella vetävän liikekitkakertoimen näytteenpitimen määrittämiseksi. Menetelmän periaate on esitetty kuvassa
2. Näytesoirossa jolla vetonopeus voi olla vastakkaisilla v1 ja pidätinvoima pinnoilla eri pinnoitteet,siirtymämatkalta,
jolloin puolilla vaikuttavat kitkavoimat
voivat erota toisistaan merkittävästi.
F2 pysyivät
suurin piirtein vakiona halutuilla tasoilla. Määritykseen
käytettiin aina 150 mm pituiselta siirtymämatkalta saatua
dataa.
Flat-to-flat-menetelmä (F2F)
Flat-to-flat-menetelmässä ohutlevyä, joka on puristettuna
kahden tasomaisen pidätintyökalun väliin, vedetään vakionopeudella
liikekitkakertoimen määrittämiseksi. Menetelmän
periaate on esitetty kuvassa 2. Näytesoirossa voi olla
vastakkaisilla pinnoilla eri pinnoitteet, jolloin puolilla vaikuttavat
kitkavoimat voivat erota toisistaan merkittävästi.
Kitkakerroin ja nimellinen pintapaine arvioidaan kaavoilla:
Kuva 2. Flat-to-flat-menetelmän periaate.
Kitkakerroin ja nimellinen pintapaine arvioidaan kaavoilla:
���� =
��������!
2��"
=
��#
2��"
���� =
��"
����
missä:
ΣFμ on kitkavoimien summa
F1 on vetävä voima
FN on normaalivoima
A on yksittäisen pidätintyökalun pinta-ala
HAMK Techin F2F-laite on toteutettu vetokoelaitteeseen liitettävä lisäosana. Näytteen vetämiseen ja
vetävän voiman sekä siirtymän mittaamiseen käytetään vetokoelaitetta, ja puristus näytteen ja
pidätintyökalujen välille tuotetaan käsipumpulla säädettävällä hydraulisylinterillä. Normaalivoimaa
mitataan erillisellä voimasellillä. Pidätintyökalujen tasopinta on pyöreä, ja yksittäisen työkalun pinta-ala
on noin 280 mm2.
Bioppo-hankkeessa F2F-kokeet suoritettiin kaikille näytteille nimellisillä pintapainetasoilla 1 MPa, 7 MPa
ja 13 MPa. Vetonopeus oli 10 mm/s, joka on käytetyn vetokoelaitteen enimmäissiirtymänopeus.
Kokeissa ei käytetty muovauslisäaineita.
Näytteenä käytettiin kahta leveydeltään 30 mm ja pituudeltaan 350 mm soiroa, jotka asennettiin
laitteeseen taustapuolet vastakkain, jolloin molemmat pidätintyökalupinnat olivat kontaktissa saman
pinnoitepuolen kanssa, ja kitka jakautuu nimellisesti tasan puolien välillä. Näin saatiin mitattua
pinnoitekohtainen kitkakerroin. Kuva 3 havainnollistaa koejärjestelyä käytettäessä kahta näytesoiroa.
Mittauksissa on mahdollista käyttää myös yksittäistä näytesoiroa, jolloin tuloksena saadaan kahden
erilaisen kontaktiparin systeemikitkakerroin. Tällainen kitkakerroin ei välttämättä vastaa keskiarvoa, joka
HAMK Techin F2F-laite on toteutettu vetokoelaitteeseen
liitettävä lisäosana. Näytteen vetämiseen ja vetävän voiman
sekä siirtymän mittaamiseen käytetään vetokoelaitetta, ja
puristus näytteen ja pidätintyökalujen välille tuotetaan käsipumpulla
säädettävällä hydraulisylinterillä. Normaalivoimaa
mitataan erillisellä voimasellillä. Pidätintyökalujen tasopinta
on pyöreä, ja yksittäisen työkalun pinta-ala on noin
280 mm2.
Bioppo-hankkeessa F2F-kokeet suoritettiin kaikille
näytteille nimellisillä pintapainetasoilla 1 MPa, 7 MPa ja
13 MPa. Vetonopeus oli 10 mm/s, joka on käytetyn vetokoelaitteen
enimmäissiirtymänopeus. Kokeissa ei käytetty
muovauslisäaineita.
Näytteenä käytettiin kahta leveydeltään 30 mm ja pituudeltaan
350 mm soiroa, jotka asennettiin laitteeseen taustapuolet
vastakkain, jolloin molemmat pidätintyökalupinnat
olivat kontaktissa saman pinnoitepuolen kanssa, ja kitka jakautuu
nimellisesti tasan puolien välillä. Näin saatiin mitattua
pinnoitekohtainen kitkakerroin. Kuva 3 havainnollistaa
koejärjestelyä käytettäessä kahta näytesoiroa. Mittauksissa
on mahdollista käyttää myös yksittäistä näytesoiroa, jolloin
tuloksena saadaan kahden erilaisen kontaktiparin systeemikitkakerroin.
Tällainen kitkakerroin ei välttämättä vastaa
keskiarvoa, joka saataisiin, jos molempien pinnoitepuolien
kitkakertoimet mitattaisiin erikseen. Näytteen vetomatka
Koedatasta määritettiin liikekitkakerroin ja projektiopintapaine siirtymämatkalta, jolla vetonopeus v1 ja pidätinvoima F2 pysyivät tasoilla. Määritykseen käytettiin aina 150 mm pituiselta siirtymämatkalta
Flat-to-flat-menetelmässä ohutlevyä, joka on puristettuna vedetään vakionopeudella liikekitkakertoimen
määrittämiseksi.Kuva 1.2. Bending- Näytesoirossa voi olla vastakkaisilla pinnoilla eri pinnoitteet,voivat erota under-toisistaan tension-merkittävästi.menetelmän
periaate. 1
Flat-to-flat-menetelmä (F2F)
KUVA 1. Bending-under-tension-menetelmän periaate. 1
Kuva 2. Flat-to-flat-menetelmän periaate.
Kitkakerroin ja nimellinen pintapaine arvioidaan kaavoilla:���� =
KUVA 2. Flat-to-flat-menetelmän periaate.
��������!
2��"
=
��#
2��"
���� =
��"
����
KUVA 3. Kahdella näytesoirolla suoritettavan F2F-kokeen periaate.
kokeessa oli 190 mm. Koetulokset laskettiin siirtymämatkalta
20…170 mm.
Pinnoitteiden muutosten tarkastelu
Kitkakokeiden jälkeen näytteiden kontaktissa olleiden pintojen
muutoksia arvioitiin silmämääräisesti ja kiiltomittauksilla.
Tarkastelut suoritettiin pääasiassa usean päivän
kuluttua kitkamittauksista. Joillekin näytteille tarkastelut
www.ohutlevy.com OHUTLEVY 1/2021 • 27
saataisiin, jos molempien pinnoitepuolien kitkakertoimet mitattaisiin kokeessa oli 190 mm. Koetulokset laskettiin siirtymämatkalta
Kuva 3. Kahdella näytesoirolla suoritettavan F2F-kokeen periaate.Pinnoitteiden muutosten tarkastelu
Kitkakokeiden jälkeen näytteiden kontaktissa olleiden pintojen kiiltomittauksilla. Tarkastelut suoritettiin pääasiassa usean näytteille tarkastelut suoritettiin pian koeajojen jälkeen ja uudelleen haluttiin seurata, ovatko pinnan muutokset palautuvia.
Kiiltomittausten vertailuarvoina käytettiin koskemattoman näytepinnan kitkakoepinnoilta mitattiin kiiltolukema ja laskettiin kiillon muutossuhde ja ennen koetta mitatun kiillon suhde.
Visuaalinen arviointi tehtiin yhden henkilön eli artikkelin kirjoittajan tarkasteluna. Arvioinnit suoritettiin hyvässä, värilämpötilaltaan pintamuutoksista tehtiin muistiinpanot ja havaitut vauriotyypit >
/www.ohutlevy.com
