Методика определения предела механической прочности бумаги на разрыв

В качестве образцов для исследования выбраны:

1. Кабельная электроизоляционная бумага (h_ср=120 мкм), изготовленная из древесины лиственницы и сосны;

2. Конденсаторная бумага (h = 10 мкм);

3. Целлюлозная бумага, отбеленная хлорсодержащими препаратами (h=100-200 мкм).

Подготовка образцов

Испытуемая бумага нарезается в виде прямоугольных полос длиной

l = 120мм и шириной b =15 мм.

Для проведения каждого эксперимента необходимо подготовить по 10 шт. образцов всех исследуемых видов бумаги с целью последующей статистической обработки полученных результатов.

Определение предела механической прочности на разрыв.

Исследуемые образцы бумаги последовательно закрепляются в зажимном устройстве разрывной машины Шоппера (рис. 24), снабженной механическим приводом. В момент разрыва образца по показанию стрелки на неподвижной шкале фиксируется значение разрывного усилия на образце F_р. Шкала разрывной машины проградуирована в устаревших единицах [кг.силы], которые необходимо перевести в систему СИ – в [H].

Предел прочности на разрыв определяется по формуле:

s_р = F_р / S = F_р / (b × h), [Н/м²=Па]. (33)

Рис. 24. Схема устройства разрывной машины фирмы Шоппер

1 – исследуемый образец; 2,3 – зажимное устройство; 4 – вертикальный винт; 5 – маховик; 6 – короткое плечо криволинейного рычага; 61 – длинное плечо рычага; 7 – сменный груз; 8 – собачка; 9 – стрелка верхней подвижной шкалы для отсчета удлинения; 10 – зубчатый сектор; 11 – рейка; 12 – стрелка нижней неподвижной шкалы для отсчета статической нагрузки на образец в момент разрыва последнего

Значение толщины конкретного образца бумаги (h) определяется при помощи микрометра в месте разрыва или задается преподавателем.

Статистическая обработка полученных результатов

После каждого опыта проводится статистическая обработка результатов. По методике и формулам (23-25), приведенным в работе 3, при этом определяются значения: , , Ds_р и К_вар (%).

Порядок выполнения работы

А. Предел механической прочности на разрыв целлюлозной бумаги, изготовленной из древесины лиственницы и сосны (h_ср =120 мкм). В качестве результатов рекомендуется использовать данные испытаний, выдаваемые преподавателем и полученные ранее при заводских испытаниях и в НИР кафедры, приводимые например в виде табл. 14.

Т а б л и ц а 14

Fр, Н	17,9	18,0	18,1	18,4	18,9	18,8	18,8	18,0	18,2	18,4	сосна
Fр, Н	10,2	10,8	12,1	11,5	10,0	12,9	12,7	11,0	11,2	10,0	лист-венница

= . . ., =. . ., Ds_p=. . ., К_вар=. . .

Определить предел прочности на разрыв бумаги из древесины сосны и лиственницы. Провести статистическую обработку результатов эксперимента. Сравнить и объяснить различия в механической прочности бумаги на основе сопоставления параметров исходного сырья и особенностей технологического цикла производства бумаги.

Б.Предел прочности на разрыв кабельной и конденсаторной диэлектрической бумаги. Записать результаты в табл. 15.

Т а б л и ц а 15

Fр, Н

Кабельная

h,мкм

hср = 120 мкм

Fр, Н

конденсатор-наяhср=10 мкм

h,мкм

= . . ., =. . ., Ds_p=. . ., К_вар=. . .

Oпределить предел прочности на разрыв. Провести статистическую обработку результатов. Объяснить различия в механических характеристиках диэлектрической бумаги различного назначения.

С. Предел прочности на разрыв целлюлозной бумаги до и после отбеливания хлором (h = 120 мкм). Записать результаты в табл. 16.

Т а б л и ц а 16

Fр, Н	12,2	12,1	12,7	12,5	12,4	12,8	12,9	12,0	12,0	12,1	без обработки хлором
Fр, Н											с обработкой хлором

= . . ., =. . ., Ds_p=. . ., К_вар=. . .

Oпределить предел прочности на разрыв. Провести статистическую обработку результатов. Объяснить различия в механических характеристиках испытанных бумаг.

Содержание отчета

Отчет должен включать:

1. Цель работы.

2. Принципиальную схему установки.

4. Расчетные формулы, использованные при вычислении , ,Ds_р и К_вар.

5. Примеры численных расчетов.

6. Таблицы с экспериментальными и расчетными данными.

7. Статистическую обработку результатов эксперимента.

8. Выводы по работе, содержащие подробный анализ результатов каждого из проведенных экспериментов.

Контрольные вопросы.

1. Что называют механической прочностью?

2. Что такое механическое напряжение в испытуемом образце?

3. Как определить относительную деформацию?

4. Что такое кривая деформации материала?

5. Назовите основные участки деформационной кривой.

6. Чем различаются деформационные кривые жесткого, эластичного и высокоэластичного материалов?

7. В чем разница между упругими и пластическими деформациями?