J-integraal bepaling van. Hoge Dichtheid PolyEtheen

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "J-integraal bepaling van. Hoge Dichtheid PolyEtheen"

Barbara Kuiper
6 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Technische Universiteit Delft Laboratorium voor Materiaalkunde Sectie Breuk- en langeduur gedrag Rotterdamseweg AL Delft Mei 1992 J-integraal bepaling van Hoge Dichtheid PolyEtheen (deel 2: figuren) Door: H. ten Klooster Begeleiders: prof. dr. ir. A. Bakker ir. A.C. Riemslag afstudeerverslag van H. ten Klooster

2 Deel 2: figuren

3 figuur 2.2. een sterk gescheurde buigbalk

4 figuur 2.3. de scheurtipopening t figuur elastisch en plastisch deel van de scheuropening

5 figuur 3.1. a-e diagram 30- o 20 C -^^^ gemeten ' geëxtrapoleerd 1 taai HDPE 20 ^^50 ^^^^^^"\^^^^ i / 65 ^"\.^^^^^^^^^^ 1 bros 10 1 \ / "Y) t= verwachte q^>\ ^ \ V c A u breukspanning V " \ \ 1 (20 "C; 50 jaar) 5 V \ \ \ \<U-^ veilige \ \ \ \ \ 1 werkspanning 3- \ \ \ * 1^ tijd tot breuk 10-^ 1 10^ 10" 10^ uur figuur 3.2. extrapolatie voor HDPE buizen

6 A -4 B 11 J 20 U S=40Q L = 450 I k P Bn = c schaal 1 :2.5 diepte van de sidegrooves 5 mm (0.1 B) Tipradius van de sidegrooves 0.25 mm ingesloten hoek van de sidegrooves 60 doorsnede P-P na sidegrooving 1 1 r doorsnede P-P voor sidegrooving figuur 3.3. SENS proefstuk 850

7 p A B c D 20 S = 200 ' L = 215 B=25 schaal 1 : 1 diepte van de sidegrooves 2.5 mm (0.1 B) Tipradius van de sidegrooves 0.25 mm ingesloten hoek van de sidegrooves 60 doorsnede P-P na sidegrooving doorsnede P-P voor sidegrooving figuur 3.4. SENB proefstuk B25

8 figuur 3.5. plaats waar de B25 proefstukken zijn weggehaald uit de restanten van de 850 proefstukken

9 p A R= 1 B 1 C (D 20 ^= L =,450 B=50 schaai 1 : 2.5 diepte van de sidegrooves 5 mm (0.1 B) Tipradius van de sidegrooves 0.25 mm ingesloten hoek van de sidegrooves 60 doorsnede P-P na sidegrooving figuur 3.6. key hole proefstuk B50

10 R=l B O «O II Cl p _20 S = 200 L = 215 schaal 1 : 1 diepte van de sidegrooves 2.5 mm (0.1 B) Tipradius van de sidegrooves 0.25 mm ingesloten hoel< van de sidegrooves 60 doorsnede P-P na sidegrooving figuur 3.7. key hole proefstuk 825

11 kijker i t 1 figuur 4.1. opstelling voor het voorvermoeien

12 < E E u> I < O a "O O LQOpO'dK [dk IN MPam'^]} figuur 4.2. de vermoeiingsscheurgroeisnelheid da/dn als functie van de AKwaarde bij verschillende frequenties figuur 4.3. Kmax-verloop als functie van de scheurlengte a en het verloop van de groeibanden op het vermoeiingsoppervlak

13 0) t TJ , D.03S Ö H 0.02Ö O.OJft Ü , ft Vermoeiingsscheurgroeisnelheid van proefstuk 6B50 28 T n" 30 \ \ r 34-3B \ scheurlengte a [mm] figuur 4.5. de vermoeiingsscheurgroeisnelheid van proefstuk 6B50 als functie van de scheurlengte a

14 figuur 4.6. de opstelling voor het uitvoeren van de J-proef

15 P-A diagrammen van proefstuk 1B25, 2B25 en 3B25 O Z S.4- ZS 3.S verplaatsing A [mm] figuur 4.8. een voorbeeld van P-A diagrammen

16 figuur 4.9. de negenpuntsmethode voor het bepalen van Aa

17 IHUVJIP 9 / o' / or 0"/ hreeilte liwl 40 breedle Inni 10 figuur polynoom bepaald door de meetpunten vanaf het breukoppervlak

18 P-A diagram ' 3 - Q_ O) s ca Z - l.b / Q ID \2 verplaatsing A [mm] figuur het P-A diagram van het B50 key hole proefstuk i P-A diagram 0.0 O.B H 0.7 CL D) C CO ) J y y / 0 ~\ r 0.4 O.B l.b 1.8 "T I I r B.B a.e verplaatsing A [mm] figuur het P-A diagram van het 825 key hole proefstuk

19 H - A/W diagrammen B50 proefstukken O o.oc f..m o.o'.t (ixm (t.i AM H figuur H-A/W funkties van de key curve B50 en de proefstukken 1850, 2B50 en 3B50 H - A/W diagrammen BSO proefstukken O AAN [-] figuur H-A/W funkties van de key curve B50 en de proefstukken 4B50, 5B50 en 7B50

20 H - A/W diagrammen B25 proefstukken AAN H H-AM funkties van de key curve B25 en de proefstukken 1825 en 2825 H - AAN diagrammen 825 proefstukken O O.OS AAN [-] figuur H-A/W funkties van de key curve 825 en de proefstukken 3825 en 4825

21 da proefstuk 1B H3.01 E E O verplaatsing A [mm] figuur da diagram van proefstuk 1B25 da proefstuk 2B25 0,00 «0.003 H \ D.Ü01 E Ê cd O H Ü.Ü04 -T T r- 1, verplaatsing A [mm] I r 3,4 T 3,8 figuur da diagram van proefstuk 2B25

22 tabel 5.1.: resultaten van de J-proeven voor de B50 proefstukken code ^Vnax ACODmax b UQ Uc J Aa [N] [mm] [mm] [mm] [Nmm] [Nmm] [N/mm] [mm]

23 tabel 5.2.: resultaten van de J-proeven voor de B25 proefstukken code Prmx IN] Imm] ACODmax Imm] b Imm] UQ INmm] Uc INmm] J IN/mm] Aa Imm] P-A gecorr.: P-A gecorr.: P-A gecorr.: P-A gecorr.: P-A niet gecorrigeerd P-A gecorr.: P-A gecorr.: P-A gecorr.: P-A gecorr.: P-A gecorr.:

24 P-A diagram 9B25 aanloopeffekt verplaatsing A [mm] figuur 5.1. het aanloopeffect figuur 5.2. bepaling van de indrukkingscorrectie

25 J-R krommen van HDPE E E CD Q CO CO 5 scheuruitbreiding Aa [mm] DB figuur 5.3. de J-Aa diagrammen voor de B50 en 825 proefstul<ken

26 figuur 5.4. verandering van de vorm van de scheurtip met de stress whitening zone

27 VS 5t;p B25 proefstukken 0.0& t;pi [mm] het verband tussen J en 5t voor een B25 proefstuk vs öt;p öy 850 proefstukken 5,;pi [mm] het verband tussen J en 6t voor een 850 proefstuk

28 figuur 6.1. schematische weergave van een craze schaal 1:2 figuur 6.2. plaats op proefstuk 2B25 van waar de foto's genomen zijn figuur 6.3. pad waarlangs breuk heeft plaats gevonden

29 SEM opnamen

30 foto 1: 25x overzicht van het gehele gebied voorvermoeiing-scheuruitbreiding-restbreuk foto 2: 75x overzicht van het gehele gebied voorvermoeiing-scheuruitbreiding-restbreul<

31 foto 3: 100x links is de voorvermoeiing te zien, daarna een gebied met l<leine vezels met daarin holten; rechts op de foto het vlakke deel waarin geen vezeltjes te ontdek ken zijn foto 4: 500x dit is een duidelijk beeld van de voorvermoeiing

32 foto 6: 10OOx de foto van de holte; het lijkt alsaf dit een craze is geweest die 'bros' is gebroken

33 10: loox dit is het vlakke gebied na het taaie breuk gebied; in het linker deel van de foto zijn nog enkele gaten te zien. het blijkt dat onder deze vlakke delen zich nog fibrillen bevinden 12: looox een andere opname uit het vlakke gebied; rechts op de foto zijn enkele hoogteverschillen te zien. in het midden moet de grens van scheuruitbreiding-restbreuk lopen (langs de witte puntjes)

34 foto 16: 75x / een vergroting van foto 15 foto 17: 500x voorvermoeiingsoppervlal< uit liet midden; de strul<tuur is wat vezelactitiger dan op foto 4 is te zien

35 foto 20: 25x overzicht van de scheuruitbreiding in het midden van het proefstul<; linl<s de voorvermoeiing en rechts de restbreul<. opvallend is dat het taaie breul< gebied nagenoeg afwezig is

36 foto 21: 40x opname als foto 20, maar een sterkere vergroting waarschijnlijk het gevolg van de blunting foto 22: 500x het gebied aan het einde van de voorvermoeiing; links is nog iets van het voorvermoeiingsoppervlak te zien, in het midden een deel met fijne banden

37 foto 23: 500x dit is hel gebied rectits van foto 22; de strul<tuur gaat van grof vezetig naar fijn vezelig en tioudt rectits op

38 foto 25: 500x deze opname is van een fibril pull out die boven foto 24 te zien is foto 26: 100x dit is een merl<:waardig gebied, hei Wjkl alsof onder de vlal<l<e delen zicii allerlei fibrillen bevinden, missciiien i<omt dit door het versneld i<oud doorbreken

39 foto 27: 550x door het midden, van boven naar beneden loopt de grens scheuruitbreiding restbreul<. rechts van deze lijn zijn meer witte puntjes te zien en is het gebied ool< meer oneffen foto 29: 40x overzicht van de scheuruitbreiding in het midden van het proefstui<; lini<s de voorvermoeiing en rechts de restbreul<

40 foto 30: 75x sterkere vergroting, opname als foto 29; duidelijk te zien is dat na de voorvermoeiing de vezelstruktuur van grof vezelig naar fijn vezelig gaat foto 32: 1000x overgang van tiet vezelige naar liet vlakke gebied; onder tiet vlakke deel zijn kleine vezels te zien

41 foto 33: 500x een foto van het begin van het vezelige gebied met duidelijl<e holten

42 foto 35: 10OOx nu is foto 32 nog sterl<er getilt (60 ); ool< onder andere vlat<ke delen zijn de vezeltjes te zien foto 36: 1000X foto 32 is nu 75 getilt

Vergelijkbare documenten

J-integraal bepaling van. Hoge Dichtheid PolyEtheen. (deel 1: tekst)

J-integraal bepaling van. Hoge Dichtheid PolyEtheen. (deel 1: tekst) Technische Universiteit Delft Laboratorium voor Materiaalkunde Sectie Breuk- en langeduur gedrag Rotterdamseweg 137 2628 AL Delft Mei 1992 J-integraal bepaling van Hoge Dichtheid PolyEtheen (deel 1: tekst)