Lomové chování pryže pro těsnící aplikace při cyklickém dynamickém zatěžování.

Bc. Aleš Machů

Master's thesis

Fracture Behaviour of Rubber Used for Sealing Application at Fatigue Loading Conditions.

Abstract:

Předložená práce se zabývá implementací moderních experimentálních metod popisujících lomové chováni pryže v těsnících aplikacích pro dosažení zefektivnění procesu vývoje gumárenských směsí pro tyto aplikace. V teoretické části byla popsána problematika těsnících aplikací na vybraných praktických příkladech. Pro experimentální část práce byla zvolena gumárenská směs s variací typů pryže a vulkanizačního činitele tak jako množství plniva a změkčovadel. Tyto směsi byly nejdříve podrobeny základním analýzám pro popis standardních mechanických vlastností. Nejrozsáhlejší část práce je poté zaměřena na implementaci experimentálních metod pro popis lomového chování pryže při simulaci reálného zatěžování těsnících prvků. Pro tyto analýzy byly zvoleny metody charakterizace minimální energie potřebné pro vznik a šíření trhliny tak jako metoda stanovení rychlosti šíření trhliny při cyklickém únavovém zatěžování. Výsledky prokázaly jednoznačný přínos implementace těchto metod do procesu vývoje gumárenských směsí a to jak pro efektivitu samotného vývoje při minimalizaci nákladů tak jako pro stanovení životnosti a tím efektivnějším dimenzování těsnících prvků při návrhu jejich aplikací.

Abstract:

This thesis deals with the implementation of modern experimental methods describing the fracture mechanism of rubber-like materials in sealing applications to achieve a more effi-cient development of rubber compound for these applications. In the theoretical part the problem of sealing applications was described on selected practical examples. For the ex-perimental part, a rubber blend was chosen with a variety of rubber and vulcanizing agents as well as an amount of fillers and softeners. These mixtures were first subjected to basic analysis to describe standard mechanical properties. The most extensive part of the thesis is focused on the implementation of experimental methods for the description of the breaking behavior of rubber in the simulation of the real loading of the sealing elements. For this analysis, the minimum energy characterization techniques required for crack initiation and propagation were chosen, as well as the method of determining the crack growth rate prop-agation during cyclic fatigue loading. The results showed a unique contribution of the im-plementation of these methods in the development of rubber compounds, both for the effi-ciency of the development itself, while minimizing the costs as well as for determining the fatigue lifetime and thus the more effective dimensioning of the sealing elements in the design of their applications

Keywords

pryž, kaučuková směs, lomová mechanika, lom, únava, těsnící aplikace, mechanické zatěžování, dynamické zkoušky, iniciace trhliny

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2018

Thesis defence

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Master programme / field:
Chemistry and Materials Technology / Polymer Engineering