Comparative Research of the Dynamic Youngs Module of Fibres

This work presents an investigation of the dynamic Young's modulus for fibres of varied thickness performed on an Impulse Mechanical Spectrometer (IMS) and Dynamic Mechanical Analyser (DMA). The IMS was designed and built by the authors and the DMA instrument was produced by TA Instrument Co (USA). Because different methods are applied for determination of the dynamic Young's modulus it was necessary to perform a comparison analysis of the results received from the IMS and DMA, which are currently the most frequently used testers. This analysis shows that an IMS can be used when a DMA cannot be applied. The parameter set comprising the dynamic Young's modulus for longitudinal vibrations can find application in material engineering in industry. The DMA method does not require the application of mathematical formulas to determine Young's modulus but requires calibration as apposed to IMS. Measurements of the elasticity modulus were carried out under automatically stabilised climatic conditions. The compliance of the results obtained allows us to evaluate positively the performance of the Impulse Mechanical Spectrometer. Comparison of the results makes it possible to determine the measuring possibilities of the DMA and IMS and show the advantages of IMS over DMA.

Praca przedstawia badania dynamicznego modułu Younga włókien zróżnicowanych grubością za pomocą opracowanego i wykonanego przez autorów nowego Impulsowego Spektrometru Mechanicznego ( IMS) oraz Dynamicznego Analizatora Mechanicznego (DMA) produkcji TA Instrument Co, (USA). Z uwagi na stosowanie różnych metod do pomiaru dynamicznego modułu Younga nastąpiła konieczność przeprowadzenia analizy porównawczej otrzymanych wyników z IMS i DMA który obecnie jest najbardziej popularnym przyrządem. Analiza pokazuje, że spektrometr może być użyty w sytuacjach gdy DMA nie może być już wykorzystany. Poszerzone charakteryzowanie włókien o dynamiczny moduł sprężystości podłużnej ma zastosowanie w inżynierii materiałowej w przemyśle. Metoda DMA nie wymaga stosowania zależności matematycznych do wyznaczania modułu Younga, jednak samo urządzenie wymaga kalibracji przed pomiarem w przeciwieństwie do IMS. Badania modułu sprężystości zostały przeprowadzone w automatycznie stabilizowanych warunkach klimatycznych. Zgodność uzyskanych wyników pozwala pozytywnie ocenić działanie Impulsowego Spektrometru Mechanicznego. Porównanie wyników pozwala na określenie możliwości pomiarowych DMA i IMS i wykazanie zalet IMS w odniesieniu do DMA.