ISO 527-4 Zugeigenschaften von isotrop und orthotropFaser-Verstärkte Plastikverbundwerkstoffe

So führen Sie einen Zugtest an Verbundwerkstoffen gemäß ISO 527-4 durch

ISO 527-4 ist ein internationaler Teststandard zur Bestimmung der Zugeigenschaften vonFaser-verstärkte Plastikverbundwerkstoffe. ISO 527-4 deckt die Testbedingungen für isotrope und orthotrope nichtunidirektionale Verbundwerkstoffe ab und bezieht sich auf ISO 527-1. Dieser Leitfaden soll Sie in die Grundelemente eines ISO 527-4-Zugtests vorstellen, einschließlich eines Überblicks über die Ausrüstung, die Software und die erforderlichen Samples. Jeder, der plant, Tests auf ISO 527-4 durchzuführen, sollte diesen Leitfaden nicht als angemessener Ersatz für das Lesen des vollständigen Standards betrachten.

Was misst ISO 527-4?

Ein ISO 527-4-Test wird durchgeführt, indem eine Zugkraft auf eine Probe angewendet und verschiedene Eigenschaften der Probe unter Spannung gemessen werden. Es wird auf einer universellen Testmaschine (auch als Zugprüfmaschine bezeichnet) mit einer festen Kreuzkopfgeschwindigkeit durchgeführt, die von der Geometrie der ausgewählten Probe und Testtyp abhängt. ISO 527-4 misst die folgenden Zugeigenschaften:

Poisson -Verhältnis - das Verhältnis der Änderung der Querveränderung zu axialer Dehnung zwischen 0,05% und 0,25% Dehnung

Elastizitätsmodul - die Steigung der Spannung/Dehnungsreaktion des Probens, normalerweise zwischen 0,05% und 0,25% der Stamm bestimmt

Zugspannung bei Zugfestigkeit - die Zugspannung, die der Zugfestigkeit entspricht

Zugfestigkeit - die maximale Spannung während des Tests (normalerweise die Spannung bei der Bruch)

Ist ISO 527-4 der richtige Standard für Sie?

Eine breite Palette verschiedener Tests ist erforderlich, um anisotrope und heterogene Verbundwerkstoffe vollständig zu charakterisieren. ISO 527-4 ist einer der grundlegendsten Tests, die an Verbundwerkstoffen durchgeführt wurden und häufig zur Bewertung, Qualifizierung und Zertifizierung ihrer Zugeigenschaften verwendet werden. ISO 527-4 kann für Verbundwerkstoffe mit kontinuierlicher und diskontinuierlicher Verwendung verwendet werdenFaserVerstärkungen, während ISO 527-5 zum Testen unidirektionaler kontinuierlicher Testen vorgesehen ist.FaserVerbundwerkstoffe. Kunststoff durch Partikel oder kurze VerstärkungFasernkann auf ISO 527-2 getestet werden. Vorkonfigurierte Testmethoden für all diese Standards zusammen mit vielen anderen finden Sie inKason'SUniverselle Testsoftware.

Exemplare

ISO 527-4 definiert drei Arten von Testproben.

Typ 1B -Exemplare sind ageformt"Hunde-Knochen" -Typ geeignet zum Testen kurzFaserVerstärkte Materialien mit einer thermoplastischen Matrix.

Exemplare vom Typ 2 sind rechteckig mit einem konstanten Querschnitt und sind zum kontinuierlichen Testen geeignetFaserMaterialien mit Thermosets und thermoplastischen Matrizen. Exemplare vom Typ 3 ähneln den Typ -2 -Proben mit der Zugabe von Endlaschen, die bei zusammengesetzten Tests üblich sind, um zu verhindern, dass die Probe durch die Griffe beschädigt wird.

Probenmessung

Alle Exemplare müssen vor dem Testen gemäß ISO 16012 oder ISO 23529 gemessen werden. Am typischstenMikrometersollte für die Durchführung dieser Messungen geeignet sein. Damit das Testsystem Spannungsmessungen anstatt nur Kraftmessungen anzuzeigen, werden die Bediener gebeten, den Querschnittsbereich (Dicke und Breite) der Probe einzugeben, da die Spannung berechnet wird, indem die angewendete Kraft durch den Querschnittsbereich des Probens geteilt wird (dies wird in Einheiten von psi, pa, kpa, angezeigt.GPA, usw). Während die Dicke und Breite von starren Proben unterschiedliche Messgenauigkeiten erfordern, ist es üblich, dasselbe Messgerät für beide zu verwenden. Entweder zylindrisch oder rechteckigMikrometerTipps können verwendet werden, vorausgesetzt, sie erfüllen die von ISO 16012 erforderlichen Abmessungen.

Mit der automatischen Messgerätefunktion des Probenmessgeräts in Universal können Bediener bis zu zwei Geräte anschließen ((MikrometeroderBremssättel) zur Testsoftware. Messdaten werden direkt in die Testsoftware hochgeladen, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Eingabefehlern beseitigt und die Effizienz der Tests erhöht wird.

Materialtestsystem

ISO 527-4 kann auf einer Tischplatte oder dem Bodenmodell für das Bodenmodell durchgeführt werden. A 100 oder 250KNSystem ist normalerweise erforderlich, wenn Kohlenstoff getestet wirdFaserVerbundwerkstoffe, obwohl eine 30KNoder 50KNDas Tabellenmodellsystem kann ausreichen, um Glas zu testenFaserVerbundwerkstoffe.

Dehnungsmessung

Für die Messung der Dehnung während der ISO 527-4-Tests stehen verschiedene Geräte zur Verfügung. Bei der Verwendung mit geeigneter Instrumentierung bieten die Dehnung der gebundenen elektrischen Widerstandsmessgeräte eine Methode zur Bestimmung der Dehnung unterhalb der aktiven Fläche (typischerweise einige mm²) der Messgerät. Dehnungsmessgeräte bestehen normalerweise aus einem dünnen Metallfoliengitter bei einer organischen Unterstützung und können zum Testen bei einem weiten Temperaturbereich von kryogenem bis über 200 ° C verwendet werden. Dehnungsmessgeräte erfordern eine Konditionierung, um ein nützliches elektrisches Signal zu erzeugen, und ein benutzerfreundlicher Adapter ist mit der Standardelektronik einer Testmaschine erhältlich.

Eine Reihe von Erweiterungsmesseroptionen ist auch je nach den Anforderungen Ihres Labors erhältlich. Der einfachste Typ ist ein Clip-On-Gerät, das zu Beginn jedes Tests direkt auf die Probe geschnitten und vor dem Proben entfernt werden muss. Das Clip-On-Erweiterungsmesser der festen Messlänge 2630-Serie ist für die Messung der axialen Dehnung geeignet. Für Tests, bei denen sowohl die axiale als auch die Querdehnung für die Bestimmung des Poisson-Verhältnisses messen werden, ist ein biaxiales Clip-On-Erweiterungsometer verfügbar.

Das Erweiterungsometer, das automatisch ohne Störung des Testoperators an die Probe angeschlossen wird. Dies ist nützlich in Labors mit hohen Durchsatzanforderungen, da der zeitaufwändige Bedarf an manipulierter Manipulation durch den Bediener beseitigt und auch eine konsistentere Platzierung für eine große Anzahl von Proben bietet. Die konsistente Platzierung führt zu wiederholbaren Modulwerten.

Verbundwerkstoffe sind häufig für die Luft- und Raumfahrtindustrie bestimmt und müssen daher widerstandsfähig gegen extreme Temperaturbedingungen sein. Um diese Bedingungen zu simulieren, können ISO 527-4-Tests in einer Temperaturkammer durchgeführt werden, in der LN2 oder CO2 verwendet werden, um die Kammer entweder auf anwendungsspezifische Temperaturen zuwärmen oder abzukühlen. Dehnungsmessgeräte oder Clip-On-Erweiterungen können bis zu einer maximalen Temperatur von 200 ° C verwendet werden. Es kann auch ein nicht kontaktierendes fortschrittliches Video-Erweiterungsometer verwendet werden, was den Vorteil hat, außerhalb der Temperaturkammer platziert zu werden. Der AVE2 berührt die Probe nicht physisch und muss daher vor dem Ausfall nicht aus der Probe entfernt werden. Dadurch muss der Testbetreiber während des Tests die Kammertür öffnen und schließen.

Testkammer

Temperaturkammern verwenden erzwungene Luftkonvektion und Widerstandsheizelemente, um hohe Temperaturen und flüssige Stickstoff- oder Kohlendioxidkühlung zu erreichen, um niedrige Temperaturen zu erreichen. Der Kason-Bereich der Umweltkammern bietet umfangreiche Temperaturprüfungsfähigkeiten zur Bewertung von Materialeigenschaften unter nicht ambitionellen Testbedingungen. Eine breite Palette von ergänzenden Griffen,Pullrodsund Extensometer sind verfügbar.

Testkontrolle

ISO 527-4-Tests werden mit einer konstanten Kreuzkopfgeschwindigkeit durchgeführt. Die vorgeschriebene Testgeschwindigkeit hängt vom Probeart und der Art der durchgeführten Testtyp ab. Beispielsweise können Tests zur routinemäßigen Qualitätskontrolle mit schnelleren Geschwindigkeiten (5 und 10 mm/min) durchgeführt werden als für die Qualifikation (2 mm/min).

Berechnungen und Ergebnisse

Bei der Präsentation von Testergebnissen ist es wichtig sicherzustellen, dass die Messbegriffe ordnungsgemäß definiert sind, um die Einhaltung der ISO 527-4 zu gewährleisten und den Datenvergleich zwischen verschiedenen Labors zu erleichtern.

Zugspannung/Zugfestigkeit: Zugspannung wird durch Teilen der Kraft an einem bestimmten Punkt durch den durchschnittlichen Probenbereich bestimmt. Die Zugfestigkeit einer Probe ist die maximale Zugspannung, die vor dem Versagen erreicht wird.

Zugspannung/Zugspannung beim Versagen: Die Zugspannung ist die durch das Dehnungsmessgerät gemessene technische Dehnung (Dehnungsmesser oder Erweiterungsmesser). Der Zugversagenseil ist der Stamm, der der Zugfestigkeit entspricht.

Modul: Der Modul ist definiert als die Steigung der Spannungs-Dehnungs-Reaktion zwischen 0,05% und 0,25% Dehnung, es sei denn, in der Materialspezifikation sind alternative Werte angegeben. Da die Modulberechnung bei 0,05% Dehnung beginnt, ist es äußerst wichtig, dass an das Material geeignete Vorresssen angewendet werden, um jegliche durch das Greifen des Probe induzierte Lack- oder Druckkräfte zu entfernen. Es darf 0,05% oder 1% der Zugfestigkeit des Materials nicht überschreiten.

Poissons Verhältnis: Poisson -Verhältnis wird bestimmt, indem das Verhältnis der Änderung des Querstamms zur Änderung des axialen Dehnung über denselben axialen Dehnungsbereich zur Bestimmung des Moduls verwendet wird (0,05% bis 0,25%).