DIN 53293 Изпитване на сандвич конструкции - Изпитване на огъване

Стандартът „DIN 53293 Изпитване на сандвич конструкции - Изпитване на огъване“, публикуван от Германския институт по стандартизация (DIN), описва метод за определяне на свойствата на огъване на сандвич композити (сандвич панели). Сандвич конструкциите са леки композитни материали, състоящи се от следните компоненти:

• Два тънки, твърди външни слоя (повърхностни слоеве или покривни слоеве) обикновено са изработени от материали като пластмаса, подсилена със стъклени влакна, пластмаса, подсилена със въглеродни влакна, алуминий или стомана.
• Между тях има по-дебело и по-леко ядро, например:
• Балсово дърво
• Структури тип „пчелна пита“ (алуминий, хартия, арамид или пластмаса)
• Пяна (напр. полиуретанова, PVC или алуминиева пяна)

Тези материали се използват широко в индустрии, където високото съотношение твърдост към тегло е от решаващо значение, включително:

• Авиация и космос
• Автомобилни и железопътни превозни средства
• Морски приложения
• Строителство и строителство (напр. фасадни панели, хладилни камиони)
• Вятърна енергия (лопатки на ротора)
• Спортна екипировка

Съгласно стандарт DIN 53293, тестовете за огъване оценяват основните механични свойства на сандвич панелите под натоварване на огъване. Този тест предоставя данни за следното:

• Твърдост на огъване (огъваща твърдост)
• Максимален огъващ момент или товароносимост преди разрушаване
• Девиантно поведение
• Видове повреди (напр. набръчкване на повърхностния слой, разрушаване от приплъзване на ядрото, разрушаване от компресия/опън на повърхностния слой, разделяне на слоя или вдлъбване под точки на натоварване)

Този тест е особено полезен за контрол на качеството, сравнение на материали, проверка на дизайна и изследвания на леки конструкции.

Стандартът DIN 53293 определя изпитване за четириточково огъване. Тази конфигурация е за предпочитане пред триточковото огъване за сандвич материали, защото:

• Това създава постоянен огъващ момент между вътрешните точки на натоварване.
• Това минимизира напреженията на срязване в централната област.
• В сравнение с триточковите инсталации, това намалява локалните ефекти (вдлъбнатини) под точките на натоварване.

Типичната настройка е следната:

• Правоъгълна проба за изпитване (размерите са определени в стандарта, обикновено в зависимост от дебелината на сърцевината и очакваното отклонение).
• Поддържа се от две външни точки.
• Натоварва се симетрично в две вътрешни точки.
• Изпитването обикновено се провежда при полустатични условия, докато се достигне счупване или определена граница на деформация.

Резултатите обикновено включват следното:

• Крива на натоварване-деформация
• Видима огъваща твърдост (еквивалентна огъваща твърдост)
• Критични стойности на натоварване
• Вид наблюдавана фрактура

Следните стандарти са свързани със стандарт DIN 53293:

• Описаният метод е подобен, но не е точно същият като стандарта „ASTM C393 Стандартен метод за изпитване на свойствата на срязване на сърцевината на сандвич конструкции чрез огъване на греда“.
• Съответните тестове за огъване за общи пластмаси или пластмаси, подсилени с влакна, включват стандартите DIN EN ISO 178 (триточково огъване) или ISO 14125.
• В някои контексти (напр. панели, подсилени с влакна), DIN 53293 се използва във връзка със или в сравнение със стандартите DIN EN ISO 14125 или EN ISO 178.

Дори години след публикуването му, стандартът DIN 53293 все още се използва като справочник в техническата литература, изпитвателните лаборатории и продуктовите сертификати, особено в Европа, за сандвич панели, използвани в транспорта и строителството.

Накратко, стандартът DIN 53293 включва метод, използван за определяне на поведението при огъване на сандвич конструкции, особено сандвич панели. Този метод се прилага за оценка на твърдостта, якостта и поведението при разрушаване на сандвич композити под натоварване.

Сандвич структурите обикновено се състоят от три слоя:

• Горна повърхност: Това е тънкият и издръжлив носещ слой.
• Долна повърхност: Осигурява устойчивост на огъване заедно с горната повърхност.
• Ядро: Леко, дебело и обикновено има структура тип „пчелна пита“ или пяна.

Тази конструкция позволява висока якост на огъване с ниско тегло.

Целта на този метод на изпитване е да се определи следното:

• Якост на огъване
• Модул на огъване
• Максимална товароносимост
• Вид фрактура (повърхностна фрактура, смачкване на ядрото, разцепване и др.)

Тестът обикновено се извършва с помощта на универсална тестова машина. Процесът на тестване по същество следва следните стъпки:

• Подготовка на пробите: Подготвят се правоъгълни проби със специфични размери. Посочват се дебелината на пробата и видът на сърцевината.
• Метод на натоварване: Може да се приложи триточково или четириточково изпитване на огъване. Прилага се по начин, контролиран от натоварването или от изместването.
• Измервания: Вземат се следните измервания:
• Приложената сила
• Изместване на средната точка
• Максимално натоварване в момента на счупване

Определят се и следните параметри:

• Якост на огъване: Максималното напрежение, което материалът може да издържи преди счупване.
• Твърдост на огъване: Устойчивостта на панела на огъване. Дебелината на сърцевината влияе значително върху тази стойност.
• Анализ на режима на повреда:
• Опънно разрушаване на повърхностния слой
• Навяхване от страната на натиск
• Счупване на ядрото при срязване
• Разделяне на повърхността и ядрото (деламинация)

DIN 53293 се използва по-специално в следните сектори:

• Авиация и космос
• автомобилен
• морски
• Строителство (композитни фасадни панели)
• Лопатки на вятърни турбини

Тъй като сандвич конструкциите са леки, но високоякостни системи, изпитването за огъване, определено в този стандарт, се счита за важно. Това изпитване е от решаващо значение, защото...

• Осигурява валидиране на дизайна.
• Той контролира качеството на продукцията.
• Това позволява сравнение на материалите.
• Той предоставя критични за сигурността данни.

В продължение на много години нашата организация, със своя компетентен и опитен персонал, разбира нуждите на своите клиенти, предоставяйки им необходимите съвременни услуги за тестване и подпомагайки ги при създаването, внедряването и подобряването на системите за управление. В тази рамка ние предоставяме и услуги за тестване в съответствие със стандарта DIN 53293.