La norma «EN ISO 14125 Materiales compuestos de plástico reforzado con fibras: Determinación de las propiedades de flexión», desarrollada por la Organización Internacional de Normalización (ISO) y publicada posteriormente como norma europea en el marco de los esfuerzos de armonización, describe un método para determinar las propiedades de flexión de los materiales compuestos de plástico reforzado con fibras bajo cargas de tres puntos (Método A) y de cuatro puntos (Método B). Se definen probetas estándar, pero se añaden parámetros para tamaños de probeta alternativos que se pueden utilizar cuando sea necesario. Esta norma también incluye un rango de velocidades de ensayo.
Este método no es adecuado para determinar parámetros de diseño, pero puede utilizarse para la selección de materiales o como prueba de control de calidad. Por ejemplo, el módulo de flexión es simplemente un valor adecuado del módulo de elasticidad de Young a tracción, ya que la prueba no considera la deflexión adicional debida al esfuerzo cortante que produce un valor menor del módulo de flexión, sino que utiliza relaciones de apertura de la muestra/espesor de la muestra que minimizan este efecto. Las diferencias entre las propiedades de tracción y flexión también se deben a la estructura y la estratificación del material.
Este método es adecuado para compuestos termoplásticos y termoestables reforzados con fibras. Los plásticos sin refuerzo y con partículas, así como los plásticos reforzados con fibras cortas (es decir, de menos de 1 mm), están contemplados en la norma ISO 178.
Este método se realiza utilizando muestras mecanizadas a partir de la sección central de una probeta estándar multiuso que se puede moldear a las dimensiones seleccionadas (norma ISO 3167), o muestras mecanizadas a partir de productos semiacabados o acabados, como moldes o laminados.
Este método especifica las dimensiones preferidas para la muestra. Las pruebas realizadas en muestras de diferentes dimensiones o preparadas en condiciones distintas pueden arrojar resultados incomparables. Otros factores, como la velocidad de la prueba y el acondicionamiento de la muestra, también pueden afectar los resultados. Para materiales que no son homogéneos en la sección transversal o por encima de la zona de respuesta elástica lineal, el resultado solo es válido para el espesor y la estructura que se están probando. Por lo tanto, estos factores deben controlarse y registrarse cuidadosamente cuando se necesiten datos comparativos.
La norma EN ISO 14125 se basa en la ISO 178, pero se centra específicamente en los compuestos plásticos reforzados con fibras. Por lo tanto, conserva las condiciones de ensayo aplicables a los sistemas reforzados con fibra de vidrio. Dichas condiciones se han ampliado para incluir geometrías de carga de tres puntos (Método A) y de cuatro puntos (Método B), así como condiciones para compuestos basados en fibras más novedosas, como las de carbono y aramida, de acuerdo con la norma ISO 178.
En principio, la probeta, sostenida como una viga, se deforma a una velocidad constante hasta que se fractura o la deformación alcanza un valor predeterminado. Durante este proceso, se miden la fuerza aplicada a la probeta y la deformación.
Este método se utiliza para estudiar el comportamiento a flexión de las probetas y determinar la resistencia a la flexión, el módulo de flexión y otros aspectos de la relación tensión-deformación bajo condiciones definidas. Es aplicable a una viga con apoyo libre sometida a flexión en tres o cuatro puntos. La geometría del ensayo se elige para limitar la deformación por cortante y evitar la fractura por cortante entre capas.
La geometría de carga de cuatro puntos proporciona un momento flector constante entre los elementos de carga centrales. Las tensiones de contacto de compresión resultantes de dos elementos de carga centrales son menores que las generadas bajo un solo elemento de carga en un ensayo de tres puntos. La geometría de cuatro puntos se elige de manera que la luz central sea igual a un tercio de la luz exterior. Dado que la distancia entre los puntos de apoyo exteriores es la misma que en el caso equivalente de carga de tres puntos, se puede utilizar la misma probeta.
En resumen, la norma EN ISO 14125 es un estándar internacional que define métodos para determinar las propiedades de flexión (resistencia y módulo de flexión) de los compuestos plásticos reforzados con fibras. Esta norma se aplica a compuestos termoestables y termoplásticos reforzados con fibras, tanto unidireccionales como multidireccionales, incluyendo laminados, láminas moldeadas y perfiles de pultrusión.
Las pruebas de flexión (flexión de tres o cuatro puntos) son una de las pruebas mecánicas que se realizan con mayor frecuencia en materiales compuestos porque,
La norma EN ISO 14125 abarca los materiales compuestos reforzados con fibras de vidrio, carbono, aramida u otras fibras de la siguiente manera:
Esta norma excluye explícitamente las estructuras sándwich de núcleo grueso (estas están cubiertas por la norma ISO 14125 solo para superficies, o por normas separadas como la ISO 1922 o la ASTM C393 para la estructura sándwich completa).
La norma EN ISO 14125 define tres clases de métodos de ensayo en función del modo de fallo previsto y la geometría de la muestra:
La clase I es la más utilizada. La clase II se elige cuando la rigidez al corte transversal del material es baja (por ejemplo, en laminados gruesos o matrices de bajo módulo). Las clases III y IV proporcionan una aproximación más precisa del módulo de tracción/compresión real en flexión, al eliminar la mayor parte del efecto de corte.
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