DIN 53293 Pengujian Struktur Sandwich - Uji Lentur

Standar “DIN 53293 Pengujian struktur sandwich - Uji lentur”, yang diterbitkan oleh Institut Standardisasi Jerman (DIN), menjelaskan metode untuk menentukan sifat lentur komposit sandwich (panel sandwich). Struktur sandwich adalah material komposit ringan yang terdiri dari komponen-komponen berikut:

Dua lapisan luar yang tipis dan kaku (lapisan permukaan atau lapisan pelapis) biasanya terbuat dari bahan seperti plastik yang diperkuat serat kaca, plastik yang diperkuat serat karbon, aluminium, atau baja.
Terdapat inti yang lebih tebal dan lebih ringan di antaranya, misalnya:
Kayu balsa
Struktur sarang lebah (aluminium, kertas, aramid atau plastik)
Busa (misalnya, busa poliuretan, PVC, atau aluminium)

Bahan-bahan ini banyak digunakan di industri-industri di mana rasio kekerasan terhadap berat yang tinggi sangat penting, termasuk:

Penerbangan dan luar angkasa
Kendaraan otomotif dan kereta api
Aplikasi Denizcilik
Bangunan dan konstruksi (misalnya, panel fasad, truk pendingin)
Energi angin (bilah rotor)
Peralatan olahraga

Menurut standar DIN 53293, uji lentur mengevaluasi sifat mekanik mendasar dari panel sandwich di bawah beban lentur. Uji ini memberikan data tentang hal-hal berikut:

Kekakuan lentur (kekakuan lentur)
Momen lentur maksimum atau kapasitas menahan beban sebelum terjadi kegagalan.
Perilaku menyimpang
Modus kegagalan (misalnya, pengerutan lapisan permukaan, kegagalan slip inti, kegagalan kompresi/tarik lapisan permukaan, pemisahan lapisan, atau lekukan di bawah titik pembebanan)

Pengujian ini sangat berguna untuk pengendalian mutu, perbandingan material, verifikasi desain, dan penelitian tentang struktur ringan.

Standar DIN 53293 mendefinisikan uji lentur empat titik. Konfigurasi ini lebih disukai daripada lentur tiga titik untuk material sandwich karena:

Hal ini menciptakan momen lentur konstan antara titik-titik pembebanan internal.
Hal ini meminimalkan tegangan geser di wilayah tengah.
Dibandingkan dengan pemasangan tiga titik, metode ini mengurangi efek lokal (lekukan) di bawah titik pembebanan.

Pengaturan tipikalnya adalah sebagai berikut:

Spesimen uji berbentuk persegi panjang (dimensi ditentukan dalam standar, biasanya bergantung pada ketebalan inti dan defleksi yang diharapkan).
Hal ini didukung oleh dua titik eksternal.
Beban tersebut diberikan secara simetris pada dua titik internal.
Pengujian ini biasanya dilakukan dalam kondisi semi-statis hingga terjadi patahan atau batas deformasi tertentu tercapai.

Hasilnya biasanya mencakup hal-hal berikut:

Kurva beban-deformasi
Kekakuan lentur semu (kekakuan lentur ekivalen)
Nilai beban kritis
Jenis fraktur yang diamati

Standar-standar berikut ini berkaitan dengan standar DIN 53293:

Metode yang dijelaskan serupa dengan, tetapi tidak sama persis dengan, standar “ASTM C393 Metode uji standar untuk sifat geser inti struktur sandwich dengan pembengkokan balok”.
Uji lentur yang relevan untuk plastik umum atau plastik yang diperkuat serat meliputi standar DIN EN ISO 178 (lentur tiga titik) atau ISO 14125.
Dalam beberapa konteks (misalnya, panel yang diperkuat serat), DIN 53293 digunakan bersamaan dengan, atau dibandingkan dengan, standar DIN EN ISO 14125 atau EN ISO 178.

Bahkan bertahun-tahun setelah diterbitkan, standar DIN 53293 masih digunakan sebagai referensi dalam literatur teknis, laboratorium pengujian, dan sertifikasi produk, khususnya di Eropa, untuk panel sandwich yang digunakan dalam transportasi dan konstruksi.

Singkatnya, standar DIN 53293 mencakup metode yang digunakan untuk menentukan perilaku lentur struktur sandwich, khususnya panel sandwich. Metode ini diterapkan untuk mengevaluasi kekakuan, kekuatan, dan perilaku retak komposit sandwich di bawah beban.

Struktur sandwich biasanya terdiri dari tiga lapisan:

Permukaan atas: Ini adalah lapisan penahan beban yang tipis dan tahan lama.
Permukaan bawah: Memberikan ketahanan terhadap tekukan bersama dengan permukaan atas.
Inti: Ringan, tebal, dan biasanya memiliki struktur sarang lebah atau busa.

Desain ini memungkinkan kekakuan lentur yang tinggi dengan bobot yang rendah.

Tujuan dari metode pengujian ini adalah untuk menentukan hal-hal berikut:

Kekuatan lentur
Modulus lentur
Kapasitas daya tampung beban maksimum
Jenis patahan (patahan permukaan, penghancuran inti, belahan, dll.)

Pengujian biasanya dilakukan menggunakan mesin pengujian universal. Proses pengujian pada dasarnya mengikuti langkah-langkah berikut:

Persiapan sampel: Sampel persegi panjang dengan dimensi tertentu disiapkan. Ketebalan sampel dan jenis inti dilaporkan.
Metode pembebanan: Uji lentur tiga titik atau empat titik dapat diterapkan. Penerapannya dilakukan dengan cara terkontrol beban atau terkontrol perpindahan.
Pengukuran: Pengukuran berikut dilakukan:
Gaya yang diterapkan
Pergeseran titik tengah
Beban maksimum pada saat terjadi patahan

Parameter-parameter berikut ini juga ditentukan:

Kekuatan lentur: Tegangan maksimum yang dapat ditahan suatu material sebelum patah.
Kekakuan lentur: Ketahanan panel terhadap tekukan. Ketebalan inti sangat memengaruhi nilai ini.
Analisis mode kerusakan:
Patah tarik pada lapisan permukaan
Keseleo pada sisi tekanan
Patahan geser inti
Pemisahan permukaan-inti (delaminasi)

Standar DIN 53293 digunakan khususnya di sektor-sektor berikut:

Penerbangan dan luar angkasa
otomotif
laut
Konstruksi (panel fasad komposit)
Bilah turbin angin

Karena struktur sandwich merupakan sistem yang ringan namun berkekuatan tinggi, uji lentur yang didefinisikan dalam standar ini dianggap penting. Uji ini sangat penting karena...

Ini memberikan validasi desain.
Hal ini mengontrol kualitas produksi.
Hal ini memungkinkan perbandingan material.
Ini menyediakan data yang sangat penting bagi keamanan.

Selama bertahun-tahun, organisasi kami, dengan staf yang kompeten dan berpengalaman, telah memahami kebutuhan klien, menyediakan layanan pengujian canggih yang mereka butuhkan, dan membantu mereka dalam pembentukan, implementasi, dan peningkatan sistem manajemen. Dalam kerangka kerja ini, kami juga menyediakan layanan pengujian sesuai dengan standar DIN 53293.