EN ISO 14130 Komposit Plastik yang Diperkuat Serat - Penentuan Kekuatan Geser Antar Lapisan Tampak dengan Metode Balok Pendek

Standar “EN ISO 14130 Komposit plastik yang diperkuat serat - Penentuan kekuatan geser antar lapisan semu dengan metode balok pendek”, yang dikembangkan oleh Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO) dan kemudian diterbitkan sebagai standar Eropa dalam lingkup upaya harmonisasi, menjelaskan prosedur untuk menentukan kekuatan geser antar lapisan semu dari komposit plastik yang diperkuat serat dengan metode balok pendek. Metode ini cocok untuk digunakan pada komposit plastik yang diperkuat serat dengan matriks termoset atau termoplastik, selama patahan geser antar lapisan tercapai.

Saat menggunakan material selain material laminasi asimetris dan tidak seimbang, hasilnya dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti perpanjangan/pembengkokan dan puntiran. Metode ini tidak cocok untuk menentukan parameter desain, tetapi dapat digunakan untuk penyaringan material atau sebagai uji kontrol kualitas.

Pada prinsipnya, batang penampang persegi panjang dikenai lenturan seperti balok sederhana, yang mengakibatkan patahan geser antar lapisan. Batang tersebut bertumpu pada dua penyangga, dan beban diterapkan melalui elemen pembebanan yang terletak di tengah antara kedua penyangga.

Pengujian ini serupa dengan metode pembebanan tiga titik (standar ISO 14125) yang digunakan untuk menentukan sifat lentur plastik. Namun, rasio bentang uji/ketebalan sampel yang lebih kecil diadopsi untuk meningkatkan tingkat tegangan geser relatif terhadap tegangan lentur pada spesimen uji guna mendorong terjadinya patahan geser antar lapisan.

Perlu ditekankan bahwa hasil yang diperoleh bukanlah nilai absolut. Oleh karena itu, istilah "kekuatan geser antar lapisan semu" digunakan untuk menggambarkan besaran yang diukur. Hasil uji yang diperoleh dari sampel dengan ukuran berbeda atau sampel yang diuji dalam kondisi berbeda tidak dapat dibandingkan secara langsung.

Standar EN ISO 14130 termasuk dalam serangkaian metode pengujian untuk komposit plastik yang diperkuat serat yang banyak digunakan di berbagai industri seperti kedirgantaraan, otomotif, kelautan, energi angin, dan peralatan olahraga.

Standar ini mendefinisikan prosedur standar untuk menentukan kekuatan geser antar lapisan (kekuatan geser antar lapisan) komposit plastik yang diperkuat serat menggunakan pengujian geser balok pendek (juga dikenal sebagai metode balok pendek atau uji lentur tiga titik bentang pendek).

Pengujian ini menciptakan tegangan geser dengan menerapkan beban dalam konfigurasi lentur tiga titik dengan celah penopang yang sengaja dibuat pendek di antara lapisan (laminasi) material komposit. Konfigurasi ini mendorong terjadinya retak melalui geser antar lapisan, bukan melalui lentur (puntir) atau kompresi serat terluar.

Fitur-fitur utama dari metode ini adalah sebagai berikut:

• Prinsip: Sebuah spesimen balok persegi panjang kecil (dipotong dari pelat laminasi) diletakkan di atas dua penyangga dan diberi beban pada ujung pembebanan tengah hingga terjadi patahan.
• Geometri sampel: Rasio bentang terhadap ketebalan yang umum rendah (sekitar 4:1 hingga 5:1), yang memaksimalkan tegangan geser relatif terhadap tegangan lentur.
• Bahan yang dapat diaplikasikan: Plastik yang diperkuat serat dengan matriks termoset atau termoplastik (misalnya, serat kaca/epoksi, serat karbon/epoksi, komposit aramid).
• Nilai terhitung: Kekuatan geser antar lapisan tampak dihitung menggunakan rumus yang diberikan dalam standar (ini adalah pendekatan teori balok klasik untuk tegangan geser maksimum pada balok pendek).
• Catatan penting: Nilai yang diperoleh disebut kekuatan geser antar lapisan semu karena distribusi tegangan tidak sepenuhnya geser murni (ada juga beberapa tegangan lentur). Oleh karena itu, hasil ini tidak dimaksudkan untuk izin desain akhir atau perhitungan struktural. Sebaliknya, hasil ini sangat berguna untuk:
• Penyaringan dan perbandingan material
• Pengendalian mutu selama produksi.
• Memantau konsistensi di seluruh pihak
• Penilaian terhadap dampak pengolahan, pengkondisian lingkungan, atau kerusakan.

Pengaturan pengujian adalah sebagai berikut:

• Mesin uji universal dengan perlengkapan pembengkokan tiga titik (diameter silinder spesifik ditentukan untuk penyangga dan ujung pembebanan).
• Pengukuran yang tepat terhadap dimensi sampel, kecepatan pemuatan, dan kondisi lingkungan.
• Modus kegagalan harus diperiksa: hasil yang valid harus menunjukkan kegagalan geser antar lapisan (delaminasi) dan bukan penghancuran, kegagalan tarik lapisan bawah, atau tekuk.

Standar yang terkait erat dengan standar ini meliputi:

• Metode uji standar ASTM D2344/D2344M untuk kekuatan balok pendek material komposit matriks polimer dan laminasi.
• ISO 14125 Komposit plastik yang diperkuat serat - Penentuan sifat lentur.
• EN 2562 Seri Penerbangan - Plastik yang diperkuat serat karbon - Laminasi searah - Uji lentur sejajar dengan arah serat.
• EN 2563 Seri Dirgantara - Plastik yang diperkuat serat karbon - Laminasi searah - Penentuan kekuatan geser antar lapisan semu.

Pengujian ini tetap menjadi salah satu cara yang paling umum dan hemat biaya untuk mengevaluasi kinerja lapisan antar muka (di sepanjang ketebalan) komposit laminasi, khususnya untuk tujuan jaminan kualitas.

Singkatnya, EN ISO 14130 adalah standar internasional yang menetapkan metode untuk menentukan kekuatan geser antar lapisan semu dari komposit plastik yang diperkuat serat menggunakan pengujian geser balok pendek. Standar ini banyak digunakan dalam industri kedirgantaraan, otomotif, kelautan, dan komposit struktural untuk mengevaluasi kualitas ikatan antar lapisan laminasi.

Tujuan utama standar EN ISO 14130 adalah untuk mengukur ketahanan material komposit laminasi terhadap kegagalan geser antar lapisan. Pada komposit yang diperkuat serat, kegagalan biasanya terjadi di antara lapisan (delaminasi), bukan pada serat itu sendiri. Uji ini menyediakan metode cepat untuk mengevaluasi:

• Kekuatan ikatan antar lapisan
• Kualitas pembuatan laminasi
• Pengaruh sistem resin
• Dampak cacat produksi

Karena sampel uji relatif kecil, metode ini berguna untuk pengendalian mutu dan perbandingan material.

Standar ini menggunakan konfigurasi lentur tiga titik dengan panjang bentang yang sangat pendek. Ketika balok diberi beban, distribusi tegangan menyebabkan tegangan geser tinggi di antara lapisan laminasi, yang menyebabkan retak geser antar lapisan sebelum retak lentur normal.

Standar EN ISO 14130 banyak digunakan dalam evaluasi hal-hal berikut:

• Komposit serat karbon
• Plastik yang diperkuat serat kaca
• Komposit serat aramid
• Laminasi komposit termoset dan termoplastik

Sektor aplikasi umum:

• Struktur penerbangan
• Komponen komposit otomotif
• Bilah turbin angin
• Struktur komposit kelautan
• peralatan olahraga

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 EN ISO 14130.