PSA D41 1041 Tworzywa sztuczne sztywne i półsztywne – gięcie wzmocnione i niewzmocnione

Norma „PSA D41 1041 Tworzywa sztuczne sztywne i półsztywne – Gięcie, wzmocnione i niewzmocnione”, opracowana przez francuskiego producenta samochodów PSA Group (obecnie część Stellantis), opisuje właściwości gięcia sztywnych i półsztywnych tworzyw sztucznych i materiałów (w postaci cylindrów prostokątnych, o wymiarach znormalizowanych lub niestandardowych, uzyskanych poprzez formowanie zorientowane lub cięcie z arkuszy lub innych formowanych form) ze wzmocnieniem lub bez. Metoda ta jest zgodna z normami „NF EN ISO 14125 Kompozyty tworzyw sztucznych wzmocnione włóknami – Oznaczanie właściwości gięcia” oraz „NF EN ISO 178 Tworzywa sztuczne – Oznaczanie właściwości gięcia”.

Zasadniczo test polega na umieszczeniu cylindra równoległobocznego na dwóch podporach i odkształceniu go za pomocą stempla poruszającego się ze stałą prędkością w równych odległościach od podpór. Pozwala to na pomiar jednej lub kilku z następujących właściwości:

• Naprężenie zginające i ugięcie przy pękaniu w przypadku materiałów, które pękają przed osiągnięciem konwencjonalnego ugięcia.
• Naprężenie zginające przy konwencjonalnym ugięciu (1,5-krotność grubości próbki testowej) w przypadku materiałów, które nie pękają przed lub w trakcie konwencjonalnego ugięcia.
• Naprężenie zginające przy minimalnym obciążeniu dla materiałów, które osiągają maksymalne obciążenie przed lub w trakcie konwencjonalnego ugięcia.
• Naprężenie zginające aż do pęknięcia lub maksymalnego obciążenia w przypadku przekroczenia konwencjonalnego ugięcia, wymaganego w specyfikacji materiału.
• Moduł sprężystości obserwowany przy zginaniu.

To naprężenie to maksymalne teoretyczne naprężenie zginające po prawej stronie stempla. Oblicza się je za pomocą wzorów pochodzących z teorii sprężystości. Gdy odkształcenie nie jest proporcjonalne do przyłożonego naprężenia, naprężenie to może znacznie różnić się od naprężenia rzeczywistego.

Maszyna do wytrzymałości na zginanie używana w testach umożliwia regulację następujących prędkości badania: 0,5 - 1 - 2 - 5 - 10 i 20 mm/min. Wyświetla obciążenia z marginesem błędu nieprzekraczającym plus/minus 1% i ugięcia z marginesem błędu nieprzekraczającym plus/minus 2%. Promienie stempli i podpór są podane w normie. Podpory i stemple muszą być co najmniej równe wymiarom próbek do badań. Odległość między podporami musi być regulowana. Testy wykorzystują również komorę klimatyczną utrzymywaną w temperaturze 23 stopni +/minus 2 stopnie i wilgotności względnej 50 procent +/minus 5 procent.

Próbki testowe muszą być reprezentatywne dla charakteryzowanej skali. Aby zapewnić tę reprezentatywność, konieczne jest określenie podstawowych cech badanej populacji. Kryteria doboru próbek testowych powinny zostać określone w raporcie z badań zgodnie z normą A10 0156. W razie wątpliwości dotyczących pobierania próbek należy skontaktować się z PSA w celu uzyskania wytycznych.

Próbki do badań można uzyskać poprzez formowanie lub cięcie. W tym drugim przypadku należy upewnić się, że nie wystąpią pęknięcia. Wymiary próbki są następujące:

• Długość musi być co najmniej 20 razy większa od grubości.
• Szerokość i grubość muszą być zgodne z zasadami określonymi w normie.

W przypadku materiałów anizotropowych pod względem grubości (np. materiałów laminowanych), próbki do badań pobiera się w taki sposób, aby siła zginająca, której są poddawane, działała w tym samym kierunku, w którym siła ta byłaby praktycznie przyłożona do części, z których pobrano próbki. W przypadku materiałów anizotropowych w płaszczyźnie próbki należy pobierać i badać względem dwóch prostopadłych kierunków.

Badanie przeprowadza się na co najmniej pięciu próbkach. Próbki pęknięte poza środkową jedną trzecią odległości między podporami należy odrzucić.

Próbki są pakowane przez co najmniej 24 godziny w temperaturze 23 stopni Celsjusza plus/minus 2 stopnie Celsjusza i wilgotności względnej 50% plus/minus 5%. W przypadku materiałów wysoce higroskopijnych lub materiałów, których równowaga z wilgotnością otoczenia jest powolna (włókna roślinne, materiały poliamidowe), czas pakowania może zostać wydłużony do jednego tygodnia.

Badanie przeprowadza się w temperaturze 23 stopni plus/minus 2 stopnie i wilgotności względnej 50% plus/minus 5%. Badania można również przeprowadzić w innych temperaturach zgodnie z określonymi parametrami. Szerokość każdej próbki mierzy się z dokładnością do 0,05 mm, a grubość z dokładnością do 0,05 mm. Odległość między podporami dostosowuje się tak, aby była równa 15 do 17-krotności grubości zestawu próbek (wydłużenie, odchylenie między wartościami końcowymi powinno być mniejsze niż 10% wartości średniej). Odległość między podporami mierzy się z dokładnością do 0,5%. Próbkę umieszcza się na podporze, a stempel opuszcza się o 0,5 mm do połowy odległości między podporami. Prędkość stempla dostosowuje się do wartości najbliższej wartości obliczonej. Wyjątkowo, w niektórych szczególnych przypadkach bieżącej kontroli lub jeżeli wymaga tego dokumentacja materiałowa, można zastosować wyższą prędkość dziurkowania (10 mm/min), aby udowodnić, że wyniki pomiarów nie ulegają zakłóceniu (w przypadku materiałów bardziej podatnych na pełzanie, np. materiałów termoutwardzalnych).

Krzywą obciążenie-ugięcie rejestruje się z powiększeniami, takimi jak nachylenie krzywej znajdujące się blisko dwusiecznej osi, i obserwuje się następujące wartości:

• Jeżeli próbka ulegnie pęknięciu, obciążenie i ugięcie w chwili pęknięcia.
• Jeżeli nie ulegnie złamaniu, obciążenie przy ugięciu konwencjonalnym lub obciążenie i ugięcie przy obciążeniu maksymalnym.
• Pozorny moduł sprężystości wyznacza się, rozpoczynając od odcinka liniowego w początku krzywej obciążenie-odkształcenie.

Normy PSA z serii „D41” koncentrują się na metodach testowania materiałów stosowanych we wnętrzach i podzespołach pojazdów, w szczególności elastycznych materiałów komórkowych, takich jak pianki, gumy i porowate tworzywa sztuczne powszechnie spotykane w siedzeniach, izolacji i tapicerce.

Komponenty samochodowe muszą wytrzymywać lata użytkowania, ekstremalne temperatury, wilgoć i obciążenia mechaniczne bez żadnych uszkodzeń. Norma PSA D41 1041 i inne testy z serii „D41” pomagają zapobiegać takim problemom:

• Pianka siedziska z czasem ulega zapadnięciu.
• Rozpad izolacji i uwolnienie cząstek.
• Rozdarcia lub utrata elastyczności materiałów obiciowych.

Normę tę uważa się za ważną z następujących powodów:

• Zapewnia komfort pasażerów i długotrwałą trwałość: Elastyczna pianka w siedzeniach i tapicerce musi zachować swój kształt i zapewniać odpowiednie podparcie przez lata użytkowania. Testy te oceniają odporność materiałów na trwałe odkształcenia (trwałe odkształcenia kompresyjne), uginanie się i utratę elastyczności. Zapobiega to typowym problemom, takim jak zapadanie się pianki w siedzeniach, a także pozwala uniknąć dyskomfortu podczas jazdy lub spadku wartości odsprzedaży pojazdu.
• Przyczynia się do bezpieczeństwa pojazdu: materiały wnętrza muszą działać niezawodnie podczas kolizji lub w ekstremalnych warunkach. Wytrzymałe pianki pomagają zachować integralność strukturalną systemów siedzeń, pochłaniają energię i zapobiegają awariom, które mogłyby wpłynąć na bezpieczeństwo pasażerów. Zgodność z takimi normami wspiera szersze przepisy bezpieczeństwa.
• Gwarantuje jakość w całym łańcuchu dostaw: Firmy dostarczające produkty Stellantis mają obowiązek certyfikowania swoich materiałów zgodnie z normami takimi jak PSA D41 1041. Gwarantuje to spójność w przypadku milionów pojazdów, zmniejsza liczbę roszczeń gwarancyjnych i chroni reputację marki w zakresie niezawodności.
• Zapewnia ochronę przed czynnikami środowiskowymi i rzeczywistymi: pianki samochodowe są wystawiane na działanie ekstremalnych temperatur (od minus 40 do plus 80 stopni), wilgoci, promieni UV i wielokrotnego obciążenia. Testy te symulują te warunki, prognozując wydajność i zapobiegając przedwczesnej degradacji materiału (np. pękaniu, rozdarciom lub uwalnianiu gazów).

Nasza organizacja, z kompetentną i doświadczoną kadrą, od wielu lat rozumie potrzeby swoich klientów, zapewniając im zaawansowane usługi testowe, których potrzebują, oraz wspierając ich we wdrażaniu, wdrażaniu i doskonaleniu systemów zarządzania. W tym zakresie świadczymy również usługi testowe dla przedsiębiorstw zgodnie z normą „PSA D41 1041 Tworzywa sztuczne sztywne i półsztywne – Zginanie wzmocnione i niezbrojone”.