DIN 53292 Испытание сэндвич-конструкций — испытание на растяжение перпендикулярно поверхностям

DIN 53292 Испытание сэндвич-конструкций — испытание на растяжение перпендикулярно поверхностям

Стандарт «DIN 53292 Испытание сэндвич-структур — Испытание на растяжение перпендикулярно поверхностям», опубликованный Немецким институтом стандартизации (DIN), описывает метод определения прочности на растяжение и деформационного поведения сэндвич-структур (сэндвич-панелей или композитов) при воздействии растягивающих нагрузок, перпендикулярных их поверхностным слоям (т. е., плоскостное или по толщине испытание на растяжение).

DIN 53292 Испытание сэндвич-конструкций — испытание на растяжение перпендикулярно поверхностям

Сэндвич-структуры состоят из двух тонких, прочных поверхностных слоев (оболочки), соединенных между собой более толстым и легким сердечником. Типичные примеры включают:

  • Сотовые сердечники (алюминий, бумага)
  • Пенополиуретановые сердечники (например, полиуретан, поливинилхлорид (ПВХ), полиэтилентерефталат (ПЭТ))
  • Используется в авиации (полы самолетов, крылья, обтекатели радаров), транспорте (поезда, грузовики, автобусы), строительстве (теплоизоляционные панели, фасады), морской промышленности и ветроэнергетике (компоненты крыльев).

Поверхности обеспечивают твердость и прочность, а сердцевина — толщину, необходимую для сопротивления изгибу при минимальном весе.

Метод испытаний, описанный в стандарте DIN 53292, оценивает следующие параметры:

  • Прочность сцепления (адгезия) между сердцевиной и поверхностным слоями.
  • Предел прочности на растяжение самого материала сердцевины в направлении толщины.
  • Общий тип разрушения (когезионное разрушение в сердцевине, адгезионное разрушение в месте соединения или разрушение в поверхностном слое).
  • Зависимость напряжения от деформации или нагрузки от деформации при вертикальном растягивающем воздействии.

Это очень важно, поскольку в реальных условиях сэндвич-панели часто подвергаются растягивающим напряжениям, перпендикулярным плоскости, из-за разницы давлений, термического расширения, отслаивающих напряжений, возникающих при изгибе, или прямых растягивающих сил.

Основные элементы этого метода следующие:

  • Геометрия образца: Плоские образцы, обычно квадратные или круглые, с заданной площадью (как правило, 50 мм x 50 мм или аналогичной), вырезанные из сэндвич-панелей.
  • Подготовка: Приклеивание нагрузочных блоков (металлических пластин или креплений) к обоим поверхностным слоям с помощью высокопрочного клея для равномерного приложения растягивающей нагрузки.
  • Нагрузка: Растягивающая сила, приложенная перпендикулярно поверхностям, сохраняется до разрушения.
  • Измерение: регистрация максимальной нагрузки, напряжения разрушения (сила, деленная на площадь нагруженной поверхности) и, как правило, удлинения или смещения.
  • Расчет: Предел прочности на растяжение = Сила разрушения / Площадь поперечного сечения образца.
  • Анализ причин отказа: документирование места и характера отказа образца.

В соответствии со стандартом DIN 53292 на рынке доступны специальные испытательные приспособления, называемые плоскими приспособлениями для испытаний на растяжение или приспособлениями для испытаний на растяжение с клеевым соединением. Эти приспособления обеспечивают точное выравнивание и равномерное распределение напряжений.

Стандарт DIN 53292 относится к довольно устаревшему семейству стандартов для испытаний сэндвич-конструкций:

  • Испытание на сжатие по стандарту DIN 53291
  • Испытание на изгиб по стандарту DIN 53293
  • DIN 53294 Характеристики резки материалов сердцевины сэндвич-панелей.
  • DIN 53295 Устойчивость к отслаиванию (испытание на отслаивание в барабане)

На международном уровне наиболее похожим и широко используемым эквивалентом является «Стандартный метод испытаний ASTM C297 для определения прочности на растяжение в плоскости сэндвич-структур».

Хотя во многих современных европейских и международных тестах сэндвич-конструкций теперь используются стандарты EN или ISO, стандарт DIN 53292 по-прежнему применяется в качестве эталонного в более старых спецификациях и отдельных отраслях.

Вкратце, стандарт DIN 53292 описывает методы механических испытаний сэндвич-конструкций, представляющих собой композитные материалы, образованные путем соединения двух тонких, прочных поверхностных слоев с легким сердечником. Благодаря высокому соотношению прочности к весу, такие конструкции широко используются в аэрокосмической, автомобильной и строительной отраслях.

Данный стандарт посвящен оценке механических характеристик, прочности и жесткости сэндвич-панелей при различных условиях нагружения.

Стандарт DIN 53292 определяет процедуры для определения различных основных механических свойств:

  • Испытание на изгиб: определяет прочность и жесткость сэндвич-панели на изгиб. Обычно включает трехточечные или четырехточечные испытания на изгиб. Основные измерения включают:
  • Максимальное изгибающее напряжение
  • Модуль упругости при изгибе
  • Вид отказа (отказ поверхностного слоя или разрушение сердцевины)
  • Испытание на сдвиг: измеряет прочность сердечника на сдвиг и модуль сдвига сердечника. Распространенные методы включают:
  • Испытание на сдвиг короткой балки
  • Испытания кернового режущего блока
  • Испытание на сжатие: оценивает прочность на сжатие поверхностного слоя и сердцевины. Обычно проводится как плоскостное сжатие (по толщине) или краевое сжатие (по плоскости панели).
  • Испытание на отслаивание или расслоение: оценивает прочность сцепления между поверхностными слоями и сердцевиной. Определяет возможность отслаивания или расслоения в контролируемых условиях.

При подготовке образцов панели необходимо вырезать в соответствии с размерами, указанными для испытания. Края должны быть гладкими и безупречными, чтобы предотвратить преждевременное разрушение. Опоры и монтажные кронштейны должны минимизировать концентрацию напряжений.

Поскольку сэндвич-материалы чувствительны к влаге и теплу, испытания проводятся в контролируемых условиях окружающей среды (температура и влажность). Стандартизированы скорости приложения нагрузки для обеспечения повторяемости результатов. Для анализа регистрируются прогиб, усилие и характер разрушения.

При представлении результатов данный стандарт устанавливает, что результаты должны включать следующее:

  • Описание материала (тип сердечника и поверхностной плиты)
  • Толщина и плотность панели
  • Детали настройки тестовой установки (расстояние между опорами, тип опоры, скорость нагрузки)
  • Измеренные механические свойства (прочность, модуль упругости)
  • Наблюдаемые режимы неисправностей

Основные области применения стандарта DIN 53292 следующие:

  • Авиация: панели крыла, компоненты фюзеляжа.
  • Автомобильная промышленность: облегченные кузовные панели
  • Конструкция: Сэндвич-панели для фасадов или крыш.
  • Морская тематика: Корпуса и палубы судов

Стандарт DIN 53292 дополняет другие стандарты испытаний сэндвич-конструкций, такие как ASTM C273/C393 и ISO 14125, но ориентирован на процедуры, оптимизированные для применения в немецком машиностроении.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентным и опытным персоналом, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и помогает в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем услуги по тестированию в соответствии со стандартом DIN 53292.

WhatsApp