DIN 53292 Skúšanie sendvičových konštrukcií - Skúška ťahom kolmo na povrchy

Norma „DIN 53292 Skúšanie sendvičových konštrukcií - Skúška ťahom kolmo na povrchy“, vydaná Nemeckým inštitútom pre normalizáciu (DIN), opisuje metódu na stanovenie pevnosti v ťahu a deformačného správania sendvičových konštrukcií (sendvičových panelov alebo kompozitov) pri pôsobení ťahového zaťaženia kolmého na ich povrchové vrstvy (t. j. rovinná alebo hrúbková skúška ťahom).

Sendvičové štruktúry pozostávajú z dvoch tenkých, pevných povrchových vrstiev (plášťa) spojených dohromady s hrubším a ľahším jadrovým materiálom. Medzi bežné príklady patria:

• Voštinové jadrá (hliník, papier)
• Penové jadrá (ako napríklad polyuretán, polyvinylchlorid (PVC), polyetyléntereftalát (PET))
• Používa sa v letectve (podlahy lietadiel, krídla, radomy), doprave (vlaky, nákladné autá, autobusy), stavebníctve (izolačné panely, fasády), námorných aplikáciách a veternej energii (komponenty krídel).

Povrchy poskytujú tvrdosť a pevnosť, zatiaľ čo jadro poskytuje hrúbku pre odolnosť voči ohybu s minimálnou hmotnosťou.

Skúšobná metóda opísaná v norme DIN 53292 hodnotí nasledovné:

• Pevnosť v ťahu (adhézia) medzi jadrom a povrchovými vrstvami.
• Pevnosť v ťahu samotného jadrového materiálu v smere hrúbky.
• Všeobecný spôsob poruchy (kohézne zlyhanie v jadre, zlyhanie adhézie na spojovacej línii alebo zlyhanie v povrchovej vrstve).
• Správanie sa pri napätí a deformácii alebo zaťažení a deformácii pri vertikálnom ťahovom zaťažení.

Toto je veľmi dôležité, pretože sendvičové panely sú v reálnych aplikáciách často vystavené ťahovým napätiam mimo roviny (kolmým) v dôsledku tlakových rozdielov, tepelnej rozťažnosti, odlupovacích napätí vyvolaných ohybom alebo priamych ťahových síl.

Základné prvky tejto metódy sú nasledovné:

• Geometria vzorky: Ploché vzorky, zvyčajne štvorcové alebo kruhové, s definovanou plochou (typicky 50 mm x 50 mm alebo podobne), vyrezané zo sendvičových panelov.
• Príprava: Lepenie záťažových blokov (kovových dosiek alebo upevňovacích prvkov) na obe povrchové vrstvy pomocou vysokopevnostného lepidla pre rovnomerné ťahové zaťaženie.
• Zaťaženie: Ťahová sila pôsobiaca kolmo na povrchy pokračuje až do lomu.
• Meranie: Zaznamenávanie maximálneho zaťaženia, lomového napätia (sila delená zaťaženou plochou) a vo všeobecnosti predĺženia alebo posunutia.
• Výpočet: Pevnosť v ťahu = Lomová sila / Skúšobná plocha.
• Analýza zlyhania: Dokumentovanie, kde a ako vzorka zlyhala.

V súlade s normou DIN 53292 sú na trhu dostupné špeciálne testovacie prípravky nazývané planárne ťahové prípravky alebo prípravky na ťahovú väzbu. Tieto prípravky zabezpečujú presné zarovnanie a rovnomerné rozloženie napätia.

Norma DIN 53292 patrí do pomerne zastaranej skupiny noriem pre sendvičové testy:

• DIN 53291 Skúška kompresie
• DIN 53293 Skúška ohybom
• DIN 53294 Rezné vlastnosti materiálov so sendvičovým jadrom.
• DIN 53295 Odolnosť proti odlupovaniu (skúška odlupovaním v bubne)

Medzinárodne najpodobnejším a najpoužívanejším ekvivalentom je „štandardná skúšobná metóda ASTM C297 pre rovinnú pevnosť v ťahu sendvičových konštrukcií“.

Hoci mnohé moderné európske a medzinárodné sendvičové testy sa teraz odvolávajú na normy EN alebo ISO, norma DIN 53292 sa naďalej používa ako referencia v starších špecifikáciách a špecifických odvetviach.

Stručne povedané, norma DIN 53292 pokrýva metódy mechanického skúšania sendvičových štruktúr, čo sú kompozitné materiály vytvorené spojením dvoch tenkých, pevných povrchových vrstiev s ľahkým jadrom. Tieto štruktúry sa vďaka vysokému pomeru pevnosti k hmotnosti široko používajú v leteckom, automobilovom a stavebníctve.

Táto norma sa zameriava na hodnotenie mechanických vlastností, pevnosti a tuhosti sendvičových panelov za rôznych podmienok zaťaženia.

Norma DIN 53292 definuje postupy pre rôzne základné mechanické vlastnosti:

• Skúška ohybom: Určuje pevnosť v ohybe a tuhosť sendvičového panelu. Zvyčajne zahŕňa trojbodové alebo štvorbodové ohybové skúšky. Základné merania zahŕňajú:
• Maximálne ohybové napätie
• Modul pružnosti v ohybe
• Spôsob poruchy (porucha povrchovej vrstvy vs. jadra)
• Skúška šmykom: Meria pevnosť jadra v šmyku a modul šmyku jadra. Medzi bežné metódy patria:
• Skúška šmykom krátkeho nosníka
• Skúšky blokov na rezanie jadra
• Skúška kompresie: Hodnotí pevnosť v tlaku povrchovej vrstvy a jadra. Zvyčajne sa vykonáva ako rovinná kompresia (cez hrúbku) alebo okrajová kompresia (cez rovinu panelu).
• Skúška odlupovania alebo oddeľovania: Hodnotí adhéznu pevnosť medzi povrchovými vrstvami a jadrom. Určuje zlyhanie odlupovania alebo oddeľovania za kontrolovaných podmienok.

Počas prípravy vzorky musia byť panely narezané na rozmery špecifikované pre skúšku. Hrany musia byť hladké a bezchybné, aby sa zabránilo predčasnému poškodeniu. Podpery a montážne konzoly musia minimalizovať koncentráciu napätia.

Keďže sendvičové materiály sú citlivé na vlhkosť a teplo, pokiaľ ide o testovacie podmienky, testy sa vykonávajú za kontrolovaných podmienok prostredia (teplota a vlhkosť). Rýchlosti aplikácie zaťaženia sú štandardizované, aby sa zabezpečila opakovateľnosť. Na účely analýzy sa zaznamenávajú priehyby, sily a spôsoby porušenia.

Pri hlásení výsledkov táto norma stanovuje, že výsledky by mali obsahovať nasledovné:

• Popis materiálu (typ jadra a povrchovej dosky)
• Hrúbka a hustota panelu
• Detaily nastavenia testu (rozpätie, typ podpery, rýchlosť zaťaženia)
• Namerané mechanické vlastnosti (pevnosť, modul)
• Pozorované poruchové režimy

Hlavné aplikácie normy DIN 53292 sú nasledovné:

• Letectvo: Krídlové panely, komponenty trupu
• Automobilový priemysel: Ľahké panely karosérie
• Konštrukcia: Sendvičové panely na fasády alebo strechy.
• Námorná doprava: Trupy a paluby lodí

Norma DIN 53292 dopĺňa ďalšie normy pre sendvičové testy, ako napríklad ASTM C273/C393 a ISO 14125, ale zameriava sa konkrétne na postupy optimalizované pre nemecké inžinierske aplikácie.

Naša organizácia s kompetentnými a skúsenými zamestnancami už mnoho rokov rozumie potrebám svojich klientov, poskytuje im pokročilé testovacie služby, ktoré potrebujú, a pomáha im pri zavádzaní, implementácii a zlepšovaní systémov manažérstva. V tomto rámci poskytujeme aj testovacie služby v súlade s normou DIN 53292.