DIN 53293 Skúšanie sendvičových konštrukcií - Skúška ohybom

Norma „DIN 53293 Skúšanie sendvičových konštrukcií – Skúška ohybom“, vydaná Nemeckým inštitútom pre normalizáciu (DIN), opisuje metódu na stanovenie ohybových vlastností sendvičových kompozitov (sendvičových panelov). Sendvičové konštrukcie sú ľahké kompozitné materiály pozostávajúce z nasledujúcich komponentov:

• Dve tenké, pevné vonkajšie vrstvy (povrchové vrstvy alebo náterové vrstvy) sú zvyčajne vyrobené z materiálov, ako je plast vystužený sklenenými vláknami, plast vystužený uhlíkovými vláknami, hliník alebo oceľ.
• Medzi nimi je hrubšie a ľahšie jadro, napríklad:
• Balzové drevo
• Voštinové štruktúry (hliníkové, papierové, aramidové alebo plastové)
• Pena (napr. polyuretánová, PVC alebo hliníková pena)

Tieto materiály sa široko používajú v odvetviach, kde je kritický vysoký pomer tvrdosti k hmotnosti, vrátane:

• Letectvo a vesmír
• Automobilové a železničné vozidlá
• Námorné aplikácie
• Stavebné práce (napr. fasádne panely, chladiarenské nákladné vozidlá)
• Veterná energia (lopatky rotora)
• Športové vybavenie

Podľa normy DIN 53293 sa ohybovými skúškami hodnotia základné mechanické vlastnosti sendvičových panelov pri ohybovom zaťažení. Táto skúška poskytuje údaje o nasledujúcich bodoch:

• Ohybová tuhosť (ohybová tuhosť)
• Maximálny ohybový moment alebo únosnosť pred porušením
• Deviantné správanie
• Spôsoby porušenia (napr. zvrásnenie povrchovej vrstvy, porušenie jadra v dôsledku skĺznutia, porušenie povrchovej vrstvy v dôsledku stlačenia/ťahu, oddelenie vrstvy alebo vtlačenie pod bodmi zaťaženia)

Tento test je obzvlášť užitočný na kontrolu kvality, porovnávanie materiálov, overovanie návrhu a výskum ľahkých konštrukcií.

Norma DIN 53293 definuje štvorbodovú skúšku ohybu. Táto konfigurácia je pre sendvičové materiály uprednostňovaná pred trojbodovým ohybom, pretože:

• Vytvára konštantný ohybový moment medzi vnútornými zaťažovacími bodmi.
• Minimalizuje šmykové napätia v centrálnej oblasti.
• V porovnaní s trojbodovými inštaláciami znižuje lokálne účinky (preliačiny) pod bodmi zaťaženia.

Typické nastavenie je nasledovné:

• Obdĺžniková skúšobná vzorka (rozmery sú definované v norme, zvyčajne závisia od hrúbky jadra a očakávaného priehybu).
• Je podopretý dvoma externými bodmi.
• Je symetricky zaťažený v dvoch vnútorných bodoch.
• Skúška sa zvyčajne vykonáva za semistatických podmienok, kým sa nedosiahne lom alebo definovaná medza deformácie.

Výsledky zvyčajne zahŕňajú nasledovné:

• Krivka závislosti zaťaženia od deformácie
• Zdanlivá ohybová tuhosť (ekvivalentná ohybová tuhosť)
• Kritické hodnoty zaťaženia
• Typ pozorovanej zlomeniny

Nasledujúce normy súvisia s normou DIN 53293:

• Opísaná metóda je podobná, ale nie úplne rovnaká ako norma „ASTM C393 Štandardná skúšobná metóda pre šmykové vlastnosti jadra sendvičových konštrukcií ohýbaním nosníka“.
• Medzi relevantné skúšky ohybom pre všeobecné plasty alebo plasty vystužené vláknami patria normy DIN EN ISO 178 (trojbodové ohýbanie) alebo ISO 14125.
• V niektorých kontextoch (napr. panely vystužené vláknami) sa norma DIN 53293 používa v spojení s normami DIN EN ISO 14125 alebo EN ISO 178 alebo v porovnaní s nimi.

Aj roky po svojom vydaní sa norma DIN 53293 stále používa ako referencia v technickej literatúre, skúšobných laboratóriách a pri certifikácii výrobkov, najmä v Európe, pre sendvičové panely používané v doprave a stavebníctve.

Stručne povedané, norma DIN 53293 obsahuje metódu používanú na určenie správania sa sendvičových konštrukcií, najmä sendvičových panelov, pri ohybe. Táto metóda sa používa na hodnotenie tuhosti, pevnosti a lomového správania sendvičových kompozitov pri zaťažení.

Sendvičové štruktúry sa zvyčajne skladajú z troch vrstiev:

• Vrchný povrch: Toto je tenká a odolná nosná vrstva.
• Spodný povrch: Spolu s horným povrchom poskytuje odolnosť voči ohybu.
• Jadro: Ľahké, hrubé a zvyčajne má včeliu alebo penovú štruktúru.

Táto konštrukcia umožňuje vysokú ohybovú tuhosť pri nízkej hmotnosti.

Účelom tejto testovacej metódy je určiť nasledovné:

• Pevnosť v ohybe
• Modul pružnosti v ohybe
• Maximálna nosnosť
• Typ lomu (povrchový lom, drvenie jadra, štiepenie atď.)

Test sa zvyčajne vykonáva pomocou univerzálneho testovacieho stroja. Testovací proces v podstate pozostáva z týchto krokov:

• Príprava vzorky: Pripravia sa obdĺžnikové vzorky so špecifickými rozmermi. Uvedie sa hrúbka vzorky a typ jadra.
• Metóda zaťaženia: Môže sa použiť trojbodová alebo štvorbodová ohybová skúška. Aplikuje sa spôsobom riadeným zaťažením alebo riadeným posunom.
• Merania: Vykonávajú sa nasledujúce merania:
• Použitá sila
• Posun stredového bodu
• Maximálne zaťaženie v momente zlomu

Stanovujú sa aj tieto parametre:

• Pevnosť v ohybe: Maximálne namáhanie, ktoré materiál znesie pred zlomením.
• Tuhosť v ohybe: Odolnosť panelu voči ohybu. Hrúbka jadra túto hodnotu významne ovplyvňuje.
• Analýza spôsobu poškodenia:
• Ťahový lom povrchovej vrstvy
• Výron na strane tlaku
• Zlom jadra v strihu
• Oddelenie povrchu od jadra (delaminácia)

Norma DIN 53293 sa používa najmä v nasledujúcich odvetviach:

• Letectvo a vesmír
• automotive
• morský
• Konštrukcia (kompozitné fasádne panely)
• Lopatky veterných turbín

Keďže sendvičové konštrukcie sú ľahké, ale zároveň vysoko pevné systémy, skúška ohybom definovaná v tejto norme sa považuje za dôležitú. Táto skúška je kľúčová, pretože...

• Poskytuje overenie dizajnu.
• Kontroluje kvalitu výroby.
• Umožňuje porovnávanie materiálov.
• Poskytuje bezpečnostne kritické údaje.

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 53293.