EN 2563 Jednosmerné lamináty - Stanovenie zdanlivej medzivrstvovej pevnosti v šmyku

Európska norma „EN 2563 Letectvo a kozmonautika – Plasty vystužené uhlíkovými vláknami – Jednosmerné lamináty – Stanovenie zdanlivej medzivrstvovej šmykovej pevnosti“ opisuje metódu na stanovenie zdanlivej medzivrstvovej šmykovej pevnosti plastov vystužených uhlíkovými vláknami vo forme jednosmerných laminátov pomocou skúšky ohybom.

Táto metóda je určená pre vzorky, kde je dĺžka rovnobežná so smerom vlákien. Metóda je použiteľná aj pre plasty vystužené uhlíkovými vláknami vo forme tkaných textílií. V prípade priečne vrstvených laminátov pozostávajúcich z vrstiev orientovaných v rôznych smeroch sa výsledky získané pomocou vzorca uvedeného v tejto norme môžu použiť iba na porovnanie laminátov s rovnakým vrstvením.

Na účely tejto normy sa zdanlivá medzivrstvová pevnosť v šmyku vzťahuje na maximálne šmykové napätie vypočítané v polovici hrúbky vzorky v momente počiatočného lomu.

Táto metóda v podstate spočíva v stanovení odolnosti voči delaminácii pri šmykových silách rovnobežných s vrstvami laminátu. Na toto stanovenie sa obdĺžniková vzorka podrobí ohybovej skúške na dvoch podperách. Zaťaženie sa aplikuje na stred vzorky cez zaťažovací nos umiestnený medzi podperami. Táto skúška poskytuje informácie o kvalite spoja živice a vlákien.

Vzorky na skúšky sa odoberajú z panelov pripravených podľa normy EN 2655.

Klimatizácia sa vykonáva v súlade s nasledujúcimi podmienkami:

• Podľa normy EN 2743 pre počiatočné štátne skúšky
• Podľa normy EN 2489 pre skúšky po ponorení
• Podľa normy EN 2823 pre skúšky po vystavení vlhkej atmosfére

Počas skúšky sa šírka meria s presnosťou na 0,01 mm v strede vzorky. Výška sa určí výpočtom aritmetického priemeru troch meraní hrúbky vykonaných v strede vzorky pozdĺž šírky s presnosťou na 0,01 mm. Vzdialenosť medzi podperami sa meria s presnosťou na 0,1 mm.

Pre kvalifikačné skúšky a v prípade sporu by sa vzdialenosť medzi podperami mala upraviť podľa vzorca uvedeného v norme:

Pri skúškach vykonávaných pri teplotách iných ako je teplota okolia musí čas medzi kondicionovaním a začiatkom skúšky spĺňať tieto podmienky:

• Pre vzorky, ktoré neboli podrobené starnutiu ani ponoreniu, by sa mal čas expozície pri testovacej teplote určiť predbežnými skúškami.
• Pre vzorky vystavené ponoreniu sa uplatňuje norma EN 2489.
• Pre vzorky vystavené vlhkej atmosfére sa uplatňuje norma EN 2823.

Vzorka sa umiestni do skúšobného prípravku tak, aby jej os bola kolmá na podpery. Vzorka sa zaťaží rovnomerne. Zaťaženie sa zaznamenáva ako funkcia času alebo posunutia zaťažovacieho hrotu. Zaznamená sa zaťaženie pri lome.

Ak sa vzorka láme v šmyku približne pozdĺž neutrálnej osi vlákna, medzivrstvová šmyková pevnosť sa vypočíta pomocou vzorca uvedeného v tejto norme. Ak sa vzorka láme v ohybe alebo plastickej deformácii, výsledok získaný pomocou vzorca uvedeného v tejto norme nie je skutočným šmykovým napätím pri lome. Tento výsledok sa môže použiť len na porovnanie s výsledkami zo série testov na tom istom predmete.

Norma EN 2563 je európska norma, ktorá špecifikuje metódu na stanovenie zdanlivej medzivrstvovej šmykovej pevnosti vláknami vystužených plastových kompozitov pomocou metódy krátkeho nosníka.

Táto norma poskytuje štandardný skúšobný postup pre:

• Hodnotenie interlaminárnych šmykových vlastností kompozitných materiálov

• Zabezpečenie konzistentnosti a porovnateľnosti výsledkov testov v rôznych laboratóriách a odvetviach
• Pomoc pri výbere materiálov, kontrole kvality a overovaní návrhu kompozitných konštrukcií

Medzivrstvová šmyková pevnosť predstavuje schopnosť materiálu odolávať šmyku medzi vrstvami (laminami). Je obzvlášť dôležitá pri vrstevnatých materiáloch, ako sú kompozity z uhlíkových alebo sklenených vlákien, kde delaminácia môže byť významným spôsobom poruchy.

Táto norma sa považuje za nevyhnutnú z nasledujúcich dôvodov:

• Zabezpečenie návrhu: Pomáha inžinierom zabezpečiť, aby kompozity používané v leteckom, automobilovom, námornom a stavebnom priemysle odolávali šmykovému zaťaženiu bez delaminácie.
• Kontrola kvality: Výrobcovia používajú štandardnú metódu EN 2563 na overenie, či ich kompozitné diely spĺňajú výkonnostné špecifikácie.
• Štandardizácia: Bez normy, ako je EN 2563, môžu rôzne testovacie metódy priniesť neporovnateľné výsledky, čo sťažuje spoľahlivé posúdenie kvality alebo výkonnosti materiálu.
• Súlad s predpismi: Mnohé odvetvia vyžadujú, aby materiály spĺňali určité normy predtým, ako sa môžu použiť v bezpečnostne kritických aplikáciách.

Plasty vystužené uhlíkovými vláknami sú kompozitné materiály vyrobené z polymérnej matrice, zvyčajne epoxidovej, vystuženej uhlíkovými vláknami. Uhlíkové vlákna poskytujú výnimočnú pevnosť a tuhosť, zatiaľ čo polymérna matrica spája vlákna a rozkladá zaťaženie. Táto kombinácia vedie k ľahkému, pevnému a odolnému materiálu, vďaka čomu je ideálny pre vysokovýkonné aplikácie.

Hlavné vlastnosti plastov vystužených uhlíkovými vláknami sú:

• Vysoký pomer pevnosti k hmotnosti: Pevnejší ako oceľ, ale oveľa ľahší, ideálny pre aplikácie citlivé na hmotnosť.
• Tvrdosť: Vysoký modul pružnosti odoláva deformácii pri zaťažení.
• Odolnosť proti korózii: Na rozdiel od kovov, plasty vystužené uhlíkovými vláknami nekorodujú, čo zvyšuje ich odolnosť v náročných podmienkach.
• Odolnosť proti únave: Vynikajúci výkon pri cyklickom zaťažení ich robí vhodnými pre dynamické aplikácie.
• Tepelná stabilita: Nízka tepelná rozťažnosť a dobrý výkon v širokom teplotnom rozsahu.
• Flexibilita dizajnu: Možno tvarovať do zložitých tvarov, čo umožňuje vlastné konštrukčné návrhy.

Jednosmerné lamináty sú kompozitné materiály, v ktorých sú všetky výstužné vlákna usporiadané v jednom smere v matrici, zvyčajne polymérnej, ako je epoxidová živica. Toto usporiadanie dodáva laminátu vysokú pevnosť a tuhosť pozdĺž smeru vlákien, ale oveľa nižšie vlastnosti kolmo naň. Používajú sa v aplikáciách, ako je letecký a kozmický priemysel, automobilový priemysel alebo športový priemysel, kde je vyžadovaná špecifická smerová pevnosť, ako sú nosníky alebo konštrukčné prvky. Vlákna, zvyčajne uhlíkové alebo sklenené, sú zabudované do matrice, aby ich držali pohromade a prenášali zaťaženie.

Naša organizácia, ktorá už roky podporuje podniky vo všetkých sektoroch prostredníctvom širokej škály testovacích, meracích, analytických a hodnotiacich aktivít, sa môže pochváliť silným tímom zamestnancov, ktorí pozorne sledujú globálny vývoj vo vede a technike a neustále sa zlepšujú. V tejto súvislosti poskytujeme aj testovacie služby v súlade s normou EN 2563 Letectvo a kozmonautika - Plasty vystužené uhlíkovými vláknami - Jednosmerné lamináty - Stanovenie zdanlivej pevnosti v šmyku medzi vrstvami.