EN ISO 14130 Vláknom vystužené plastové kompozity - Stanovenie zdanlivej pevnosti v šmyku medzi vrstvami metódou krátkych nosníkov

EN ISO 14130 Vláknom vystužené plastové kompozity - Stanovenie zdanlivej pevnosti v šmyku medzi vrstvami metódou krátkych nosníkov

Norma „EN ISO 14130 Vláknom vystužené plastové kompozity - Stanovenie zdanlivej medzivrstvovej pevnosti v šmyku metódou krátkeho nosníka“, ktorú vypracovala Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (ISO) a neskôr publikovala ako európska norma v rámci harmonizačného úsilia, opisuje postup na stanovenie zdanlivej medzivrstvovej pevnosti v šmyku vláknami vystužených plastových kompozitov metódou krátkeho nosníka. Táto metóda je vhodná na použitie vo vláknami vystužených plastových kompozitoch s termosetovými alebo termoplastickými matricami, pokiaľ sa dosiahne medzivrstvový šmykový lom.

EN ISO 14130 Vláknom vystužené plastové kompozity - Stanovenie zdanlivej pevnosti v šmyku medzi vrstvami metódou krátkych nosníkov

Pri použití iných materiálov ako asymetrických a nevyvážených laminovaných materiálov môžu byť výsledky ovplyvnené rôznymi faktormi, ako je predĺženie/ohyb a skrútenie. Táto metóda nie je vhodná na určenie konštrukčných parametrov, ale môže sa použiť na skríning materiálov alebo ako test kontroly kvality.

V princípe je tyč s obdĺžnikovým prierezom vystavená ohybu ako jednoduchý nosník, čo vedie k medzivrstvovému šmykovému lomu. Tyč spočíva na dvoch podperách a zaťaženie sa aplikuje cez zaťažovací prvok umiestnený v strede medzi podperami.

Táto skúška je svojou povahou podobná metóde trojbodového zaťaženia (norma ISO 14125) používanej na stanovenie ohybových vlastností plastov. Používa sa však menší pomer skúšobného rozpätia k hrúbke vzorky, aby sa zvýšila úroveň šmykového napätia v porovnaní s ohybovým napätím v skúšobnej vzorke, a tým sa podporil medzivrstvový šmykový lom.

Zdôrazňuje sa, že získaný výsledok nie je absolútna hodnota. Preto sa na opis nameranej veličiny používa termín „zdanlivá pevnosť v šmyku medzi vrstvami“. Výsledky skúšok získané zo vzoriek rôznych veľkostí alebo vzoriek testovaných za rôznych podmienok nie sú priamo porovnateľné.

Norma EN ISO 14130 patrí do série skúšobných metód pre plastové kompozity vystužené vláknami, ktoré sa široko používajú v odvetviach ako letecký a kozmický priemysel, automobilový priemysel, námorníctvo, veterná energia a športové vybavenie.

Táto norma definuje štandardizovaný postup na stanovenie zdanlivej medzivrstvovej pevnosti v šmyku (medzivrstvová pevnosť v šmyku) vláknami vystužených plastových kompozitov pomocou skúšky šmykom krátkym nosníkom (známej aj ako metóda krátkeho nosníka alebo trojbodová ohybová skúška s krátkym rozpätím).

Táto skúška vytvára šmykové napätia pôsobením zaťaženia v trojbodovej ohybovej konfigurácii so zámerne krátkou nosnou medzerou medzi vrstvami (laminátmi) kompozitného materiálu. Táto konfigurácia podporuje lom v dôsledku medzivrstvového šmyku, a nie ohýbania (skrútenia) alebo kompresie vonkajších vlákien.

Hlavné charakteristiky tejto metódy sú nasledovné:

  • Princíp: Malá obdĺžniková vzorka nosníka (vyrezaná z vrstveného plechu) sa umiestni na dve podpery a zaťaží sa centrálnym zaťažovacím koncom, kým nedôjde k lomu.
  • Geometria vzorky: Typický pomer rozpätia k hrúbke je nízky (približne 4:1 až 5:1), čo maximalizuje šmykové napätie v porovnaní s ohybovým napätím.
  • Použiteľné materiály: Vláknom vystužené plasty s termosetovými alebo termoplastickými matricami (napr. sklenené vlákno/epoxid, uhlíkové vlákno/epoxid, aramidové kompozity).
  • Vypočítaná hodnota: Zdanlivá medzivrstvová pevnosť v šmyku sa vypočíta pomocou vzorca uvedeného v norme (toto je klasický prístup teórie nosníkov pre maximálne šmykové napätie v krátkom nosníku).
  • Dôležitá poznámka: Získaná hodnota sa nazýva zdanlivá pevnosť v šmyku medzi vrstvami, pretože rozloženie napätia nie je dokonale čisté šmykové (existujú aj určité ohybové napätia). Výsledky preto nie sú určené na konečné povolenia projektu ani na konštrukčné výpočty. Namiesto toho sú veľmi užitočné pre:
  • Skríning a porovnanie materiálov
  • Kontrola kvality počas výroby.
  • Monitorovanie konzistentnosti medzi jednotlivými stranami
  • Posúdenie účinkov spracovania, environmentálnych podmienok alebo poškodenia.

Nastavenie testu je nasledovné:

  • Univerzálny skúšobný stroj s trojbodovým ohýbacím prípravkom (pre podpery a zaťažovaciu stranu sú definované špecifické priemery valcov).
  • Presné meranie rozmerov vzorky, rýchlosti nakladania a podmienok prostredia.
  • Mal by sa skontrolovať spôsob porušenia: platné výsledky by mali naznačovať medzivrstvové šmykové porušenie (delamináciu) namiesto drvenia, ťahového porušenia podvrstvy alebo vybočenia.

Medzi normy úzko súvisiace s touto normou patria:

  • Štandardná skúšobná metóda ASTM D2344/D2344M pre pevnosť v krátkom nosníku polymérnych matricových kompozitných materiálov a laminátov.
  • ISO 14125 Vláknom vystužené plastové kompozity - Stanovenie ohybových vlastností.
  • EN 2562 Letecká séria - Plasty vystužené uhlíkovými vláknami - Jednosmerné lamináty - Skúška ohybom rovnobežne so smerom vlákien.
  • EN 2563 Letectvo a kozmonautika - Plasty vystužené uhlíkovými vláknami - Jednosmerné lamináty - Stanovenie zdanlivej pevnosti v šmyku medzi vrstvami.

Tento test zostáva jedným z najbežnejších a nákladovo efektívnych spôsobov hodnotenia medzivrstvových (naprieč hrúbkou) vlastností laminovaných kompozitov, najmä na účely zabezpečenia kvality.

Stručne povedané, EN ISO 14130 je medzinárodná norma, ktorá špecifikuje metódu na určenie zdanlivej medzivrstvovej pevnosti v šmyku vláknami vystužených plastových kompozitov pomocou skúšky šmykom krátkym lúčom. Táto norma sa široko používa v leteckom, automobilovom, námornom a kompozitnom priemysle na hodnotenie kvality spoja medzi vrstvami laminátu.

Primárnym účelom normy EN ISO 14130 je merať odolnosť laminovaných kompozitných materiálov voči medzivrstvovému šmykovému porušeniu. V kompozitoch vystužených vláknami dochádza k porušeniu zvyčajne medzi vrstvami (delaminácia), nie v samotných vláknach. Táto skúška poskytuje rýchlu metódu na vyhodnotenie:

  • Pevnosť medzivrstvovej väzby
  • Kvalita výroby laminátu
  • Účinky živicových systémov
  • Vplyv výrobných chýb

Keďže testovaná vzorka je relatívne malá, metóda je užitočná na kontrolu kvality a porovnávanie materiálov.

Táto norma využíva trojbodovú ohybovú konfiguráciu s veľmi krátkou dĺžkou rozpätia. Keď je nosník zaťažený, rozloženie napätia spôsobuje vysoké šmykové napätie medzi vrstvami laminátu, čo vedie k medzivrstvovému šmykovému lomu pred normálnym ohybovým lomom.

Norma EN ISO 14130 sa široko používa pri hodnotení nasledujúcich prvkov:

  • Kompozity z uhlíkových vlákien
  • Plasty vystužené sklenenými vláknami
  • Kompozity z aramidových vlákien
  • Termosetové a termoplastické kompozitné lamináty

Bežné oblasti použitia:

  • Letecké štruktúry
  • Kompozitné komponenty pre automobily
  • Lopatky veterných turbín
  • Námorné kompozitné konštrukcie
  • športové vybavenie

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 EN ISO 14130.

WhatsApp