DIN 53293 Provning av sandwichkonstruktioner - Böjningsprovning

Standarden ”DIN 53293 Provning av sandwichkonstruktioner - Böjningsprov”, publicerad av Tyska standardiseringsinstitutet (DIN), beskriver en metod för att bestämma böjningsegenskaperna hos sandwichkompositer (sandwichpaneler). Sandwichkonstruktioner är lättviktiga kompositmaterial som består av följande komponenter:

• Två tunna, styva yttre lager (ytlager eller beläggningslager) är vanligtvis gjorda av material som glasfiberförstärkt plast, kolfiberförstärkt plast, aluminium eller stål.
• Det finns en tjockare, lättare kärna däremellan, till exempel:
• Balsaträ
• Bikakestrukturer (aluminium, papper, aramid eller plast)
• Skum (t.ex. polyuretan, PVC eller aluminiumskum)

Dessa material används ofta i industrier där ett högt hårdhets-viktförhållande är avgörande, inklusive:

• Flyg och rymd
• Fordon och järnvägsfordon
• Maritima tillämpningar
• Bygg och anläggning (t.ex. fasadpaneler, kylbilar)
• Vindenergi (rotorblad)
• Sportutrustning

Enligt standarden DIN 53293 utvärderar böjtester de grundläggande mekaniska egenskaperna hos sandwichpaneler under böjbelastning. Detta test ger data om följande:

• Böjstyvhet (böjstyvhet)
• Maximalt böjmoment eller lastbärande kapacitet före brott
• Avvikande beteende
• Fellägen (t.ex. skrynkling av ytskiktet, kärnglidningsbrott, kompressions-/spänningsbrott i ytskiktet, lagerseparation eller intryckning under belastningspunkter)

Detta test är särskilt användbart för kvalitetskontroll, materialjämförelse, konstruktionsverifiering och forskning om lättviktskonstruktioner.

Standarden DIN 53293 definierar ett fyrpunktsböjningstest. Denna konfiguration är att föredra framför trepunktsböjning för sandwichmaterial eftersom:

• Det skapar ett konstant böjmoment mellan de interna belastningspunkterna.
• Det minimerar skjuvspänningar i den centrala regionen.
• Jämfört med trepunktsinstallationer minskar det lokala effekter (intryckning) under belastningspunkterna.

Den typiska uppställningen är följande:

• Rektangulärt provexemplar (måtten definieras i standarden, vanligtvis beroende på kärnans tjocklek och förväntad nedböjning).
• Den stöds av två externa punkter.
• Den belastas symmetriskt vid två inre punkter.
• Testet utförs vanligtvis under semistatiska förhållanden tills brott eller en definierad deformationsgräns uppnås.

Resultaten inkluderar vanligtvis följande:

• Last-deformationskurva
• Skenbar böjstyvhet (ekvivalent böjstyvhet)
• Kritiska belastningsvärden
• Typ av observerad fraktur

Följande standarder är relaterade till DIN 53293-standarden:

• Den beskrivna metoden liknar, men är inte exakt densamma som, standarden ”ASTM C393 Standard testmetod för kärnskjuvegenskaper hos sandwichstrukturer genom balkböjning”.
• Relevanta böjtester för allmänna plaster eller fiberförstärkta plaster inkluderar standarderna DIN EN ISO 178 (trepunktsböjning) eller ISO 14125.
• I vissa sammanhang (t.ex. fiberförstärkta paneler) används DIN 53293 tillsammans med, eller i jämförelse med, standarderna DIN EN ISO 14125 eller EN ISO 178.

Även år efter publiceringen används DIN 53293-standarden fortfarande som referens i teknisk litteratur, testlaboratorier och produktcertifieringar, särskilt i Europa, för sandwichpaneler som används inom transport och bygg.

Kort sagt, standarden DIN 53293 innehåller en metod som används för att bestämma böjningsbeteendet hos sandwichkonstruktioner, särskilt sandwichpaneler. Denna metod tillämpas för att utvärdera styvhet, hållfasthet och brottbeteende hos sandwichkompositer under belastning.

Sandwichstrukturer består vanligtvis av tre lager:

• Överyta: Detta är det tunna och hållbara bärande lagret.
• Underyta: Ger böjmotstånd tillsammans med överytan.
• Kärna: Lätt, tjock och har vanligtvis en bikake- eller skumstruktur.

Denna design möjliggör hög böjstyvhet med låg vikt.

Syftet med denna testmetod är att fastställa följande:

• Böjhållfasthet
• Böjmodul
• Maximal lastkapacitet
• Spricktyp (ytfraktur, kärnkrossning, klyvning etc.)

Testet utförs vanligtvis med en universaltestmaskin. Testprocessen följer i huvudsak dessa steg:

• Provberedning: Rektangulära prover med specifika dimensioner framställs. Provtjocklek och kärntyp rapporteras.
• Belastningsmetod: Ett trepunkts- eller fyrpunktsböjningstest kan tillämpas. Det tillämpas på ett lastkontrollerat eller förskjutningskontrollerat sätt.
• Mätningar: Följande mått tas:
• Den pålagda kraften
• Mittpunktsförskjutning
• Maximal belastning vid brottögonblicket

Följande parametrar bestäms också:

• Böjhållfasthet: Den maximala spänningen ett material kan motstå innan brott.
• Böjstyvhet: Panelens motståndskraft mot böjning. Kärnans tjocklek påverkar detta värde avsevärt.
• Analys av skadeläge:
• Dragbrott i ytskiktet
• Vrickning på trycksidan
• Kärnskjuvbrott
• Separation av yta och kärna (delaminering)

DIN 53293 används särskilt inom följande sektorer:

• Flyg och rymd
• fordons
• marina
• Konstruktion (fasadpaneler i kompositmaterial)
• Vindkraftverksblad

Eftersom sandwichstrukturer är lätta men ändå höghållfasta system anses böjprovet som definieras i denna standard vara viktigt. Detta prov är avgörande eftersom...

• Det ger designvalidering.
• Den kontrollerar produktionens kvalitet.
• Det möjliggör materialjämförelse.
• Den tillhandahåller säkerhetskritiska data.

I många år har vår organisation, med sin kompetenta och erfarna personal, förstått sina kunders behov, tillhandahållit de avancerade testtjänster de behöver och hjälpt dem med att etablera, implementera och förbättra ledningssystem. Inom detta ramverk tillhandahåller vi även testtjänster i enlighet med DIN 53293-standarden.