EN ISO 14125 Fiberförstärkta plastkompositer - Bestämning av böjningsegenskaper

EN ISO 14125 Fiberförstärkta plastkompositer - Bestämning av böjningsegenskaper

Standarden ”EN ISO 14125 Fiberförstärkta plastkompositer – Bestämning av böjegenskaper”, utvecklad av Internationella standardiseringsorganisationen (ISO) och senare publicerad som en europeisk standard inom ramen för harmoniseringsarbetet, beskriver en metod för att bestämma böjegenskaperna hos fiberförstärkta plastkompositer under trepunktsbelastning (Metod A) och fyrpunktsbelastning (Metod B). Standardprovkroppar definieras, men parametrar för alternativa provstorlekar läggs till för användning där så är lämpligt. Denna standard inkluderar också ett intervall av provhastigheter.

EN ISO 14125 Fiberförstärkta plastkompositer - Bestämning av böjningsegenskaper

Denna metod är inte lämplig för att bestämma konstruktionsparametrar, men den kan användas för screening av material eller som ett kvalitetskontrolltest. Till exempel är böjmodulen helt enkelt ett lämpligt värde på draghållfasthetsmodulen eftersom testet inte avser den ytterligare nedböjningen på grund av skjuvspänning som leder till ett lägre böjmodulvärde, utan använder förhållanden mellan testöppning och provtjocklek som minimerar denna effekt. Skillnader mellan draghållfasthets- och böjegenskaper uppstår också från materialets struktur och skiktning.

Denna metod är lämplig för fiberförstärkta termoplaster och härdplastkompositer. Oförstärkta och partikelfyllda plaster, såväl som korta (dvs. mindre än 1 mm) fiberförstärkta plaster, omfattas av ISO 178.

Denna metod utförs med hjälp av prover bearbetade från mittsektionen av ett standardiserat multifunktionellt testprov som kan gjutas till valda dimensioner (ISO 3167-standarden), eller prover bearbetade från halvfabrikat eller färdiga produkter såsom formar eller laminat.

Denna metod anger de föredragna dimensionerna för provet. Tester som utförs på prover med olika dimensioner eller prover som framställts under olika förhållanden kan ge ojämförliga resultat. Andra faktorer, såsom testhastighet och provkonditionering, kan också påverka resultaten. För material som inte är homogena längs tvärsnittet eller ovanför den linjära elastiska responszonen är resultatet endast giltigt för den tjocklek och struktur som testas. Därför måste dessa faktorer noggrant kontrolleras och registreras när jämförande data behövs.

EN ISO 14125 är baserad på ISO 178 men behandlar specifikt fiberförstärkta plastkompositer. Därför behåller den de tillämpliga testförhållandena för glasfiberförstärkta system. Testförhållandena har utökats enligt ISO 178 för att omfatta både trepunkts- (metod A) och fyrpunkts- (metod B) belastningsgeometrier, samt förhållanden för kompositer baserade på nyare fibrer såsom kol- och aramidfibrer.

I princip böjs provkroppen, som bärs upp av en balk, med konstant hastighet tills provkroppen brister eller deformationen når ett förutbestämt värde. Under denna process mäts den kraft som appliceras på provkroppen och böjningen.

Denna metod används för att studera böjningsbeteendet hos provkroppar och för att bestämma böjhållfasthet, böjmodul och andra aspekter av böjspännings-/töjningsförhållandet under definierade förhållanden. Den är tillämpbar på en fritt upplagd balk belastad med tre- eller fyrpunktsböjning. Testgeometrin är vald för att begränsa skjuvdeformation och förhindra skjuvbrott mellan lager.

Fyrpunktsgeometrin ger ett konstant böjmoment mellan de centrala lastelementen. De tryckkontaktspänningar som uppstår från två centrala lastelement är lägre jämfört med de spänningar som genereras under ett enda lastelement i ett trepunktsprov. Fyrpunktsgeometrin är vald så att det centrala spännvidden är lika med en tredjedel av det yttre spännvidden. Eftersom avståndet mellan de yttre stödpunkterna är detsamma som i motsvarande trepunktsbelastningsfall kan samma provexemplar användas.

Kortfattat är EN ISO 14125 en internationell standard som definierar metoder för att bestämma böjegenskaperna (böjhållfasthet och modul) hos fiberförstärkta plastkompositer. Denna standard gäller både enriktade och flerriktade fiberförstärkta härdplast- och termoplastkompositer, inklusive laminat, gjutna ark och pultruderingsprofiler.

Böjningsprovning (trepunkts- eller fyrpunktsböjning) är en av de vanligaste mekaniska provningarna på kompositer eftersom,

  • Jämfört med dragprovning av material med hög hårdhet är det relativt enkelt och billigt.
  • Den utsätter provet för en kombination av drag-, tryck- och skjuvkrafter, vilket simulerar verklig belastning i många strukturella tillämpningar (såsom balkar och paneler).
  • Den avslöjar skillnaderna i beteende mellan materialets drag- och trycksidor (viktigt för asymmetriska eller sandwichkompositer).

Standarden EN ISO 14125 omfattar kompositer förstärkta med glasfiber, kolfiber, aramidfiber eller andra fibrer enligt följande:

  • Envägslaminat
  • Dubbelsidiga tyger
  • Slumpmässigt orienterade mattor eller skurna fibermattor
  • Hybridtillskott
  • Härdplast- och termoplastmatriser

Denna standard utesluter uttryckligen tjockkärniga sandwichstrukturer (dessa omfattas av ISO 14125 endast för ytor, eller av separata standarder som ISO 1922 eller ASTM C393 för hela sandwichen).

Standarden EN ISO 14125 definierar tre klasser av testmetoder beroende på förväntat felläge och provets geometri:

  • Klass I Trepunktsbockning: Förhållande mellan spännvidd och tjocklek för stöd, 16 plus/minus 1:1. Typisk tillämpning: tunna prover, allmänt bruk.
  • Klass II Trepunktsbockning: Förhållande mellan spännvidd och tjocklek för stöd, 40 plus/minus 1:1. Typisk tillämpning: högre skjuvnoggrannhet, tjockare prover.
  • Klass III Fyrpunktsbockning: Stödets spännvidd/tjockleksförhållande, 1/4 punktsbelastning, spännvidd 40:1. Typisk tillämpning: ren böjning (minimerade skjuveffekter).
  • Klass IV Fyrpunktsbockning: Stödets spännvidd/tjockleksförhållande, 1/3 punktbelastning (valfritt). Typisk tillämpning: alternativ ren böjningskonfiguration (används sällan).

Klass I är den vanligaste. Klass II väljs när materialets tvärgående skjuvstyvhet är låg (t.ex. tjocka laminat eller matriser med låg modul). Klasserna III och IV ger en närmare approximation av den verkliga drag-/tryckmodulen vid böjning genom att eliminera det mesta av skjuveffekten.

Vid utförande av EN ISO 14125-tester,

  • Prover konditioneras alltid enligt ISO 291-standarden (vanligtvis 23 grader Celsius och 50 % relativ luftfuktighet).
  • Om inget annat anges används en stödradie på 2 mm och en laständradie på 5 mm.
  • Den exakta platsen och typen av fel registreras, vilket är avgörande för kvalitetskontrollen.
  • För kolkompositer med hög modul ger fyrpunktsböjning (klass III) i allmänhet mer konsekventa modulvärden.
  • Om proverna är mycket tjocka (minst 15–20 mm) beaktas endast standarden EN ISO 14125 för ytorna, eller så utförs ett tryckprov (standard ISO 14126).

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 till företag i enlighet med standarden "EN ISO 14125 Fiberförstärkta plastkompositer - Bestämning av böjningsegenskaper".

WhatsApp