EN ISO 14130 Fiberförstärkta plastkompositer - Bestämning av skjuvhållfasthet mellan lager med kortbalksmetod

EN ISO 14130 Fiberförstärkta plastkompositer - Bestämning av skjuvhållfasthet mellan lager med kortbalksmetod

Standarden ”EN ISO 14130 Fiberförstärkta plastkompositer - Bestämning av skjuvhållfasthet mellan lager med kortbalksmetod”, utvecklad av Internationella standardiseringsorganisationen (ISO) och senare publicerad som en europeisk standard inom ramen för harmoniseringsarbetet, beskriver ett förfarande för att bestämma den skjuvhållfastheten mellan lager hos fiberförstärkta plastkompositer med kortbalksmetoden. Denna metod är lämplig för användning i fiberförstärkta plastkompositer med härdplast- eller termoplastmatriser, så länge som skjuvbrott mellan lager uppnås.

EN ISO 14130 Fiberförstärkta plastkompositer - Bestämning av skjuvhållfasthet mellan lager med kortbalksmetod

Vid användning av andra material än asymmetriska och obalanserade laminerade material kan resultaten påverkas av olika faktorer såsom töjning/böjning och vridning. Denna metod är inte lämplig för att bestämma designparametrar, men den kan användas för screening av material eller som ett kvalitetskontrolltest.

I princip utsätts en stång med rektangulärt tvärsnitt för böjning likt en enkel balk, vilket resulterar i skjuvbrott mellan lagren. Stången vilar på två stöd, och lasten appliceras via ett lastelement som är placerat mitt emellan stöden.

Detta test liknar till sin natur trepunktsbelastningsmetoden (ISO 14125-standarden) som används för att bestämma plasters böjegenskaper. Emellertid används ett mindre förhållande mellan testspann och provtjocklek för att öka skjuvspänningsnivån i förhållande till böjspänningen i testprovet för att främja skjuvbrott mellan lagren.

Det betonas att det erhållna resultatet inte är ett absolut värde. Därför används termen "skenbar skjuvhållfasthet mellan lager" för att beskriva den uppmätta kvantiteten. Testresultat erhållna från prover av olika storlekar eller prover testade under olika förhållanden är inte direkt jämförbara.

EN ISO 14130-standarden tillhör en serie testmetoder för fiberförstärkta plastkompositer som används i stor utsträckning inom industrier som flyg- och rymdindustrin, fordonsindustrin, marinindustrin, vindkraft och sportutrustning.

Denna standard definierar ett standardiserat förfarande för att bestämma den synbara skjuvhållfastheten mellan lager (skjuvhållfasthet mellan lager) hos fiberförstärkta plastkompositer med hjälp av skjuvprovning med kort balk (även känt som kortbalksmetod eller trepunktsböjningsprov med kort spann).

Detta test skapar skjuvspänningar genom att applicera en last i en trepunktsböjningskonfiguration med ett avsiktligt kort stödgap mellan lagren (laminaten) i kompositmaterialet. Denna konfiguration främjar brott genom mellanlagerskjuvning snarare än böjning (vridning) eller kompression av de yttre fibrerna.

De viktigaste egenskaperna hos denna metod är följande:

  • Princip: Ett litet rektangulärt balkprov (utskuret från laminerad platta) placeras på två stöd och belastas med en central lastände tills brott uppstår.
  • Provgeometri: Det typiska förhållandet mellan spännvidd och tjocklek är lågt (ungefär 4:1 till 5:1), vilket maximerar skjuvspänningen i förhållande till böjspänningen.
  • Tillämpliga material: Fiberförstärkta plaster med härdplast- eller termoplastmatriser (t.ex. glasfiber/epoxi, kolfiber/epoxi, aramidkompositer).
  • Beräknat värde: Den skenbara skjuvhållfastheten mellan lagren beräknas med hjälp av formeln som anges i standarden (detta är den klassiska balkteorin för maximal skjuvspänning i en kort balk).
  • Viktig anmärkning: Det erhållna värdet kallas skjuvhållfasthet mellan lagren eftersom spänningsfördelningen inte är helt ren skjuvning (det finns även vissa böjspänningar). Resultaten är därför inte avsedda för slutliga konstruktionstillstånd eller strukturella beräkningar. Istället är de mycket användbara för:
  • Materialgranskning och jämförelse
  • Kvalitetskontroll under produktionen.
  • Övervakning av konsekvens från parti till parti
  • Bedömning av effekterna av bearbetning, miljökonditionering eller skador.

Testuppställningen är som följer:

  • Universell testmaskin med trepunktsböjningsfixtur (specifika cylinderdiametrar definieras för stöden och laständen).
  • Noggrann mätning av provdimensioner, lastningshastighet och miljöförhållanden.
  • Brottmoden bör kontrolleras: giltiga resultat bör indikera skjuvbrott (delaminering) mellan lagret istället för krossning, dragbrott i underlagret eller buckling.

Standarder som är nära besläktade med denna standard inkluderar:

  • ASTM D2344/D2344M Standardtestmetod för kortstrålningshållfasthet hos polymermatriskompositmaterial och laminat.
  • ISO 14125 Fiberförstärkta plastkompositer - Bestämning av böjegenskaper.
  • EN 2562 Flygserien - Kolfiberförstärkta plaster - Enriktade laminat - Böjprovning parallellt med fiberriktningen.
  • EN 2563 Flyg- och rymdserie - Kolfiberförstärkta plaster - Enriktade laminat - Bestämning av skjuvhållfasthet mellan lager.

Detta test är fortfarande ett av de vanligaste och mest kostnadseffektiva sätten att utvärdera mellanskiktets (över tjockleken) prestanda hos laminerade kompositer, särskilt för kvalitetssäkringsändamål.

Kortfattat är EN ISO 14130 en internationell standard som specificerar en metod för att bestämma den synbara skjuvhållfastheten mellan lager hos fiberförstärkta plastkompositer med hjälp av kortbalksskjuvprovning. Denna standard används ofta inom flyg-, fordons-, marin- och strukturkompositindustrin för att utvärdera bindningskvaliteten mellan laminatlager.

Det primära syftet med EN ISO 14130-standarden är att mäta motståndskraften hos laminerade kompositmaterial mot skjuvbrott mellan lagren. I fiberförstärkta kompositer uppstår brott vanligtvis mellan lagren (delaminering), inte i själva fibrerna. Detta test ger en snabb metod för att utvärdera:

  • Bindningsstyrka mellan lagren
  • Kvaliteten på laminattillverkningen
  • Effekter av hartssystem
  • Effekten av tillverkningsfel

Eftersom testprovet är relativt litet är metoden användbar för kvalitetskontroll och materialjämförelse.

Denna standard använder en trepunktsböjningskonfiguration med en mycket kort spännvidd. När balken belastas orsakar spänningsfördelningen hög skjuvspänning mellan laminatlagren, vilket leder till skjuvbrott mellan lagren före normalt böjbrott.

Standarden EN ISO 14130 används ofta vid utvärdering av följande:

  • Kolfiberkompositer
  • Glasfiberförstärkta plaster
  • Aramidfiberkompositer
  • Härdplast- och termoplastkompositlaminat

Vanliga tillämpningssektorer:

  • Flygstrukturer
  • Bilkompositkomponenter
  • Vindkraftverksblad
  • Marina kompositstrukturer
  • sportutrustning

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 standarden EN ISO 14130.

WhatsApp