มาตรฐาน EN ISO 14130 วัสดุคอมโพสิตพลาสติกเสริมใย - การหาค่าความแข็งแรงเฉือนระหว่างชั้นโดยวิธีคานสั้น

มาตรฐาน EN ISO 14130 วัสดุคอมโพสิตพลาสติกเสริมใย - การหาค่าความแข็งแรงเฉือนระหว่างชั้นโดยวิธีคานสั้น

มาตรฐาน “EN ISO 14130 วัสดุคอมโพสิตพลาสติกเสริมใย - การหาค่าความแข็งแรงเฉือนระหว่างชั้นโดยวิธีคานสั้น” ซึ่งพัฒนาโดยองค์การมาตรฐานสากล (ISO) และต่อมาเผยแพร่เป็นมาตรฐานยุโรปภายใต้ขอบเขตของความพยายามในการประสานงาน อธิบายขั้นตอนการหาค่าความแข็งแรงเฉือนระหว่างชั้นของวัสดุคอมโพสิตพลาสติกเสริมใยโดยวิธีคานสั้น วิธีนี้เหมาะสมสำหรับการใช้งานในวัสดุคอมโพสิตพลาสติกเสริมใยที่มีเมทริกซ์เทอร์โมเซตหรือเทอร์โมพลาสติก ตราบใดที่เกิดการแตกหักเฉือนระหว่างชั้น

มาตรฐาน EN ISO 14130 วัสดุคอมโพสิตพลาสติกเสริมใย - การหาค่าความแข็งแรงเฉือนระหว่างชั้นโดยวิธีคานสั้น

เมื่อใช้วัสดุอื่นนอกเหนือจากวัสดุเคลือบแบบไม่สมมาตรและไม่สมดุล ผลลัพธ์อาจได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ เช่น การยืด/การดัดงอ และการบิด วิธีนี้ไม่เหมาะสำหรับการกำหนดพารามิเตอร์การออกแบบ แต่สามารถใช้สำหรับการคัดกรองวัสดุหรือเป็นวิธีการทดสอบควบคุมคุณภาพได้

โดยหลักการแล้ว แท่งที่มีหน้าตัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าจะถูกดัดงอเหมือนคานธรรมดา ส่งผลให้เกิดการแตกร้าวแบบเฉือนระหว่างชั้น แท่งดังกล่าววางอยู่บนฐานรองรับสองจุด และแรงกระทำจะถูกส่งผ่านองค์ประกอบรับแรงที่อยู่กึ่งกลางระหว่างฐานรองรับทั้งสอง

การทดสอบนี้มีลักษณะคล้ายคลึงกับวิธีการรับน้ำหนักแบบสามจุด (มาตรฐาน ISO 14125) ที่ใช้ในการกำหนดคุณสมบัติการดัดงอของพลาสติก อย่างไรก็ตาม อัตราส่วนช่วงการทดสอบต่อความหนาของชิ้นงานทดสอบที่ต่ำกว่าจะถูกนำมาใช้ เพื่อเพิ่มระดับความเค้นเฉือนเมื่อเทียบกับความเค้นดัดงอในชิ้นงานทดสอบ เพื่อส่งเสริมให้เกิดการแตกหักเฉือนระหว่างชั้น

ควรเน้นย้ำว่าผลลัพธ์ที่ได้ไม่ใช่ค่าสัมบูรณ์ ดังนั้นจึงใช้คำว่า "ความแข็งแรงเฉือนระหว่างชั้นที่ปรากฏ" เพื่ออธิบายปริมาณที่วัดได้ ผลการทดสอบที่ได้จากตัวอย่างที่มีขนาดต่างกันหรือตัวอย่างที่ทดสอบภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกันนั้นไม่สามารถเปรียบเทียบกันได้โดยตรง

มาตรฐาน EN ISO 14130 เป็นมาตรฐานในชุดวิธีการทดสอบสำหรับวัสดุคอมโพสิตพลาสติกเสริมใย ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การบินและอวกาศ ยานยนต์ การเดินเรือ พลังงานลม และอุปกรณ์กีฬา

มาตรฐานนี้กำหนดขั้นตอนที่เป็นมาตรฐานสำหรับการหาค่าความแข็งแรงเฉือนระหว่างชั้นที่ปรากฏ (ความแข็งแรงเฉือนระหว่างชั้น) ของวัสดุคอมโพสิตพลาสติกเสริมใยโดยใช้การทดสอบเฉือนคานสั้น (หรือที่รู้จักกันในชื่อวิธีการคานสั้นหรือการทดสอบดัดสามจุดช่วงสั้น)

การทดสอบนี้สร้างความเค้นเฉือนโดยการใช้แรงกดในรูปแบบการดัดแบบสามจุด โดยมีช่องว่างรองรับที่สั้นอย่างจงใจระหว่างชั้น (ลามิเนต) ของวัสดุคอมโพสิต การจัดเรียงแบบนี้ส่งเสริมให้เกิดการแตกหักผ่านแรงเฉือนระหว่างชั้นมากกว่าการดัด (บิด) หรือการบีบอัดของเส้นใยด้านนอก

คุณลักษณะสำคัญของวิธีการนี้มีดังต่อไปนี้:

  • หลักการ: นำชิ้นงานทดสอบรูปทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาดเล็ก (ตัดจากแผ่นลามิเนต) วางบนแท่นรองรับสองข้าง และรับแรงกระทำจากปลายตรงกลางจนกระทั่งเกิดการแตกหัก
  • ตัวอย่างรูปทรงเรขาคณิต: อัตราส่วนช่วงความยาวต่อความหนาโดยทั่วไปจะต่ำ (ประมาณ 4:1 ถึง 5:1) ซึ่งจะทำให้ความเค้นเฉือนมีค่าสูงสุดเมื่อเทียบกับความเค้นดัด
  • วัสดุที่ใช้งานได้: พลาสติกเสริมใยที่มีเมทริกซ์เทอร์โมเซตหรือเทอร์โมพลาสติก (เช่น ใยแก้ว/อีพ็อกซี, ใยคาร์บอน/อีพ็อกซี, คอมโพสิตอะรามิด)
  • ค่าที่คำนวณได้: ความแข็งแรงเฉือนระหว่างชั้นที่ปรากฏจะคำนวณโดยใช้สูตรที่ระบุไว้ในมาตรฐาน (นี่คือแนวทางทฤษฎีคานแบบคลาสสิกสำหรับความเค้นเฉือนสูงสุดในคานสั้น)
  • หมายเหตุสำคัญ: ค่าที่ได้เรียกว่าค่าความแข็งแรงเฉือนระหว่างชั้นที่ปรากฏ เนื่องจากลักษณะการกระจายของความเค้นไม่ได้เป็นการเฉือนบริสุทธิ์อย่างสมบูรณ์ (ยังมีความเค้นดัดบางส่วนอยู่ด้วย) ดังนั้น ผลลัพธ์จึงไม่เหมาะสำหรับการขออนุญาตออกแบบขั้นสุดท้ายหรือการคำนวณโครงสร้าง แต่มีประโยชน์อย่างมากสำหรับ:
  • การคัดกรองและเปรียบเทียบวัสดุ
  • การควบคุมคุณภาพระหว่างกระบวนการผลิต
  • การตรวจสอบความสอดคล้องระหว่างฝ่ายต่างๆ
  • การประเมินผลกระทบจากกระบวนการแปรรูป การปรับสภาพแวดล้อม หรือความเสียหาย

การตั้งค่าการทดสอบมีดังนี้:

  • เครื่องทดสอบอเนกประสงค์พร้อมอุปกรณ์จับยึดดัดแบบสามจุด (กำหนดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของกระบอกสำหรับส่วนรองรับและส่วนรับแรงไว้โดยเฉพาะ)
  • การวัดขนาดตัวอย่าง ความเร็วในการโหลด และสภาพแวดล้อมอย่างแม่นยำ
  • ควรตรวจสอบลักษณะความเสียหาย: ผลลัพธ์ที่ถูกต้องควรบ่งชี้ถึงความเสียหายจากการเฉือนระหว่างชั้น (การแยกชั้น) แทนที่จะเป็นการบดอัด ความเสียหายจากการดึงของชั้นล่าง หรือการโก่งงอ

มาตรฐานที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับมาตรฐานนี้ ได้แก่:

  • ASTM D2344/D2344M วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับความแข็งแรงของคานสั้นของวัสดุคอมโพสิตเมทริกซ์พอลิเมอร์และวัสดุเคลือบหลายชั้น
  • ISO 14125 วัสดุคอมโพสิตพลาสติกเสริมใย - การกำหนดคุณสมบัติการดัดงอ
  • มาตรฐาน EN 2562 สำหรับงานการบิน - พลาสติกเสริมใยคาร์บอน - ลามิเนตแบบทิศทางเดียว - การทดสอบการดัดงอขนานกับทิศทางของเส้นใย
  • มาตรฐาน EN 2563 ซีรี่ส์สำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ - พลาสติกเสริมใยคาร์บอน - ลามิเนตแบบทิศทางเดียว - การหาค่าความแข็งแรงเฉือนระหว่างชั้นที่ปรากฏ

การทดสอบนี้ยังคงเป็นหนึ่งในวิธีที่พบได้บ่อยและคุ้มค่าที่สุดในการประเมินประสิทธิภาพของชั้นระหว่างกลาง (ตามแนวความหนา) ของวัสดุคอมโพสิตแบบลามิเนต โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อวัตถุประสงค์ในการประกันคุณภาพ

โดยสรุป EN ISO 14130 เป็นมาตรฐานสากลที่กำหนดวิธีการหาค่าความแข็งแรงเฉือนระหว่างชั้นที่ปรากฏของวัสดุคอมโพสิตพลาสติกเสริมใยโดยใช้การทดสอบเฉือนคานสั้น มาตรฐานนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ยานยนต์ การเดินเรือ และโครงสร้างคอมโพสิต เพื่อประเมินคุณภาพการยึดเกาะระหว่างชั้นลามิเนต

วัตถุประสงค์หลักของมาตรฐาน EN ISO 14130 คือการวัดความต้านทานของวัสดุคอมโพสิตแบบลามิเนตต่อการแตกหักจากการเฉือนระหว่างชั้น ในวัสดุคอมโพสิตเสริมใย การแตกหักมักเกิดขึ้นระหว่างชั้น (การแยกชั้น) ไม่ใช่ที่เส้นใยเอง การทดสอบนี้เป็นวิธีการประเมินอย่างรวดเร็วในด้านต่างๆ ดังนี้:

  • ความแข็งแรงของพันธะระหว่างชั้น
  • คุณภาพการผลิตลามิเนต
  • ผลกระทบของระบบเรซิน
  • ผลกระทบจากข้อบกพร่องในการผลิต

เนื่องจากตัวอย่างทดสอบมีขนาดค่อนข้างเล็ก วิธีนี้จึงมีประโยชน์สำหรับการควบคุมคุณภาพและการเปรียบเทียบวัสดุ

มาตรฐานนี้ใช้การดัดแบบสามจุดโดยมีช่วงความยาวสั้นมาก เมื่อคานรับน้ำหนัก การกระจายความเค้นจะทำให้เกิดความเค้นเฉือนสูงระหว่างชั้นลามิเนต ส่งผลให้เกิดการแตกหักแบบเฉือนระหว่างชั้นก่อนการแตกหักแบบดัดปกติ

มาตรฐาน EN ISO 14130 ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการประเมินในด้านต่างๆ ดังต่อไปนี้:

  • วัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์
  • พลาสติกเสริมใยแก้ว
  • วัสดุคอมโพสิตเส้นใยอะรามิด
  • ลามิเนตคอมโพสิตเทอร์โมเซตและเทอร์โมพลาสติก

ภาคส่วนการใช้งานทั่วไป:

  • โครงสร้างการบิน
  • ชิ้นส่วนคอมโพสิตสำหรับยานยนต์
  • ใบพัดกังหันลม
  • โครงสร้างคอมโพสิตทางทะเล
  • อุปกรณ์กีฬา

เป็นเวลานานหลายปีที่องค์กรของเรา ด้วยทีมงานที่มีความสามารถและประสบการณ์ ได้เข้าใจถึงความต้องการของลูกค้า ให้บริการทดสอบขั้นสูงที่พวกเขาต้องการ และช่วยเหลือพวกเขาในการจัดตั้ง การนำไปใช้ และการปรับปรุงระบบการจัดการ ภายใต้กรอบนี้ เรายังให้บริการทดสอบตามมาตรฐาน EN ISO 14130 อีกด้วย

WhatsApp