ISO 527-4 растягивающие свойства изотропного и ортотропногоВолокно-Вочленные пластиковые композиты

Как выполнить испытание на растяжение на композитных материалах в соответствии с ISO 527-4

ISO 527-4 является международным стандартом тестирования для определения растягивающих свойствволокно-Вочленные пластиковые композиты. ISO 527-4 охватывает условия испытания на изотропные и ортотропные неокушерские композиты и относится к ISO 527-1. Это руководство предназначено для того, чтобы познакомить вас с основными элементами испытания на растяжение ISO 527-4, включая обзор оборудования, программного обеспечения и необходимых образцов. Тем не менее, любой, кто планирует провести тестирование в ISO 527-4, не должен рассматривать это руководство адекватной заменой для чтения всего стандарта.

Что имеет мера ISO 527-4?

Тест ISO 527-4 выполняется путем применения растягивающей силы к образцу и измерения различных свойств образца под напряжением. Он проводится на универсальной тестовой машине (также называемой машиной для испытаний на растяжение) при фиксированной скорости перекрестки, которая зависит от геометрии образца и выбранного типа теста. ISO 527-4 измеряет следующие растягивающие свойства:

Соотношение Пуассона - отношение изменения в поперечном к осевом штамме между 0,05% и 0,25% штамма

Модуль эластичности - наклон отклика напряжения/деформации образца, обычно определяемый между 0,05% и 0,25%.

Напряжение на растяжение при прочности растягивания - напряжение растягивания, соответствующее прочности растяжения

Прочность на растяжение - максимальное напряжение, применяемое во время теста (обычно напряжение при разрыве)

ISO 527-4 правильным стандартом для вас?

Для полной характеристики анизотропных и гетерогенных композитных материалов требуется широкий спектр различных тестов. ISO 527-4 является одним из самых основных тестов, проведенных на композитных материалах, и широко используется для оценки, квалификации и сертификации их растягивающих свойств. ISO 527-4 может использоваться для композитов как с непрерывными, так и прерывистымиволокноподкрепление, в то время как ISO 527-5 предназначено для тестирования однонаправленного непрерывноговолокнокомпозиты. Пластмассы, усиленные частицами или короткимволокнаможет быть проверен в ISO 527-2. Предварительно сконфигурированные методы испытаний для всех этих стандартов, наряду со многими другими, можно найти вКасонS.Универсальное программное обеспечение для тестирования.

Образцы

ISO 527-4 определяет три типа испытательного образца.

Образцы типа 1BформованТип «собака» подходит для тестирования короткоговолокноУсиленные материалы с термопластичной матрицей.

Образцы типа 2 прямоугольные с постоянным поперечным сечением и подходят для непрерывного тестированияволокноМатериалы с термосеткой и термопластичными матрицами. Образцы типа 3 аналогичны образцам типа 2 с добавлением вкладок в конце, которые распространены в композитном тестировании, чтобы предотвратить повреждение образца.

Измерение образца

Все образцы должны быть измерены перед тестированием в соответствии с ISO 16012 или ISO 23529. Наиболее типичныемикрометрыдолжно быть подходящим для выполнения этих измерений. Чтобы тестовая система показала измерения напряжений, а не просто измерения силы, операторам будет предложено ввести площадь поперечного сечения (толщина и ширина) образца, поскольку напряжение рассчитывается путем деления приложенной силы на площадь поперечного сечения образца (это показано в единицах PSI, PA, KPA,Средний балл, и т. д). В то время как толщина и ширина жестких образцов требуют различной точности измерения, это обычно использует одно и то же измерительное устройство для обоих. Либо цилиндрический, или прямоугольныймикрометрСоветы могут быть использованы, предполагая, что они соответствуют размерам, необходимым ISO 16012.

Функция устройства измерения автоматического образца в Universal позволяет операторам подключать до двух устройств (микрометрыилисуппорты) в программное обеспечение для тестирования. Данные измерения будут загружены непосредственно в программное обеспечение для тестирования, устраняя вероятность ошибок ввода и повышение эффективности тестирования.

Система тестирования материалов

ISO 527-4 может быть выполнен на столешнике или модели пола универсальным тестированием. 100 или 250кНСистема обычно требуется при тестировании углеродаволокнокомпозиты, хотя и 30кНили 50кНСистема моделей таблицы может быть достаточно для тестирования стеклаволокнокомпозиты.

Измерение деформации

Ряд различных устройств доступны для измерения деформации во время тестирования ISO 527-4. При использовании с подходящим прибором датчики деформации электрического сопротивления обеспечивают метод определения деформации ниже активной площади (обычно несколько мм²) датчика. Деформационные датчики обычно состоят из тонкой металлической сетки фольги на органической поддержке и могут использоваться для тестирования при широком диапазоне температур от криогенного до более 200 ° C. Деформационные датчики требуют кондиционирования, чтобы генерировать полезный электрический сигнал, и доступен простой в использовании адаптер со стандартной электроникой тестовой машины.

Диапазон вариантов экстензометра также доступен в зависимости от потребностей вашей лаборатории. Самый простой тип-это устройство, которое должно быть обрезано непосредственно на образец в начале каждого теста и удаляется до разрыва образца. Экстензометр серии с фиксированной даткой 2630 подходит для измерения осевой деформации. Для испытаний доступен биосский экстензометр, который требует измерения как осевой, так и поперечной деформации для определения соотношения Пуассона.

Экстензометр, который автоматически присоединяется к образцу без помех оператором тестирования. Это полезно в лабораториях с высокой пропускной способностью, так как это устраняет трудоемкую потребность в ручной манипуляции оператором, а также обеспечивает более последовательное размещение на большом количестве образцов. Последовательное размещение приводит к более повторяемым значениям модуля.

Композитные материалы часто предназначены для использования в аэрокосмической промышленности и, следовательно, должны быть устойчивыми к экстремальным температурным условиям. Чтобы имитировать эти условия, тесты ISO 527-4 могут быть выполнены внутри температурной камеры, где LN2 или CO2 используются для нагрева или охлаждения камеры до специфичных для применения температур. Деформационные датчики или зажима на экстенсенметрах могут быть использованы до максимальной температуры 200 ° C. Также можно использовать бесконтактный усовершенствованный видеопросензометр, который имеет преимущество в том, что он помещается за пределы температурной камеры. AVE2 физически не касается образца и, следовательно, не нужно удалять из образца перед сбоем. Это устраняет необходимость в тестовом операторе открыть и закрыть дверь камеры во время тестирования.

Тестовая камера

Температурные камеры используют конвекцию принудительного воздуха и резистивные элементы нагрева для достижения высоких температур и жидкого азота или охлаждения диоксида углерода для достижения низких температур. Диапазон каменных камер окружающей среды обеспечивает обширные возможности тестирования температуры для оценки свойств материала в условиях, не являющихся ямками. Полный спектр дополнительных ручек,пульодыи разгромеры доступны.

Контроль теста

Испытания ISO 527-4 проводятся с постоянной скоростью перекрестки. Предписанная скорость теста зависит от типа образца и типа выполняемого тестирования. Например, тесты, проводимые для обычного контроля качества, могут выполняться на более высоких скоростях (5 и 10 мм/мин), чем те, которые используются для квалификации (2 мм/мин).

Расчеты и результаты

При представлении результатов теста важно убедиться, что термины измерения должным образом определены для обеспечения соответствия ISO 527-4 и облегчить сравнение данных между различными лабораториями.

Растяжение напряжения/прочности растягивания: растягивающее напряжение определяется путем деления силы на данную точку на среднюю площадь образца. Прочность на растяжение образца является максимальным растягивающим напряжением, достигнутым до разрушения.

Растяжение деформации/деформация растяжения при разрушении: деформация растяжения - это инженерная деформация, измеренная с помощью устройства измерения деформации (датчик деформации или экстензометр). Напряжение разрыва растягивания - это деформация, соответствующая прочности растягивания.

Модуль: модуль определяется как наклон отклика напряжений от деформации между 0,05% до 0,25%, если в спецификации материала не указаны альтернативные значения. Поскольку расчет модуля начинается при штамме 0,05%, чрезвычайно важно, чтобы соответствующие предварительные стрессы применялись к материалу для удаления любых провисаний или сил сжатия, вызванных захватом образца. Он не должен превышать штамм 0,05% или 1% от прочности растяжения материала.

Коэффициент Пуассона: соотношение Пуассона определяется путем принятия соотношения изменения поперечного деформации к изменению осевого деформации в том же диапазоне осевых деформаций, используемой для определения модуля (от 0,05% до 0,25%).