ISO 527-4 خواص کششی ایزوتروپیک و ارتوتروپیکفیبرکامپوزیت های پلاستیکی تقویت شده

نحوه انجام آزمایش کششی روی مواد کامپوزیت مطابق با ISO 527-4

ISO 527-4 یک استاندارد آزمایش بین المللی برای تعیین خصوصیات کششی استفیبرکامپوزیت های پلاستیکی تقویت شده. ISO 527-4 شرایط تست را برای کامپوزیت های ایزوتروپیک و ارتوتروپیک غیر منحنی در پوشش می دهد و به ISO 527-1 اشاره دارد. این راهنما به منظور آشنایی شما با عناصر اصلی آزمایش کششی ISO 527-4 ، از جمله نمای کلی از تجهیزات ، نرم افزار و نمونه های مورد نیاز ، طراحی شده است. با این حال ، هرکسی که قصد دارد آزمایش را به ISO 527-4 انجام دهد ، نباید این راهنما را جایگزین کافی برای خواندن استاندارد کامل در نظر بگیرد.

ISO 527-4 چقدر اندازه گیری می کند؟

آزمایش ISO 527-4 با استفاده از نیروی کششی به یک نمونه و اندازه گیری خواص مختلف نمونه تحت استرس انجام می شود. این دستگاه بر روی یک دستگاه تست جهانی (که به آن یک دستگاه تست کششی نیز گفته می شود) با سرعت عبور ثابت انجام می شود که به هندسه نمونه و نوع تست انتخاب شده بستگی دارد. ISO 527-4 خصوصیات کششی زیر را اندازه گیری می کند:

نسبت پواسون - نسبت تغییر در فشار عرضی به محوری بین 0.05 ٪ و 0.25 ٪ کرنش

مدول خاصیت ارتجاعی - شیب پاسخ استرس/کرنش نمونه ، معمولاً بین 0.05 ٪ و 0.25 ٪ کرنش تعیین می شود

فشار کششی در استحکام کششی - فشار کششی مربوط به مقاومت کششی

استحکام کششی - حداکثر استرس اعمال شده در طول آزمایش (معمولاً استرس در زمان استراحت)

آیا ISO 527-4 استاندارد مناسب برای شماست؟

به منظور توصیف کامل مواد کامپوزیت ناهمسانگرد و ناهمگن ، طیف گسترده ای از آزمایشات مختلف مورد نیاز است. ISO 527-4 یکی از ابتدایی ترین تست های انجام شده بر روی مواد کامپوزیت است و به طور گسترده برای ارزیابی ، واجد شرایط بودن و تأیید خصوصیات کششی آنها استفاده می شود. ISO 527-4 می تواند برای کامپوزیت ها با هر دو مداوم و ناپیوسته استفاده شودفیبرتقویت کننده ها ، در حالی که ISO 527-5 برای آزمایش مداوم یک طرفه در نظر گرفته شده استفیبرکامپوزیت ها پلاستیک تقویت شده توسط ذرات یا کوتاهالیافمی توان به ISO 527-2 آزمایش کرد. روشهای آزمایش از پیش تنظیم شده برای همه این استانداردها ، همراه با بسیاری موارد دیگر ، می توانید درکاسون'sنرم افزار تست جهانی.

نمونه ها

ISO 527-4 سه نوع نمونه آزمایش را تعریف می کند.

نمونه های نوع 1b یک هستندقالب دارنوع "سگ سگ" مناسب برای آزمایش کوتاه استفیبرمواد تقویت شده با ماتریس ترموپلاستیک.

نمونه های نوع 2 مستطیل شکل با یک مقطع ثابت هستند و برای آزمایش مداوم مناسب هستندفیبرمواد با ماتریس ترموست و ترموپلاستیک. نمونه های نوع 3 شبیه به نمونه های نوع 2 با افزودن زبانه های انتهایی هستند که در آزمایش کامپوزیت متداول هستند تا از آسیب دیدن نمونه در اثر دستگیره جلوگیری شود.

اندازه گیری نمونه

تمام نمونه ها باید قبل از آزمایش مطابق با ISO 16012 یا ISO 23529 اندازه گیری شوند.میکرومترباید برای انجام این اندازه گیری ها مناسب باشد. برای اینکه سیستم آزمایش به جای اندازه گیری های فقط اندازه گیری ، اندازه گیری استرس را نشان دهد ، از اپراتورها خواسته می شود که سطح مقطع (ضخامت و عرض) نمونه را وارد کنند ، زیرا استرس با تقسیم نیروی کاربردی توسط منطقه مقطع نمونه محاسبه می شود (این در واحدهای PSI ، PA ، KPA ، نشان داده شده است.معدلو غیره). در حالی که ضخامت و عرض نمونه های سفت و سخت به دقت اندازه گیری متفاوتی نیاز دارد ، استفاده از همان دستگاه اندازه گیری یکسان برای هر دو معمول است. یا استوانه ای یا مستطیلمیکرومتربا فرض اینکه آنها ابعاد مورد نیاز ISO 16012 را برآورده می کنند ، می توان از نکات استفاده کرد.

ویژگی خودکار اندازه گیری نمونه خودکار در Universal به اپراتورها اجازه می دهد تا حداکثر دو دستگاه را به هم وصل کنند (میکرومتریاکاله کننده) به نرم افزار تست. داده های اندازه گیری مستقیماً در نرم افزار تست بارگذاری می شوند و احتمال خطاهای ورودی و افزایش راندمان آزمایش را از بین می برد.

سیستم آزمایش مواد

ISO 527-4 ممکن است در یک میز تست جهانی مدل بالا یا طبقه طبقه انجام شود. 100 یا 250خندقسیستم معمولاً هنگام آزمایش کربن مورد نیاز استفیبرکامپوزیت ها ، اگرچه 30خندقیا 50خندقسیستم مدل جدول ممکن است برای آزمایش شیشه کافی باشدفیبرکامپوزیت ها

اندازه گیری فشار

تعدادی از دستگاه های مختلف برای اندازه گیری فشار در طی آزمایش ISO 527-4 در دسترس هستند. هنگامی که با ابزار دقیق استفاده می شود ، سنجهای مقاومت الکتریکی پیوند شده روشی برای تعیین کرنش در زیر ناحیه فعال (به طور معمول چند میلی متر مربع) از سنج را ارائه می دهند. سنجهای کرنش معمولاً از یک شبکه فویل فلزی نازک روی پشتی آلی تشکیل شده است و می تواند برای آزمایش در طیف گسترده ای از دما از کرایوژنیک تا بیش از 200 درجه سانتیگراد استفاده شود. سنجهای کرنش به منظور تولید یک سیگنال الکتریکی مفید نیاز به تهویه دارند و یک آداپتور آسان برای کاربرد با الکترونیک استاندارد یک دستگاه آزمایش در دسترس است.

بسته به نیاز آزمایشگاه شما ، طیف وسیعی از گزینه های اکستنسومتر نیز موجود است. ساده ترین نوع یک دستگاه کلیپ است که باید در ابتدای هر تست مستقیماً روی نمونه بریزید و قبل از شکستن نمونه برداشته شود. طول سنج ثابت 2630 Series Clip-on Extensometer برای اندازه گیری کرنش محوری مناسب است. برای آزمایش هایی که نیاز به اندازه گیری هر دو فشار محوری و عرضی برای تعیین نسبت پواسون دارند ، یک اکستنومتر کلیپ دو محوره در دسترس است.

اکستنسومتر که به طور خودکار بدون تداخل توسط اپراتور آزمون به نمونه وصل می شود. این در آزمایشگاه هایی با نیازهای توان بالا مفید است ، زیرا نیاز وقت گیر برای دستکاری دستی توسط اپراتور را از بین می برد و همچنین در تعداد زیادی نمونه ، قرار دادن سازگار تر را فراهم می کند. قرارگیری مداوم منجر به مقادیر مدول قابل تکرار می شود.

مواد کامپوزیت غالباً برای استفاده در صنعت هوافضا مقاوم هستند و بنابراین باید در برابر شرایط شدید دمای مقاوم باشند. برای شبیه سازی این شرایط ، آزمایش های ISO 527-4 را می توان در داخل یک محفظه دما انجام داد که در آن از LN2 یا CO2 برای گرم کردن یا خنک کردن محفظه برای دمای خاص استفاده می شود. سنجهای کرنش یا اکستنومتر کلیپ می توانند تا حداکثر دمای 200 درجه سانتیگراد استفاده شوند. همچنین می توان از یک اکستانسومتر ویدیویی پیشرفته و تصویری پیشرفته نیز استفاده کرد که این مزیت را دارد که در خارج از محفظه دما قرار می گیرد. AVE2 از نظر جسمی نمونه را لمس نمی کند و بنابراین نیازی به حذف از نمونه قبل از خرابی نیست. این امر نیاز به اپراتور آزمون را برای باز و بستن درب محفظه در حین آزمایش از بین می برد.

محفظه آزمایشی

محفظه های دما برای دستیابی به دمای زیاد و خنک کننده نیتروژن یا دی اکسید کربن برای دستیابی به دمای پایین از همرفت هوا اجباری و عناصر گرمایش مقاومت استفاده می کنند. طیف وسیعی از محفظه های محیطی کاسون قابلیت آزمایش دما گسترده را برای ارزیابی خواص مواد در شرایط آزمایش غیر آمبینی فراهم می کند. طیف کاملی از مکمل های مکمل ،قلهو extensometers در دسترس است.

کنترل

تست های ISO 527-4 با سرعت چهارراه ثابت انجام می شود. سرعت آزمایش تجویز شده به نوع نمونه و نوع آزمایش انجام شده بستگی دارد. به عنوان مثال ، تست هایی که برای کنترل کیفیت روتین انجام می شود می توانند با سرعت بیشتری (5 و 10 میلی متر در دقیقه) نسبت به آنهایی که برای صلاحیت استفاده می شوند (2 میلی متر در دقیقه) انجام شود.

محاسبات و نتایج

هنگام ارائه نتایج آزمون ، اطمینان از تعریف صحیح شرایط اندازه گیری به منظور اطمینان از انطباق با ISO 527-4 و تسهیل مقایسه داده ها بین آزمایشگاه های مختلف مهم است.

استرس کششی/استحکام کششی: استرس کششی با تقسیم نیرو در یک نقطه معین توسط منطقه نمونه متوسط ​​تعیین می شود. مقاومت کششی یک نمونه حداکثر استرس کششی است که قبل از خرابی حاصل می شود.

کرنش کششی/فشار کششی در هنگام خرابی: فشار کششی فشار مهندسی است که توسط دستگاه اندازه گیری کرنش (سنج کرنش یا اکستنسومتر) اندازه گیری می شود. فشار خرابی کششی کرنش مربوط به مقاومت کششی است.

مدول: مدول به عنوان شیب پاسخ استرس فشار بین 0.05 ٪ و 0.25 ٪ کرنش تعریف شده است ، مگر اینکه مقادیر جایگزین در مشخصات مواد ارائه شود. از آنجا که محاسبه مدول از 0.05 ٪ کرنش شروع می شود ، بسیار مهم است که از پیش از استرسرهای مناسب روی مواد استفاده شود تا هرگونه نیروهای فشرده یا فشاری ناشی از گرفتن نمونه را از بین ببرد. نباید از 0.05 ٪ کرنش یا 1 ٪ از مقاومت کششی مواد تجاوز کند.

نسبت پواسون: نسبت پواسون با استفاده از نسبت تغییر در کرنش عرضی به تغییر در کرنش محوری نسبت به همان محدوده کرنش محوری که برای تعیین مدول استفاده می شود (0.05 ٪ تا 0.25 ٪) تعیین می شود.

ISO 527-4ISO 527-4ISO 527-4ISO 527-4