Compuestos de plásticos reforzados con fibra – Determinación de propiedades de tracción.

Métodos de prueba de tracción para plásticos reforzados con fibra.

Plásticos reforzados con fibra (FRP) han sido ampliamente utilizados en aeroespacial, fabricación de automóviles, construcción, Equipo deportivo y otros campos debido a sus excelentes propiedades mecánicas, peso ligero, alta resistencia y buena resistencia a la corrosión. Sin embargo, Las propiedades mecánicas de FRP dependen en gran medida de la resistencia a la unión interfacial entre sus fibras internas y el material de la matriz y la distribución de orientación de las fibras. Por lo tanto, Pruebas precisas de propiedades mecánicas de FRP., especialmente pruebas de tracción, Es de gran importancia para evaluar su confiabilidad y durabilidad en aplicaciones prácticas..

1. Importancia de los ensayos de tracción de plásticos reforzados con fibras.

Los plásticos reforzados con fibra se han utilizado ampliamente en la industria automotriz., aeroespacial, construcción y otros campos, y son favorecidos por su alta resistencia, peso ligero y resistencia a la corrosión. Para garantizar la calidad de este material., Se requieren pruebas de tracción para determinar su resistencia., dureza y ductilidad. Los estándares de prueba de tracción para plásticos reforzados con fibra incluyen principalmente ASTM D638., YO ASI 527 y GB/T 1040.

2. Norma ASTM D638
ASTM D638 es una norma emitida por la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales. (ASTM) para ensayos de tracción uniaxial de materiales plásticos. La norma especifica el tamaño y la geometría de la muestra., condición de prueba, métodos de procesamiento de datos, etc.. Las formas de muestra especificadas incluyen muestras estándar., muestras de espesor y muestras de placa delgada, y los datos de prueba incluyen la carga máxima y el alargamiento a la rotura.

3. YO ASI 527 estándar
YO ASI 527 es una norma emitida por la Organización Internacional de Normalización para ensayos de tracción de varios tipos de materiales plásticos.. Comparado con la norma ASTM D638, la forma del espécimen del ISO 527 El estándar es más flexible y se puede ajustar según sea necesario.. La norma incluye cuatro métodos de prueba., que son aplicables a diferentes tipos de materiales, incluyendo plásticos, plásticos reforzados con fibra, películas y plásticos rígidos.

4. GB/T 1040 Estándar
GB/T 1040 Es una norma nacional china aplicable a los ensayos de tracción en materiales plásticos.. Comparado con ASTM D638 e ISO 527 estándares, Esta norma difiere en los métodos de prueba., número de especímenes, proceso de datos, etc.. Por ejemplo, Parámetros como la velocidad de tracción de la muestra., La temperatura y la humedad de la prueba se especifican en el método de prueba.. Al mismo tiempo, en términos de procesamiento de datos, La norma también especifica métodos para calcular la resistencia a la rotura y el alargamiento..

Compuestos de plásticos reforzados con fibra-Determinación de propiedades de tracción

1. Principio de detección

Se aplica una carga de tracción estática uniformemente a lo largo de la dirección axial de la muestra hasta que la muestra se rompe o alcanza un alargamiento predeterminado.. Durante todo el proceso, La carga aplicada a la muestra y el alargamiento de la muestra se miden para determinar la tensión de tracción. (límite elástico a la tracción, tensión de fractura por tracción o resistencia a la tracción), módulo elástico de tracción, ratio de Poisson, Alargamiento de fractura y dibujo de curvas tensión-deformación..

2. Estándar de prueba

GBT 1447-2005 Método de prueba para las propiedades de tracción de plásticos reforzados con fibras.

3. Artículos de prueba

1. tensión de tracción: la relación entre la carga de tracción y el área de la sección transversal inicial dentro del rango de calibre de la muestra

2. Fuerza de cedencia por tracción: La tensión inicial en la que la deformación aumenta pero la tensión no aumenta durante la prueba de tracción., que puede ser inferior a la tensión máxima que la muestra puede alcanzar.

3. Esfuerzo de fractura por tracción: la tensión de tracción a la que se rompe la muestra durante el ensayo de tracción.

4. Resistencia a la tracción: Esfuerzo máximo que soporta el material antes de la fractura por tracción..

5. Deformación por tracción: la tasa de cambio de longitud dentro del rango de calibre de la muestra bajo la acción de la carga de tracción.

6. Deformación elástica por tracción: La deformación por tracción en el límite elástico de la muestra que cede durante el ensayo de tracción..

7. Deformación por fractura por tracción: La deformación por tracción cuando la muestra se fractura bajo la carga de tracción..

8. Módulo elástico de tracción: La relación entre la tensión de tracción y la deformación de tracción dentro del rango elástico del material..

9. ratio de Poisson: El valor absoluto de la relación entre la deformación lateral causada por la tensión axial uniformemente distribuida y la deformación axial correspondiente dentro del rango límite proporcional del material.; El alargamiento relativo dentro del rango de longitud calibrada cuando la muestra se fractura bajo la acción de la tensión..

Compuestos de plásticos reforzados con fibra-Determinación de propiedades de tracción

IV. Instrumentos de prueba

1. Máquina universal de ensayo de materiales.

(Diagrama esquemático: La máquina universal de ensayo de materiales se puede utilizar con diferentes accesorios para diferentes ensayos mecánicos.)

2. Accesorio de cuña

3. Hoja de refuerzo (aplicable a especímenes tipo II)

A.1 Material de la lámina de refuerzo

Utilice el mismo material que la muestra o un material con un módulo elástico más bajo que la muestra..

A.2 Tamaño de la hoja de refuerzo

Espesor: 1mm ~ 3 mm;

Ancho: El ancho de la muestra cuando se une una sola muestra.; si la muestra se procesa en una sola muestra después de la unión integral, el ancho debe

Cumplir con los requisitos de la cantidad de especímenes a procesar..

A.3 Pegado de lámina de refuerzo

Moler (o chorro de arena) la superficie de unión con papel de lija. Tenga cuidado de no dañar la resistencia del material.;

Limpiar la superficie de unión con un disolvente. (como acetona);

Pegue con un adhesivo de curado a temperatura ambiente. (como adhesivo epoxi) con buena dureza;

Presionar la parte de unión de la muestra durante un cierto período de tiempo hasta que se complete el curado..

4. Accesorio personalizado para muestras de tipo III

4. Condición de prueba

a. tipo de muestra:

Muestra tipo I (forma de mancuerna): 180×10×(2~10)milímetros, 10piezas

Muestra tipo II: 250×25×(2~10)milímetros, 10piezas

Muestra tipo III: tipo de hueso de perro, 7piezas

Muestra de relación de Poisson

2. Temperatura de prueba

temperatura ambiente

3. Prueba de velocidad

Al medir el módulo elástico de tracción, ratio de Poisson, alargamiento de rotura y dibujo de curvas tensión-deformación, La velocidad de carga es generalmente de 2 mm/min..

Al medir la tensión de tracción (límite elástico a la tracción, tensión de fractura por tracción o resistencia a la tracción):

a) En pruebas convencionales, La velocidad de carga de las muestras de tipo I es de 10 mm/min.; La velocidad de carga de las muestras tipo II y subtipo es de 5 mm/min.;

b) En pruebas de arbitraje, las velocidades de carga del tipo I, Las muestras II y III son todas de 2 mm/min..

IV. Proceso de prueba

Paso 1. Preparación de equipos y herramientas.

Asegúrese de que la máquina universal de prueba de materiales funcione normalmente., y el aparato queda instalado en su lugar y sin daños.

Paso 2. Preparación de muestra

Preparar muestras tipo I. (en forma de mancuerna) 180×10×(2~10)milímetros, 10piezas en total, especímenes tipo II 250×25×(2~10)milímetros, 7piezas en total, y muestras de relación de Poisson según sea necesario.

Inspeccionar la apariencia de las muestras para asegurarse de que no haya defectos obvios., y seguir las disposiciones de 4.2 en GB/T1446-2005.

Ajustar el estado de las muestras de acuerdo con lo establecido en 4.4 en GB/T1446-2005.

Numerar y marcar los ejemplares calificados., y medir el ancho y el espesor de tres puntos cualesquiera en la sección de trabajo de las muestras, tomar la media aritmética, y la precisión de la medición deberá estar de acuerdo con las disposiciones de 4.5.1 en GB/T1446-2005.

Paso 3: Unir la hoja de refuerzo.

Usa papel de lija para pulir. (o chorro de arena) la superficie de unión en ambos extremos de la muestra de Tipo II, teniendo cuidado de no dañar la resistencia del material.

Utilice disolventes como acetona para limpiar la superficie de unión y eliminar la grasa y las impurezas..

Utilice un adhesivo de curado a temperatura ambiente con buena tenacidad. (como adhesivo epoxi) para unir la lámina de refuerzo a ambos extremos de la muestra Tipo II, y presurizar la parte de unión durante un cierto período de tiempo hasta que se cure.

Paso 4: Instalar la muestra

Sujete la muestra en el accesorio de la máquina universal de ensayo de materiales de modo que la línea central de la muestra sea consistente con la línea central de alineación de los accesorios superior e inferior..

Instale el instrumento para medir la deformación en la sección de trabajo de la muestra..

Paso 5: Carga y registro de datos.

Aplicar la carga inicial. (acerca de 5% de la carga de falla), Comprobar y ajustar la muestra y el instrumento de medición de la deformación., para que todo el sistema esté en condiciones normales de funcionamiento.

Al medir la tensión de tracción, continuar cargando hasta que la muestra sea destruida, y registrar la carga de rendimiento, carga de falla o carga máxima de la muestra y la forma de falla de la muestra.

Al medir el módulo elástico de tracción y el índice de Poisson, si no hay un dispositivo de grabación automática, Se puede utilizar carga graduada., con una diferencia de grado de 5% a 10% de la carga de falla, al menos cinco niveles de carga, y la carga aplicada no debe exceder 50% de la carga de falla. Generalmente, la medición se repite al menos tres veces, y se toman dos incrementos de deformación estable para registrar las cargas en cada nivel y los valores de deformación correspondientes.; si hay un dispositivo de grabación automática, Se puede realizar una carga continua..

Paso 6, determinación del resultado y procesamiento posterior

Si la muestra está dañada por un defecto interno evidente, o la muestra tipo I está dañada en el accesorio o en el arco, o la muestra tipo II está dañada en el dispositivo o la distancia entre la fractura de la muestra y el punto de sujeción es inferior a 10 mm, el espécimen no es válido.

Si hay menos de cinco especímenes válidos en el mismo lote, la prueba debe repetirse.

Cuando la muestra tipo III está dañada en la sección no operativa, el área de la sección transversal de la sección de trabajo todavía se usa para calcular la resistencia a la tracción, y se registra la posición de fractura de la muestra..

Paso 7: Procesamiento y análisis de datos.

Procesar y analizar los datos de muestras válidas., y calcular indicadores de rendimiento mecánico como el módulo elástico de tracción, ratio de Poisson, alargamiento de rotura, límite elástico a la tracción, tensión de fractura por tracción o resistencia a la tracción.

Dibujar curvas tensión-deformación para analizar el comportamiento mecánico y las características de rendimiento de los materiales..

Paso 8: Preparación del informe de prueba.

Basado en los resultados y análisis de las pruebas., preparar un informe de prueba, incluyendo condiciones de prueba, proceso de prueba, datos de prueba, análisis de resultados, etc., Proporcionar una base para la evaluación y aplicación del desempeño del material..

Compuestos de plásticos reforzados con fibra-Determinación de propiedades de tracción

Lo anterior es lo que Andy Li comparte sobre la prueba de tracción de plásticos reforzados con fibra.. Espero que pueda ser de ayuda para todos.! Si quieres saber más sobre los estándares de ensayos de tracción, Métodos de prueba y pruebas de resistencia a la tracción de plásticos reforzados con fibras., las instrucciones de funcionamiento, instrucciones, principios, ajuste de errores, fabricantes, métodos de uso, Procedimientos operativos y normas de prueba de máquinas universales de ensayo de tracción., y las especificaciones, modelos, Instrucciones y procedimientos de verificación de máquinas universales de ensayo de materiales., eres bienvenido a seguirnos, o envíanos un mensaje privado y deja un mensaje. El VTS El equipo de tecnología de medición y control le responderá gratuitamente.!