Komposit plastik yang diperkuat serat – Penentuan sifat tarik

Metode uji tarik untuk plastik yang diperkuat serat

Plastik yang diperkuat serat (FRP) telah banyak digunakan dalam dirgantara, Pembuatan mobil, konstruksi, peralatan olahraga dan bidang lainnya karena sifat mekaniknya yang sangat baik, Berat ringan, Kekuatan tinggi dan resistensi korosi yang baik. Namun, Sifat mekanik FRP sangat tergantung pada kekuatan ikatan antarmuka antara serat internalnya dan bahan matriks dan distribusi orientasi serat. Karena itu, pengujian sifat mekanik FRP yang akurat, khususnya pengujian tarik, sangat penting untuk mengevaluasi keandalan dan daya tahannya dalam aplikasi praktis.

1. Pentingnya pengujian tarik plastik yang diperkuat serat

Plastik yang diperkuat serat telah banyak digunakan di bidang otomotif, luar angkasa, konstruksi dan bidang lainnya, dan disukai karena kekuatannya yang tinggi, ringan dan tahan korosi. Untuk menjamin kualitas bahan ini, pengujian tarik diperlukan untuk menentukan kekuatannya, ketangguhan dan keuletan. Standar uji tarik untuk plastik yang diperkuat serat terutama mencakup ASTM D638, ISO 527 dan GB/T 1040.

2. Standar ASTM D638
ASTM D638 adalah standar yang dikeluarkan oleh American Society for Testing and Materials (ASTM) untuk pengujian tarik uniaksial bahan plastik. Standar ini menentukan ukuran dan geometri spesimen, kondisi pengujian, metode pengolahan data, dll.. Bentuk benda uji yang ditentukan sudah termasuk benda uji standar, benda uji ketebalan dan benda uji pelat tipis, dan data pengujian meliputi beban maksimum dan perpanjangan putus.

3. ISO 527 standar
ISO 527 adalah standar yang dikeluarkan oleh Organisasi Internasional untuk Standardisasi untuk pengujian tarik berbagai jenis bahan plastik. Dibandingkan dengan standar ASTM D638, bentuk spesimen ISO 527 standarnya lebih fleksibel dan dapat diatur sesuai kebutuhan. Standar ini mencakup empat metode pengujian, yang dapat diterapkan pada berbagai jenis bahan, termasuk plastik, plastik yang diperkuat serat, film dan plastik kaku.

4. GB/T 1040 Standar
GB/T 1040 adalah standar nasional Tiongkok yang berlaku untuk uji tarik pada bahan plastik. Dibandingkan dengan ASTM D638 dan ISO 527 standar, standar ini berbeda dalam metode pengujian, jumlah spesimen, pengolahan data, dll.. Misalnya, parameter seperti kecepatan tarik spesimen, suhu dan kelembaban pengujian ditentukan dalam metode pengujian. Pada saat yang sama, dalam hal pengolahan data, standar ini juga menetapkan metode untuk menghitung kekuatan putus dan perpanjangan.

Komposit plastik yang diperkuat serat-penentuan sifat tarik

1. Prinsip deteksi

Beban tarik statis diterapkan secara seragam sepanjang arah aksial sampel hingga sampel putus atau mencapai perpanjangan yang telah ditentukan.. Selama seluruh proses, beban yang diterapkan pada sampel dan perpanjangan sampel diukur untuk menentukan tegangan tarik (tegangan luluh tarik, tegangan patah tarik atau kekuatan tarik), modulus elastisitas tarik, Rasio Poisson, pemanjangan patahan dan menggambar kurva tegangan-regangan.

2. Standar tes

GBT 1447-2005 Metode pengujian sifat tarik plastik yang diperkuat serat

3. item tes

1. Stres tarik: rasio beban tarik terhadap luas penampang awal dalam rentang ukuran sampel

2. Kekuatan luluh tarik: tegangan awal dimana regangan bertambah tetapi tegangan tidak bertambah selama uji tarik, yang mungkin lebih rendah dari tegangan maksimum yang dapat dicapai sampel.

3. Stres patah tarik: tegangan tarik dimana sampel putus selama uji tarik.

4. Kekuatan tarik: tegangan maksimum yang dapat ditahan material sebelum patah tarik.

5. Regangan tarik: laju perubahan panjang dalam rentang ukuran sampel di bawah aksi beban tarik.

6. Regangan hasil tarik: Regangan tarik pada titik luluh benda uji yang luluh selama uji tarik.

7. Regangan patahan tarik: Regangan tarik ketika spesimen patah karena beban tarik.

8. Modulus elastisitas tarik: Rasio tegangan tarik terhadap regangan tarik dalam rentang elastis material.

9. Rasio Poisson: Nilai absolut dari rasio regangan lateral yang disebabkan oleh tegangan aksial yang terdistribusi secara merata terhadap regangan aksial yang sesuai dalam rentang batas proporsional material; perpanjangan relatif dalam rentang panjang pengukur ketika spesimen patah karena gaya tarik.

Komposit plastik yang diperkuat serat-penentuan sifat tarik

IV. Instrumen pengujian

1. Mesin pengujian material universal

(Diagram skematik: Mesin pengujian material universal dapat digunakan dengan perlengkapan berbeda untuk pengujian mekanis berbeda)

2. Perlengkapan baji

3. Lembar penguatan (berlaku untuk spesimen tipe II)

A.1 Bahan lembaran penguat

Gunakan bahan yang sama dengan benda uji atau bahan yang modulus elastisitasnya lebih rendah dari benda uji.

A.2 Ukuran lembar tulangan

Ketebalan: 1mm ~ 3 mm;

Lebar: Lebar benda uji ketika satu benda uji diikat; jika spesimen diolah menjadi spesimen tunggal setelah ikatan integral, lebarnya harus

Memenuhi persyaratan jumlah spesimen yang akan diproses.

A.3 Pengikatan lembaran tulangan

Menggiling (atau ledakan pasir) permukaan ikatan dengan amplas. Hati-hati jangan sampai merusak kekuatan material;

Bersihkan permukaan ikatan dengan pelarut (seperti aseton);

Rekatkan dengan perekat pengawet suhu ruangan (seperti perekat epoksi) dengan ketangguhan yang baik;

Tekan bagian pengikat benda uji dalam jangka waktu tertentu hingga proses curing selesai.

4. Perlengkapan khusus untuk spesimen tipe III

4. Kondisi pengujian

A. Jenis spesimen:

Spesimen tipe I (bentuk halter): 180×10×(2~10)mm, 10buah

Spesimen tipe II: 250×25×(2~10)mm, 10buah

Spesimen tipe III: jenis tulang anjing, 7buah

Spesimen rasio Poisson

2. Suhu uji

Suhu kamar

3. Kecepatan tes

Saat mengukur modulus elastisitas tarik, Rasio Poisson, perpanjangan putus dan menggambar kurva tegangan-regangan, kecepatan pemuatan umumnya 2mm/menit.

Saat mengukur tegangan tarik (tegangan luluh tarik, tegangan patah tarik atau kekuatan tarik):

A) Dalam tes konvensional, kecepatan pemuatan spesimen tipe I adalah 10mm/menit; kecepatan pemuatan spesimen tipe II dan subtipe adalah 5 mm/menit;

B) Dalam tes arbitrase, kecepatan pemuatan tipe I, Spesimen II dan III semuanya 2 mm/menit.

IV. Proses pengujian

Melangkah 1. Persiapan peralatan dan alat

Pastikan mesin pengujian material universal beroperasi secara normal, dan perlengkapan dipasang pada tempatnya dan tanpa kerusakan.

Melangkah 2. Persiapan sampel

Siapkan spesimen tipe I (berbentuk halter) 180×10×(2~10)mm, 10buah seluruhnya, spesimen tipe II 250×25×(2~10)mm, 7buah seluruhnya, dan spesimen rasio Poisson sesuai kebutuhan.

Periksa penampilan spesimen untuk memastikan tidak ada cacat yang jelas, dan mengikuti ketentuan 4.2 di GB/T1446-2005.

Sesuaikan keadaan benda uji sesuai dengan ketentuan 4.4 di GB/T1446-2005.

Beri nomor dan tandai spesimen yang memenuhi syarat, dan ukur lebar dan tebal setiap tiga titik pada bagian kerja benda uji, ambil mean aritmatika, dan ketelitian pengukuran harus sesuai dengan ketentuan 4.5.1 di GB/T1446-2005.

Melangkah 3: Rekatkan lembaran penguat

Gunakan amplas untuk memoles (atau ledakan pasir) permukaan ikatan di kedua ujung spesimen Tipe II, berhati-hati agar tidak merusak kekuatan material.

Gunakan pelarut seperti aseton untuk membersihkan permukaan ikatan untuk menghilangkan lemak dan kotoran.

Gunakan perekat pengawet suhu ruangan dengan ketangguhan yang baik (seperti perekat epoksi) untuk mengikat lembaran penguat ke kedua ujung spesimen Tipe II, dan memberi tekanan pada bagian pengikat untuk jangka waktu tertentu sampai sembuh.

Melangkah 4: Pasang spesimen

Jepit spesimen pada perlengkapan mesin uji material universal sehingga garis tengah spesimen konsisten dengan garis tengah penyelarasan perlengkapan atas dan bawah..

Pasang alat pengukur deformasi pada bagian kerja benda uji.

Melangkah 5: Memuat dan merekam data

Terapkan beban awal (tentang 5% dari beban kegagalan), memeriksa dan menyetel benda uji dan alat ukur deformasi, sehingga seluruh sistem berada dalam kondisi kerja normal.

Saat mengukur tegangan tarik, terus memuat sampai spesimen hancur, dan mencatat beban hasil, beban kegagalan atau beban maksimum benda uji dan bentuk kegagalan benda uji.

Saat mengukur modulus elastisitas tarik dan rasio Poisson, jika tidak ada alat perekam otomatis, pemuatan bertingkat dapat digunakan, dengan perbedaan kelas sebesar 5% ke 10% dari beban kegagalan, setidaknya lima tingkat pemuatan, dan beban yang diterapkan tidak boleh melebihi 50% dari beban kegagalan. Umumnya, pengukuran diulang setidaknya tiga kali, dan dua kenaikan deformasi stabil diambil untuk mencatat beban pada setiap tingkat dan nilai deformasi yang sesuai; jika ada alat perekam otomatis, pemuatan terus menerus dapat dilakukan.

Melangkah 6, penentuan hasil dan pengolahan selanjutnya

Jika spesimen rusak karena cacat internal yang nyata, atau spesimen tipe I rusak pada perlengkapannya atau pada busurnya, atau benda uji tipe II rusak pada perlengkapannya atau jarak antara patahan benda uji dengan titik penjepit kurang dari 10 mm, spesimennya tidak valid.

Jika terdapat kurang dari lima spesimen sah dalam batch yang sama, tes tersebut harus diulang.

Apabila benda uji tipe III mengalami kerusakan pada bagian yang tidak berfungsi, luas penampang bagian kerja masih digunakan untuk menghitung kuat tarik, dan posisi patahan spesimen dicatat.

Melangkah 7: Pemrosesan dan analisis data

Mengolah dan menganalisis data sampel yang valid, dan menghitung indikator kinerja mekanik seperti modulus elastisitas tarik, Rasio Poisson, perpanjangan saat putus, tegangan luluh tarik, tegangan patah tarik atau kekuatan tarik.

Gambarkan kurva tegangan-regangan untuk menganalisis perilaku mekanis dan karakteristik kinerja material.

Melangkah 8: Persiapan laporan pengujian

Berdasarkan hasil pengujian dan analisis, menyiapkan laporan pengujian, termasuk kondisi pengujian, proses pengujian, data uji, analisis hasil, dll., untuk memberikan dasar bagi evaluasi dan penerapan kinerja material.

Komposit plastik yang diperkuat serat-penentuan sifat tarik

Di atas adalah sharing Andy Li tentang uji tarik plastik yang diperkuat serat. Saya harap ini dapat bermanfaat bagi semua orang! Jika anda ingin mengetahui lebih jauh tentang standar uji tarik, metode pengujian dan uji kinerja tarik plastik yang diperkuat serat, petunjuk pengoperasian, instruksi, prinsip, penyesuaian kesalahan, produsen, metode penggunaan, prosedur operasi dan standar pengujian mesin uji tarik universal, dan spesifikasinya, model, instruksi dan prosedur verifikasi mesin pengujian material universal, Anda dipersilakan untuk mengikuti kami, atau kirimkan pesan pribadi kepada kami dan tinggalkan pesan. Itu VTS tim teknologi pengukuran dan kontrol akan menjawab Anda secara gratis!