Compósitos de plásticos reforçados com fibra – Determinação de propriedades de tração

Métodos de teste de tração para plásticos reforçados com fibras

Plásticos reforçados com fibras (Frp) foram amplamente utilizados no aeroespacial, Fabricação de automóveis, construção, Equipamentos esportivos e outros campos devido às suas excelentes propriedades mecânicas, Peso leve, alta resistência e boa resistência à corrosão. No entanto, As propriedades mecânicas do FRP dependem amplamente da força de ligação interfacial entre suas fibras internas e o material da matriz e a distribuição de orientação das fibras. Portanto, Teste de propriedade mecânica precisa de FRP, Especialmente testes de tração, é de grande importância para avaliar sua confiabilidade e durabilidade em aplicações práticas.

1. Importância do teste de tração de plásticos reforçados com fibras

Os plásticos reforçados com fibra têm sido amplamente utilizados no automóvel, Aeroespacial, construção e outros campos, e são favorecidos por sua alta força, peso leve e resistência à corrosão. Para garantir a qualidade deste material, É necessário testar a tração para determinar sua força, resistência e ductilidade. Os padrões de teste de tração para plásticos reforçados com fibra incluem principalmente ASTM D638, ISO 527 e GB/T. 1040.

2. Padrão ASTM D638
ASTM D638 é um padrão emitido pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) para teste de tração uniaxial de materiais plásticos. O padrão especifica o tamanho e a geometria da amostra, condições de teste, Métodos de processamento de dados, etc.. As formas de amostra especificadas incluem amostras padrão, amostras de espessura e amostras de placa fina, e os dados do teste incluem carga máxima e alongamento no intervalo.

3. ISO 527 padrão
ISO 527 é um padrão emitido pela Organização Internacional para Padronização para Teste de Tensil de vários tipos de materiais plásticos. Comparado com o padrão ASTM D638, a forma da amostra do ISO 527 O padrão é mais flexível e pode ser ajustado conforme necessário. O padrão inclui quatro métodos de teste, aplicáveis ​​a diferentes tipos de materiais, incluindo plásticos, plásticos reforçados com fibra, filmes e plásticos rígidos.

4. GB/T 1040 Padrão
GB/T 1040 é um padrão nacional chinês aplicável a testes de tração em materiais plásticos. Comparado com ASTM D638 e ISO 527 padrões, Este padrão difere nos métodos de teste, Número de espécimes, processamento de dados, etc.. Por exemplo, parâmetros como velocidade de tração da amostra, A temperatura e a umidade do teste são especificados no método de teste. Ao mesmo tempo, Em termos de processamento de dados, O padrão também especifica métodos para calcular a força de ruptura e o alongamento.

Compostos de plásticos reforçados com fibra-determinação de propriedades de tração

1. Princípio de detecção

Uma carga de tração estática é aplicada uniformemente ao longo da direção axial da amostra até que a amostra quebre ou atinja um alongamento predeterminado. Durante todo o processo, A carga aplicada à amostra e o alongamento da amostra são medidos para determinar a tensão de tração (tensão de rendimento de tração, tensão de fratura por tração ou força de tração), Módulo elástico de tração, Proporção de Poisson, Alongamento de fratura e desenho de curvas de tensão-deformação.

2. Padrão de teste

GBT 1447-2005 Método de teste para propriedades de tração de plásticos reforçados com fibra

3. Itens de teste

1. Estresse de tração: A proporção de carga de tração para a área de seção transversal inicial dentro do intervalo de medidores da amostra

2. Força de rendimento de tração: O estresse inicial em que a tensão aumenta, mas o estresse não aumenta durante o teste de tração, o que pode ser menor que o estresse máximo que a amostra pode alcançar.

3. Tensão de fratura por tração: o estresse de tração no qual a amostra quebra durante o teste de tração.

4. Resistência à tracção: A tensão máxima que o material resiste antes da fratura por tração.

5. Tensão de tração: A taxa de mudança de comprimento dentro do intervalo de bitola da amostra sob a ação da carga de tração.

6. Tensão de rendimento de tração: A tensão de tração no ponto de rendimento da amostra que produz durante o teste de tração.

7. Tensão de fratura por tração: A tensão de tração quando a amostra fraturas sob a carga de tração.

8. Módulo elástico de tração: A proporção de tensão de tração e tensão de tração dentro da faixa elástica do material.

9. Proporção de Poisson: O valor absoluto da razão da tensão lateral causada pelo estresse axial distribuído uniformemente para a tensão axial correspondente dentro da faixa de limite proporcional do material; o alongamento relativo dentro da faixa de comprimento do medidor quando a amostra fraturas sob a ação da tensão.

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4. Instrumentos de teste

1. Máquina de teste de material universal

(Diagrama esquemático: A máquina de teste de material universal pode ser usada com diferentes acessórios para diferentes testes mecânicos)

2. Acessório de cunha

3. Folha de reforço (Aplicável às amostras do tipo II)

A.1 Material da folha de reforço

Use o mesmo material que o espécime ou um material com um módulo elástico mais baixo do que o espécime.

A.2 Tamanho da folha de reforço

Grossura: 1mm ~ 3 mm;

Largura: A largura da amostra quando uma única amostra é ligada; Se a amostra for processada em uma única amostra após a ligação integral, a largura deve

Atender aos requisitos do número de amostras a serem processadas.

A.3 Ligação da folha de reforço

Moer (ou jato de areia) a superfície de ligação com lixa. Cuidado para não danificar a força do material;

Limpe a superfície de ligação com um solvente (como acetona);

Vínculo com um adesivo de cura de temperatura ambiente (como adesivo epóxi) com boa resistência;

Pressione a parte de ligação da amostra por um certo período de tempo até que a cura seja concluída.

4. Equipamento personalizado para amostras tipo III

4. Condições de teste

um. Tipo de amostra:

Espécime tipo I. (forma de haltere): 180× 10 ×(2~ 10)milímetros, 10PCs

Espécime tipo II: 250× 25 ×(2~ 10)milímetros, 10PCs

Espécime tipo III: Tipo de osso de cachorro, 7PCs

Amostra de proporção de Poisson

2. Temperatura de teste

Temperatura ambiente

3. Velocidade de teste

Ao medir o módulo elástico de tração, Proporção de Poisson, Alongamento no intervalo e desenhando curvas de tensão-deformação, A velocidade de carregamento geralmente é de 2 mm/min.

Ao medir o estresse de tração (tensão de rendimento de tração, tensão de fratura por tração ou força de tração):

um) Em testes convencionais, A velocidade de carregamento das amostras do tipo I é de 10 mm/min; A velocidade de carregamento das amostras do tipo II e do subtipo é de 5 mm/min/min;

b) Nos testes de arbitragem, as velocidades de carregamento do tipo I, As amostras ii e iii são todas de 2 mm/min.

4. Processo de teste

Etapa 1. Preparação de equipamentos e ferramentas

Verifique se a máquina de teste de material universal opera normalmente, e o acessório está instalado no lugar e sem danos.

Etapa 2. Preparação de amostras

Prepare espécimes tipo I (em forma de haltere) 180× 10 ×(2~ 10)milímetros, 10PCs no total, espécimes tipo II 250 × 25 ×(2~ 10)milímetros, 7PCs no total, e amostras de proporção de Poisson, conforme necessário.

Inspecione a aparência dos espécimes para garantir que não haja defeitos óbvios, e siga as disposições de 4.2 em GB/T1446-2005.

Ajustar o estado das amostras de acordo com as disposições de 4.4 em GB/T1446-2005.

Número e marque as amostras qualificadas, e medir a largura e a espessura de três pontos na seção de trabalho das amostras, Pegue a média aritmética, e a precisão da medição deve estar de acordo com as disposições de 4.5.1 em GB/T1446-2005.

Etapa 3: Vínculo a folha de reforço

Use lixa para polir (ou jato de areia) a superfície de ligação nas duas extremidades da amostra tipo II, tomando cuidado para não danificar a força do material.

Use solventes como acetona para limpar a superfície de ligação para remover graxa e impurezas.

Use um adesivo de cura de temperatura ambiente com boa tenacidade (como adesivo epóxi) Para unir a folha de reforço nas duas extremidades da amostra tipo II, e pressurize a parte de ligação por um certo período de tempo até que seja curado.

Etapa 4: Instale o espécime

Prenda a amostra no equipamento da máquina de teste de material universal, para que a linha central da amostra seja consistente com a linha central de alinhamento dos acessórios superior e inferior.

Instale o instrumento para medir a deformação na seção de trabalho da amostra.

Etapa 5: Carregamento e gravação de dados

Aplique a carga inicial (sobre 5% da carga de falha), Verifique e ajuste a amostra e o instrumento de medição de deformação, para que todo o sistema esteja em condição de trabalho normal.

Ao medir o estresse de tração, Continue carregando até que a amostra seja destruída, e registre a carga de rendimento, Carga de falha ou carga máxima da amostra e a forma de falha da amostra.

Ao medir o módulo elástico de tração e a proporção de Poisson, Se não houver um dispositivo de gravação automático, O carregamento graduado pode ser usado, com uma diferença de nota de 5% to 10% da carga de falha, pelo menos cinco níveis de carregamento, e a carga aplicada não deve exceder 50% da carga de falha. Geralmente, A medição é repetida pelo menos três vezes, e dois incrementos estáveis ​​de deformação são levados para registrar as cargas em cada nível e os valores de deformação correspondentes; Se houver um dispositivo de gravação automático, O carregamento contínuo pode ser realizado.

Etapa 6, determinação de resultados e processamento subsequente

Se a amostra for danificada em um defeito interno óbvio, ou a amostra do tipo I está danificada no equipamento ou no arco, ou a amostra tipo II é danificada no equipamento ou a distância entre a fratura da amostra e o ponto de fixação é menor que 10 mm, O espécime é inválido.

Se houver menos de cinco amostras válidas no mesmo lote, O teste deve ser repetido.

Quando a amostra do tipo III é danificada na seção não-trabalhadora, A área de seção transversal da seção de trabalho ainda é usada para calcular a resistência à tração, e a posição de fratura da amostra é registrada.

Etapa 7: Processamento e análise de dados

Processar e analisar os dados de amostras válidas, e calcular indicadores de desempenho mecânico, como módulo elástico de tração, Proporção de Poisson, Alongamento no intervalo, tensão de rendimento de tração, tensão de fratura por tração ou força de tração.

Desenhe curvas de tensão-deformação para analisar o comportamento mecânico e as características de desempenho dos materiais.

Etapa 8: Preparação do relatório de teste

Com base nos resultados e análise dos testes, Prepare um relatório de teste, incluindo condições de teste, processo de teste, dados de teste, Análise de resultados, etc., para fornecer uma base para avaliação e aplicação de desempenho material.

Compostos de plásticos reforçados com fibra-determinação de propriedades de tração

O exposto acima é o compartilhamento de Andy Li sobre o teste de tração de plásticos reforçados com fibras. Espero que possa ser útil para todos! Se você quiser saber mais sobre os padrões de teste de tração, Métodos de teste e testes de desempenho de tração de plásticos reforçados com fibra, as instruções operacionais, instruções, princípios, Ajuste do erro, Fabricantes, Métodos de uso, Procedimentos operacionais e padrões de teste de máquinas de teste de tração universais, e as especificações, modelos, Instruções e procedimentos de verificação de máquinas de teste de materiais universais, Você pode nos seguir, Ou envie -nos uma mensagem privada e deixe uma mensagem. O VTS A equipe de tecnologia de medição e controle responderá gratuitamente!