Compoziții de materiale plastice consolidate cu fibre – Determinarea proprietăților de tracțiune

Metode de încercare la tracțiune pentru materiale plastice armate cu fibre

Materiale plastice armate cu fibre (FRP) au fost utilizate pe scară largă în aerospațial, Fabricarea auto, constructie, Echipamente sportive și alte câmpuri datorită proprietăților lor mecanice excelente, greutate ușoară, rezistență ridicată și rezistență bună la coroziune. in orice caz, Proprietățile mecanice ale FRP depind în mare măsură de rezistența de legătură interfațială dintre fibrele sale interne și materialul matricial și distribuția de orientare a fibrelor. Prin urmare, testarea precisă a proprietăților mecanice a FRP, în special încercări de tracțiune, este de mare importanță pentru evaluarea fiabilității și durabilității sale în aplicații practice.

1. Importanța încercării de tracțiune a materialelor plastice armate cu fibre

Materialele plastice armate cu fibre au fost utilizate pe scară largă în industria auto, aerospațial, construcții și alte domenii, și sunt favorizate pentru puterea lor mare, greutate redusă și rezistență la coroziune. Pentru a asigura calitatea acestui material, este necesară încercarea de tracțiune pentru a determina rezistența acestuia, tenacitate și ductilitate. Standardele de testare la tracțiune pentru materialele plastice armate cu fibre includ în principal ASTM D638, ISO 527 și GB/T 1040.

2. Standard ASTM D638
ASTM D638 este un standard emis de Societatea Americană pentru Testare și Materiale (ASTM) pentru încercările de tracțiune uniaxiale ale materialelor plastice. Standardul specifică dimensiunea și geometria specimenului, conditii de testare, metode de prelucrare a datelor, etc. Formele specimenelor specificate includ specimene standard, specimene de grosime și specimene de plăci subțiri, iar datele de testare includ sarcina maximă și alungirea la rupere.

3. ISO 527 standard
ISO 527 este un standard emis de Organizația Internațională de Standardizare pentru încercarea de tracțiune a diferitelor tipuri de materiale plastice. Comparativ cu standardul ASTM D638, forma specimenului ISO 527 standardul este mai flexibil și poate fi ajustat după cum este necesar. Standardul include patru metode de testare, care sunt aplicabile diferitelor tipuri de materiale, inclusiv materialele plastice, materiale plastice armate cu fibre, folii și materiale plastice rigide.

4. GB/T. 1040 Standard
GB/T. 1040 este un standard național chinez aplicabil încercărilor de tracțiune pe materiale plastice. În comparație cu ASTM D638 și ISO 527 standardele, acest standard diferă în ceea ce privește metodele de testare, numărul de exemplare, prelucrarea datelor, etc. De exemplu, parametri precum viteza de tracțiune a probei, temperatura și umiditatea de testare sunt specificate în metoda de testare. În același timp, în ceea ce privește prelucrarea datelor, standardul specifică și metode de calcul al rezistenței la rupere și al alungirii.

Compoziții de materiale plastice consolidate cu fibre-Determinarea proprietăților de tracțiune

1. Principiul detectării

O sarcină statică de tracțiune este aplicată uniform de-a lungul direcției axiale a probei până când proba se rupe sau atinge o alungire predeterminată. Pe parcursul întregului proces, se măsoară sarcina aplicată probei și alungirea probei pentru a determina efortul de întindere (efort de curgere la tracțiune, efortul de rupere la tracțiune sau rezistența la tracțiune), modul elastic de tracțiune, Raportul lui Poisson, alungirea ruperii și trasarea curbelor efort-deformare.

2. Standard de testare

GBT 1447-2005 Metoda de încercare pentru proprietățile de tracțiune ale materialelor plastice armate cu fibre

3. Elemente de testare

1. Tensiunea de tracțiune: raportul dintre sarcina de tracțiune și aria secțiunii transversale inițiale în intervalul de măsurare al probei

2. Forța de curgere la tracțiune: efortul inițial în care deformarea crește, dar efortul nu crește în timpul încercării de tracțiune, care poate fi mai mică decât solicitarea maximă pe care o poate atinge proba.

3. Tensiunea la rupere la tracțiune: efortul de tracțiune la care proba se rupe în timpul încercării de tracțiune.

4. Rezistență la tracțiune: efortul maxim pe care îl suportă materialul înainte de rupere la tracțiune.

5. Tensiune la tracțiune: rata de modificare a lungimii în intervalul gabarit al probei sub acțiunea sarcinii de tracțiune.

6. Tensiune de curgere la tracțiune: Deformarea la tracțiune la punctul de curgere al probei care cedează în timpul încercării de tracțiune.

7. Tensiune la rupere la tracțiune: Deformarea la tracțiune atunci când specimenul se fracturează sub sarcina de tracțiune.

8. Modulul elastic de tracțiune: Raportul dintre efortul de tracțiune și deformarea de tracțiune în domeniul elastic al materialului.

9. Raportul lui Poisson: Valoarea absolută a raportului dintre deformarea laterală cauzată de solicitarea axială uniform distribuită și deformarea axială corespunzătoare în limitele proporționale ale materialului; alungirea relativă în domeniul lungimii calibrate atunci când specimenul se rupe sub acțiunea tensiunii.

Compoziții de materiale plastice consolidate cu fibre-Determinarea proprietăților de tracțiune

IV. Instrumente de testare

1. Mașină universală de testare a materialelor

(Diagrama schematică: Mașina universală de testare a materialelor poate fi utilizată cu diferite dispozitive pentru diferite teste mecanice)

2. Fixare cu pană

3. Foaie de armare (aplicabil specimenelor de tip II)

A.1 Material tabla de armare

Utilizați același material ca specimenul sau un material cu un modul elastic mai mic decât specimenul.

A.2 Dimensiunea tablei de armare

Grosime: 1mm~3 mm;

Lăţime: Lățimea probei atunci când un singur specimen este lipit; dacă specimenul este prelucrat într-un singur specimen după lipirea integrală, lăţimea trebuie

Îndeplinește cerințele privind numărul de eșantioane care trebuie prelucrate.

A.3 Lipirea tablei de armare

Pisa (sau sablare) suprafața de lipire cu șmirghel. Aveți grijă să nu deteriorați rezistența materialului;

Curățați suprafața de lipire cu un solvent (precum acetona);

Lipiți cu un adeziv de întărire la temperatura camerei (cum ar fi adeziv epoxidic) cu duritate bună;

Apăsați partea de lipire a probei pentru o anumită perioadă de timp până la finalizarea întăririi.

4. Dispozitiv personalizat pentru specimene de tip III

4. Condiții de testare

o. Tipul specimenului:

Exemplar de tip I (forma de gantere): 180×10×(2~10)mm, 10buc

Exemplar de tip II: 250×25×(2~10)mm, 10buc

Exemplar de tip III: tip de os de câine, 7buc

specimenul raportului lui Poisson

2. Temperatura de testare

Temperatura camerei

3. Viteza de testare

La măsurarea modulului elastic de tracțiune, Raportul lui Poisson, alungirea la rupere si trasarea curbelor de tensiune-deformare, viteza de încărcare este în general de 2 mm/min.

La măsurarea tensiunii de întindere (efort de curgere la tracțiune, efortul de rupere la tracțiune sau rezistența la tracțiune):

o) În testele convenționale, viteza de încărcare a specimenelor de tip I este de 10 mm/min; viteza de încărcare a specimenelor de tip II și subtip este de 5 mm/min;

b) În probele de arbitraj, vitezele de încărcare de tip I, Probele II și III sunt toate de 2 mm/min.

IV. Proces de testare

Pas 1. Pregatirea echipamentelor si sculelor

Asigurați-vă că mașina universală de testare a materialelor funcționează normal, iar elementul de fixare este instalat la loc și fără deteriorare.

Pas 2. Pregătirea probei

Pregătiți specimenele de tip I (în formă de gantere) 180×10×(2~10)mm, 10buc in total, specimene tip II 250×25×(2~10)mm, 7buc in total, și specimenele raportului lui Poisson, după cum este necesar.

Inspectați aspectul specimenelor pentru a vă asigura că nu există defecte evidente, si urmati prevederile din 4.2 în GB/T1446-2005.

Reglați starea specimenelor în conformitate cu prevederile din 4.4 în GB/T1446-2005.

Numerotați și marcați exemplarele calificate, și măsurați lățimea și grosimea oricăror trei puncte din secțiunea de lucru a specimenelor, luați media aritmetică, iar precizia măsurării trebuie să fie în conformitate cu prevederile din 4.5.1 în GB/T1446-2005.

Pas 3: Lipiți foaia de armare

Folosiți șmirghel pentru lustruire (sau sablare) suprafața de lipire la ambele capete ale specimenului de tip II, având grijă să nu deteriorați rezistența materialului.

Utilizați solvenți precum acetona pentru a curăța suprafața de lipire pentru a îndepărta grăsimea și impuritățile.

Utilizați un adeziv de întărire la temperatura camerei cu o rezistență bună (cum ar fi adeziv epoxidic) pentru a lega placa de armare de ambele capete ale specimenului de tip II, și presurizați partea de lipire pentru o anumită perioadă de timp până când este întărită.

Pas 4: Instalați specimenul

Fixați specimenul în dispozitivul de fixare al mașinii universale de testare a materialelor, astfel încât linia centrală a eșantionului să fie în concordanță cu linia centrală de aliniere a dispozitivelor superioare și inferioare.

Instalați instrumentul pentru măsurarea deformării în secțiunea de lucru a epruvetei.

Pas 5: Încărcarea și înregistrarea datelor

Aplicați sarcina inițială (despre 5% a sarcinii de defectare), verificati si reglati proba si instrumentul de masurare a deformarii, astfel încât întregul sistem să fie în stare normală de funcționare.

La măsurarea tensiunii de întindere, continuați să încărcați până când specimenul este distrus, și înregistrați sarcina de randament, sarcina de rupere sau sarcina maximă a eșantionului și forma eșantionului.

La măsurarea modulului de elasticitate la tracțiune și a raportului lui Poisson, dacă nu există un dispozitiv de înregistrare automată, se poate folosi încărcare gradată, cu o diferență de grad de 5% la 10% a sarcinii de defectare, cel puțin cinci niveluri de încărcare, iar sarcina aplicată nu trebuie să depășească 50% a sarcinii de defectare. În general, măsurarea se repetă de cel puțin trei ori, și sunt luate două incremente stabile de deformare pentru a înregistra sarcinile la fiecare nivel și valorile de deformare corespunzătoare; dacă există un dispozitiv de înregistrare automată, se poate efectua încărcare continuă.

Pas 6, determinarea rezultatului și prelucrarea ulterioară

Dacă specimenul este deteriorat la un defect intern evident, sau specimenul de tip I este deteriorat în fixare sau la arc, sau specimenul de tip II este deteriorat în dispozitiv sau distanța dintre fractura eșantionului și punctul de prindere este mai mică de 10 mm, specimenul este invalid.

Dacă există mai puțin de cinci exemplare valide în același lot, testul trebuie repetat.

Când specimenul de tip III este deteriorat în secțiunea nefuncțională, aria secțiunii transversale a secțiunii de lucru este încă utilizată pentru a calcula rezistența la tracțiune, si se inregistreaza pozitia de fractura a specimenului.

Pas 7: Prelucrarea și analiza datelor

Prelucrează și analizează datele probelor valide, și calculați indicatorii de performanță mecanică, cum ar fi modulul elastic de tracțiune, Raportul lui Poisson, alungirea la rupere, efort de curgere la tracțiune, efortul de rupere la tracțiune sau rezistența la tracțiune.

Desenați curbe efort-deformare pentru a analiza comportamentul mecanic și caracteristicile de performanță ale materialelor.

Pas 8: Întocmirea raportului de testare

Pe baza rezultatelor testelor și analizei, pregăti un raport de testare, inclusiv condițiile de testare, proces de testare, date de testare, analiza rezultatelor, etc., pentru a oferi o bază pentru evaluarea și aplicarea performanței materialelor.

Compoziții de materiale plastice consolidate cu fibre-Determinarea proprietăților de tracțiune

Cele de mai sus sunt împărtășirea lui Andy Li despre testul de tracțiune al materialelor plastice armate cu fibre. Sper că poate fi de ajutor tuturor! Dacă doriți să aflați mai multe despre standardele de încercare la tracțiune, metode de încercare și încercări de performanță la tracțiune a materialelor plastice armate cu fibre, instructiunile de utilizare, instrucţiuni, principii, ajustarea erorilor, producatori, metode de utilizare, procedurile de operare și standardele de testare ale mașinilor universale de încercare la tracțiune, si specificatiile, modele, instrucțiuni și proceduri de verificare ale mașinilor universale de testare a materialelor, sunteți binevenit să ne urmăriți, sau trimite-ne un mesaj privat și lasă un mesaj. The VTS Echipa de tehnologie de măsurare și control vă va răspunde gratuit!