AGS-X, Biegeprüfung

Dreipunkt-Biegeversuch für Kunststoffe

Einführung

Aufgrund ihrer thermischen Eigenschaften und ihres geringen Gewichts werden Kunststoffe in letzter Zeit in einer Vielzahl von Anwendungen und Bereichen eingesetzt, von kleinen Zahnrädern bis hin zu Flugzeugrümpfen. Zur Bewertung dieser Materialien müssen verschiedene Tests durchgeführt werden, von Zugversuchen über Biegeversuche bis hin zu Druckversuchen. Ein Biegeversuch wird durchgeführt, um die Materialeigenschaften bei Biegung durch eine äußere Kraft zu untersuchen. Da sich Bauteile, die einer äußeren Kraft ausgesetzt sind, als Reaktion auf ein Biegemoment verbiegen, ist der Biegeversuch einer der grundlegendsten Tests zur Bewertung von Materialien. Frühere Prüfnormen, die einen Dreipunkt-Biegeversuch für Kunststoffe definieren, sahen kein Durchbiegungsmesssystem vor. Infolgedessen wurden bei den Prüfungen die Durchbiegung der Probe, die Durchbiegung des Geräts und die Eindringtiefe des Eindringkörpers zusammen als Gesamtwert ermittelt, was für eine genaue Messung des Biegeelastizitätsmoduls ungeeignet ist. Geänderte Normen (ISO178:2010, Amd.1:2013 und JIS K 7171:2016)

wurden geändert und beinhalten entweder die Verwendung eines Ablenkungs -

Messsystem mit einer absoluten Genauigkeit von 1 % nach ISO 9513 Klasse 1 oder Verwendung einer Nachgiebigkeitskorrektur zur Beseitigung der Durchbiegung der Prüfmaschine. In Übereinstimmung mit den geänderten Normen wurde eine Dreipunkt-Biegeprüfung an PC-, PVC- und GFK-Proben durchgeführt, wobei der Biegeelastizitätsmodul jedes Kunststoffs unter Verwendung der Traversenverschiebung, der Nachgiebigkeitskorrektur und des Durchbiegungsmessgeräts berechnet wurde.

Messsystem

Die Messungen wurden mit einem AGS-X Table-Top Universalprüfgerät und dem Durchbiegungsmesssystem System mit einer Messgenauigkeit von innerhalb 3,4 μm. Die Anforderungen der geänderten Normen bei einer die mittlere Probendicke 4 mm beträgt, sind in Abb. 1 dargestellt. Der Wert, der für die Berechnung des Biegemoduls relevant ist, beträgt 341 μm, wobei ein Durchbiegungsmessgerät mit einer absoluten Genauigkeit von 1 % dieses Wertes (3,4 μm) erforderlich ist (Abb. 1 zeigt den Biegeelastizitätsmodul, der anhand der Steigung an zwei Punkten berechnet wurde, obwohl der Biege-E-Modul Biegeelastizitätsmodul auch auf der Grundlage der linearen Regression der Kurve berechnet werden). Die Tabellen 1, 2 und 3 enthalten Einzelheiten zu den verwendeten Geräten, Proben und die verwendeten Prüfbedingungen. Abb. 2 zeigt den Aufbau des Prüfgeräts Aufbau. Die geänderten Normen beschreiben ein Verfahren A, das eine konstante Prüfgeschwindigkeit verwendet, und ein Verfahren B, bei dem die Prüfgeschwindigkeit nach der Messung des Biegemoduls erhöht wird. Prüfung Prüfverfahren A wurde bei GFK mit geringer maximaler Biegedehnung angewandt Biegedehnung aufweist, und Prüfverfahren B wurde bei PC und PVC angewandt die eine große maximale Biegedehnung aufweisen, und der Der Umschaltpunkt der Prüfgeschwindigkeit wurde auf 0,3 % Biegedehnung festgelegt. Da außerdem der Anteil der externen Kraft der externen Kraft durch die Scherkraft zunimmt, wenn die Spannweite zwischen den Auflagern klein ist*1, empfehlen die Normen eine Spannweite zwischen den Probenauflagen das 16 ± 1fache der mittleren Probendicke.

Test Ergebnisse

Abb. 3 zeigt eine Biegespannungs-/Biegedehnungskurve. Die Biegespannung Biegedehnung auf der horizontalen Achse wurde auf der Grundlage der Ergebnisse die mit dem Durchbiegungsmesssystem gemessen wurden. Die Kurve zeigt eine plötzliche Abnahme der Biegespannung bei GFK, aber keine plötzliche Abnahme der Biegespannung bei PC und PVC da diese Probekörper nicht plötzlich brachen. Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse für die Biegefestigkeit und den Biege Elastizitätsmodul für jedes Material. Tabelle 5 zeigt den Vergleich des Biegeelastizitätsmoduls Elastizitätsmodul, der auf der Grundlage der Traversenverschiebung berechnet wurde, Nachgiebigkeitskorrektur und dem Durchbiegungsmesssystem System. Die Ergebnisse zeigen, dass der Biegeelastizitätsmodul Elastizitätsmodul in der Reihenfolge der Traversenverschiebung höher ist, der Nachgiebigkeitskorrektur und des Durchbiegungsmesssystems System.

In Abb. 4 werden die Biegedehnungen verglichen, die sich aus aus der Traversenverschiebung und der Nachgiebigkeitskorrektur Korrektur und dem Durchbiegungsmesssystem bei der Anfangszeit der GFK-Prüfung. Die blaue Linie zeigt die Messung der Traversenverschiebung, die rote Linie zeigt die Messung mit Nachgiebigkeitskorrektur und die schwarze Linie zeigt die Messung mit dem Durchbiegungsmesssystem. Die Diagramm zeigt, dass es in der Anfangsphase der Prüfung Unterschiede der Prüfung gibt.

Zusammenfassung

Die Kunststoffe wurden einer Drei-Punkt-Biegeprüfung unterzogen Biegeversuch nach einer Methode unterzogen, die den geänderten Normen (ISO178:2010, Amd.1:2013 und JIS K 7171:2016). Die Ergebnisse zeigten, dass der Biegeelastizitätsmodul des Material in der Reihenfolge der Messung mit der Traverse Verschiebung, die Nachgiebigkeitskorrektur, das Durchbiegungsmess System. Außerdem zeigten die Ergebnisse, dass dieser Unterschied bei Proben mit höherem Biegemodul größer wird Biegeelastizitätsmodul größer wird. Die genaue Messung der Verschiebung mit einem Durchbiegungsmesssystem ist für eine ordnungsgemäße Bewertung der Materialien gemäß den nach den geänderten Normen. Der in diesem Artikel verwendete Geräteaufbau kann verwendet werden zur Durchführung von Drei-Punkt-Biegeprüfungen von Kunststoffen gemäß den Übereinstimmung mit den geänderten Normen durchgeführt werden. Referenzen *1 Takashi Murakami, Shimadzu Review Vol. 71, Ausgabe 3/4 (2014)