AGX-V, Zugfestigkeitsprüfung

Zugprüfung von Kunststoffen mit automatischem Extensometer

Benutzer Vorteile

Übereinstimmung mit der Norm ISO 527 (JIS K 7161)
Signifikante Reduzierung der Prüfzeit

Einführung

Kunststoffe haben eine ausgezeichnete Formbarkeit und Vielseitigkeit und werden als Struktur-/Funktionsmaterial in vielen Bereichen eingesetzt, von Flugzeugteilen bis hin zu elektronischen Komponenten.

In der Entwurfs-/Qualitätskontrollphase ist die Messung der mechanischen Materialeigenschaften von wesentlicher Bedeutung, um eine hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit der Produkte zu gewährleisten. Die typischen Materialeigenschaften sind die Zugfestigkeit und der Elastizitätsmodul, die beide durch einen Zugversuch ermittelt werden. Diese Prüfungen müssen nach den Richtlinien der (nationalen oder internationalen) Vorschriften durchgeführt werden, um eine hohe Wiederholbarkeit und Zuverlässigkeit der Messungen zu gewährleisten.

Bei der Durchführung von Zugversuchen zur Qualitätskontrolle müssen täglich zahlreiche Prüfungen wiederholt werden, und eine Verkürzung der Prüfzeit ist der Schlüssel zur Optimierung des Prüfprozesses. Zu den wirksamen Methoden zur Verkürzung der Prüfzeit gehört der Einsatz von Längenänderungsaufnehmern, die in der Lage sind, die Armstellung und das Einspannen der Probe automatisch vorzunehmen, wie z. B. der SIE-560SA. In dieser Arbeit wurden die Präzisions-Universalprüfmaschine AGX-10kNVD und der automatische Längenänderungsaufnehmer SIE-560SA eingesetzt, um drei Sorten von Kunststoffen (PVC, PP, PC) gemäß der Norm ISO 527 (JIS K 7161) zu prüfen.

Prüfverfahren

Die Prüfungen wurden nach den Richtlinien der Norm ISO 527 (JIS K 7161) durchgeführt. Form und Größe der Probekörper sind in Abb. 1 dargestellt. Die Prüfgeschwindigkeit wurde auf 1 mm/min für eine Dehnung unter 0,3% und auf 50 mm/min eingestellt, wenn die Dehnung den Wert von 0,3% erreichte. Das Dehnungsintervall für die Berechnung des Elastizitätsmoduls E betrug 0,05%~0,25% (Abb. 2).

Die Zugfestigkeit Om ist definiert als die höchste während des Versuchs aufgezeichnete Spannung. Weist das geprüfte Material eine deutliche Streckgrenze auf, wird die Zugfestigkeit σm zur Spannung, die der Streckdehnung Oy entspricht.

Prüfgeräte

Die Prüfungen wurden mit einer 10 kN Universal-Präzisionsprüfmaschine AGX-10kNVD durchgeführt, und die Messung der Dehnung erfolgte mit dem automatischen Extensometer SIE-560SA. Die wichtigsten Merkmale des SIE-560SA sind im Folgenden aufgeführt

Automatische Einstellung der Position und Schließen/Entfernen der Arme.
Messung der Dehnung bis zum Bruch des Probekörpers.
Die Genauigkeit der Dehnungsmessung ist für Prüfungen nach ISO 527 (JIS K 7161) geeignet (der höhere Wert zwischen ±1μm oder 0,5% des gemessenen Flecks).

Für diese Prüfung wurden pneumatische 5kN-Flachspannzeuge verwendet. Das Öffnen/Schließen dieser Spannzeuge wird durch Luft angetrieben und erleichtert das Einrichten der Probe erheblich, was wiederum zur Verkürzung der Prüfzeit beiträgt. Die Einzelheiten der Prüfausrüstung sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Eine schematische Darstellung der Prüfung ist in Abb. 4 zu sehen.

Test Ergebnisse

Das Verhältnis zwischen Spannung und Dehnung ist in Abb. 5 dargestellt. Jedes Material wies eine eindeutige Streckgrenze auf, und daher wurde die Zugfestigkeit σm als Streckspannung σy bewertet. Die Ermittlung der Streckgrenze erfolgt automatisch mit der Software TRAPEZIUMX-V. Die Prüfergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Schlussfolgerung

Die Zugfestigkeit und der Elastizitätsmodul von drei Arten von von Kunststoffen wurden mit einer Präzisions-Universalprüfmaschine AGX-10kNVD und einem automatischen Extensometer SIE-560SA gemessen. Durch den Einsatz des SIE-560SA und eines pneumatischen Spannzeugs kann die Prüfzeit erheblich verkürzt werden, so dass hocheffiziente Messungen durchgeführt werden können. Darüber hinaus eignet sich das SIE-560SA aufgrund seiner hohen Präzision für Prüfungen nach der Norm ISO 570 (JIS K 7161).