ISO 178 | Zkouška 3bodovým ohybem plastů
Zkouška 3bodovým ohybem podle ISO 178 je zkušební metoda používaná pro stanovení ohybových vlastností termoplastů a reaktoplastů. Nejčastějšími výsledky získanými touto zkouškou jsou modul pružnosti v ohybu, který se vypočítá z počátečního sklonu křivky napětí-deformace, pevnost v ohybu a deformace v ohybu při porušení vzorku. U tvárných plastů se ohybové napětí obvykle určuje při definovaném průhybu.
Zkušební uspořádání se při zkoušce 3bodovým ohybem podle ISO 178 skládá ze dvou rovnoběžných kovadlin nebo podpěr a centrálně umístěného zatěžovacího trnu nebo horní kovadliny, mezi nimiž se deformuje standardizovaný vzorek v rozsahu malých úhlů průhybu. Z průběhu měření ohybové síly a průhybu se určí nejvyšší napětí a deformace vzorku, z nichž se vypočítají jednotlivé výsledky každé zkoušky.
Další metoda stanovení ohybových vlastností plastů je popsána v normě ASTM D790.
Účel zkoušky a charakteristické hodnoty Průběh zkoušky Tvary a rozměry vzorků Zkušební požadavky Zkušební vybavení Možnosti automatizace Požádat o konzultaci
Účel zkoušky 3bodovým ohybem podle ISO 178
Zkoušky 3bodovým ohybem popsané v normách ISO 178 a ASTM D790 představují klasické metody pro stanovení charakteristických vlastností tuhých a polotuhých plastů. Ohybové vlastnosti zjištěné pomocí těchto zkoušek mají velký význam pro konstruktéry, inženýry a výrobce, aby se ujistili, že použitý plastový materiál splňuje požadavky pro určené použití.
Mezi typické výsledky zkoušek patří:
- Ohybový modul a ohybová pevnost: modul pružnosti v ohybu je mírou tuhosti tvaru vzorku a materiálu, charakterizuje odolnost proti ohybovému zatížení. Pevnost v ohybu udává maximální zatížení, které vykazuje materiál před porušením.
- Napětí při průhybu 3,5%
- Napětí a průhyb na mezi kluzu a při lomu zkušebního tělesa
Provedení zkoušky 3bodovým ohybem podle ISO 178
- Při zkoušce 3bodovým ohybem podle normy ISO 178 se plastové zkušební těleso položí na dvě podpěry.
- Na horní část vzorku ve středu mezi podpěrami pak působí tlačný trn svislou silou.
- Měření síly a deformace slouží ke stanovení modulu pružnosti v ohybu a pevnosti v ohybu. Průhyb je možné měřit průtahoměrem makroXtens.
Tvar a rozměry zkušebních těles podle ISO 178
V souladu s normou ISO 178 se vzorky pro zkoušku 3bodovým ohybem pro stanovení vlastností lisovaného materiálu odebírají ze střední části víceúčelového vzorku podle ISO 20753. Tím je zajištěn stejný stav zpracování polymeru pro zkoušky jak tahem, tak ohybem.
| Norma | Typ | Upozornění | l3 mm | l1 mm | b2 mm | b1 mm | h mm | L mm | Tvar |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ISO 20753 | A1 | Víceúčelový vstřikovaný vzorek | ≥ 150 | 80 ± 2 | 20 ± 0,2 | 10 ± 0,2 | 4,0 ± 0,2 | 115 ± 1 | Vzorky s hlavami (lopatky) |
| ISO 178 | - | Střední část víceúčelového vzorku | - | ≥ 80 | - | 10 ± 0,2 | 4 (přednostní) | - | Plochý vzorek |
Požadavky na zkoušku 3bodovým ohybem
- Výpočet napětí v ohybu a poměrné deformace ohybem bere zpravidla v potaz malé odchylky a přehlíží případné tření o podpěry. Z toho důvodu se normy omezují na smluvní deformaci v ohybu 3,5 %, což u vzorků podle ISO o tloušťce 4 mm odpovídá průhybu 6 mm. Chyba ve výpočtu v tomto rozsahu leží stále pod 1 % naměřené hodnoty a je akceptována normami.
- Měření rozměrů zkušebních těles pro zkoušky ohybem vyžaduje mimořádnou pečlivost. Protože tloušťka vzorku vstupuje do výpočtu v ohybového napětí kvadraticky, je chyba výsledku měření rovněž kvadratickou funkcí. Odchylka měření pouhé 0,1 mm při výšce vzorku 4,0 mm (nominální) vede k chybě ohybového napětí přibližně 5 %.
- Měření průhybu se provádí podle konkrétních požadavků ve zkušební laboratoři. Podle účelu, a tedy i komplexnosti zkoušky, jsou v normě ISO 178 specifikovány různé způsoby měření průhybu:
| Typ zkoušky | I | II | III | IV |
|---|---|---|---|---|
| Požadované výsledky zkoušky | Pouze napětí / pevnost | Napětí / pevnost / tažnost větší než 1 % | Napětí / pevnost / tažnost / opakovatelná a přesná hodnota modulu | Napětí / pevnost / tažnost / správná a více přesná hodnota modulu |
| Způsob měření průhybu | Neměří se | Z dráhy příčníku | Z korigované dráhy příčníku | Přímé měření snímačem průhybu |
- V nejjednodušším případě (Typ I) je třeba určit pouze maximální sílu nebo napětí a není nutné měřit průhyb.
- Pokud se mají stanovit pouze hodnoty průhybu a výsledkem je deformace vnějšího vlákna větší než 1 % (Typ II), tj. například 3,5 % meze kluzu v ohybu, pak postačí jednoduché měření dráhy příčníku zkušebního stroje.
- Typ III definovaný v normě popisuje případ kontroly kvality nebo výzkumné a vývojové úlohy s měřením modulu pružnosti v ohybu, které slouží pouze pro účely interního porovnání nebo sledování přípustné odchylky, a proto není ani tak důležitá správnost, ale dobrá opakovatelnost měření. V tomto případě lze pro zjednodušení vybavení pro zkoušku použít sledování pohybu příčníku zkušebního stroje a korekci shody.
- Pokud je cílem dosáhnout přesných a správných výsledků zkoušek (Typ IV), které obstojí i ve srovnání s jinými zkušebnami, je použití přímého měření průhybu ve třídě přesnosti 1 podle ISO 9513 nezbytné.
Jednoduché a spolehlivé zkoušky podle ISO 178 s testXpert
S naším zkušebním softwarem testXpert je proces zapracování operátorů rychlý, a tak mohou bezprostředně zahájit práci. Vidí pouze úkoly, které se týkají jejich konkrétních povinností, a jsou krok za krokem vedeni zkouškou podle normy ISO 178.
- Všechny zkušební parametry a výsledky definované v normě ISO 178 jsou obsaženy ve standardizovaném zkušebním programu a jsou samozřejmě v souladu s touto metodou. Zkušební software provádí uživatele celým postupem krok za krokem.
- Uživatelé vidí pouze ta zadání, která mají provést a která jsou definována oprávněním ve Správě uživatelů.
- Rozměry vzorku podle normy ISO 178 mohou být načteny přímo do zkušebního softwaru prostřednictvím z připojeného mikrometru nebo digitálního měřidla. To šetří čas a eliminuje chyby.
- testXpert vám pomáhá k dosažení maximální efektivity práce. Zkoušení tak může být rychlejší až o 30 %.
Zajištění snadného a bezproblémového přehledu
- Pomocí standardizovaných rozhraní jsou parametry zkušební úlohy rychle a bezchybně načteny ze systému ERP nebo QS a výsledky jsou po zkoušce přeneseny zpět. Tím se významně šetří čas přenosu dat a předchází se chybám.
- Díky centralizovanému přístupu ke všem zkušebním datům pomocí modulu testXpert Analytics lze provádět vyhodnocení charakteristických hodnot z různých sérií zkoušek. Rovněž nad rámec normy ISO 178: Modul pružnosti v tahu, modul pružnosti v ohybu, pevnost v tahu, rázová houževnatost, rychlost toku a další charakteristické hodnoty lze snadno reprodukovat a vyhodnocovat.
- S naší funkcí Analýzy trendu a Dlouhodobé statistiky máte možnost jednoduše sledovat vyhodnocovaná data ve zvolené časové periodě.
Zkouška 3bodovým ohybem podle ISO 178
Vedle rozměrové přesnosti je klíčovou vlastností našeho sofistikovaného přípravku pro zkoušku ohybem přesné seřízení. Podpěry musí být precizně vzájemně vyrovnány jednak vůči sobě a rovněž vůči ohybovému (tlačnému) trnu. Úhlové chyby vedou ke zkreslení náběhu křivky napětí-deformace, což může významně ovlivnit určení modulu pružnosti. Nastavitelné podpěry a dobře navržené měrky velmi usnadňují práci. Zarážky na podpěrách zajišťují přesné umístění zkušebních těles.
Přípravek pro 3bodový ohyb s distanční měrkou podle ISO 178:
- S tímto přípravkem pro zkoušku ohybem od společnosti ZwickRoell lze provádět zkoušky až do maximální síly 20 kN. Maximální průhyb je 36 mm.
- Při použití měrky k nastavení rozpětí podpor a středicích zarážek lze přípravek pro zkoušku ohybem nastavit v souladu s normami podle ISO 178 a ASTM D790.
- Podle normy ISO 178 pro zkoušku 3bodovým ohybem je rozpětí podpor 64 mm, jejich poloměr a rádius trnu je 5 mm a šířka kovadliny 40 mm.
- Podpory musí být vyrovnány v přesné vzdálenosti od sebe navzájem a od opěrné osy a vycentrovány vůči úderníku.
- Středicí zarážky přípravku pro zkoušku ohybem lze pohodlně pomocí měrky nastavit podle šířky vzorku 10 mm (ISO 178) a 12,7 mm (ASTM D790).
ISO 178 – řešení ZwickRoell pro měření průhybu
Výsledky zkoušky 3bodovým ohybem ukazují především chování materiálu v blízkosti povrchu zkušebního tělesa. Naměřený průhyb zkušebních těles je přibližně čtyřikrát větší než prodloužení při zkoušce tahem.
- S ohledem na požadavky na měření průhybu (typ III) mohou zkušební stroje ZwickRoell společně s naším zkušebním softwarem testXpert kompenzovat deformaci zatěžovacího rámu, snímače síly a zkušebních přípravků. To umožňuje dostatečně přesné měření z dráhy pohybu příčníku zkušebního stroje. Usnadňuje se tak i obsluha zkušebního stroje především v oblasti kontroly kvality.
- Je-li vyžadován vysoký stupeň reprodukovatelnosti, jako v případě zkoušek typu IV nebo podle normy ISO 178, doporučuje se použít , který se velmi lehce dotýká vzorku. K automatickým snímačům deformace makroXtens nebo multiXtens nabízí ZwickRoell kromě ramének pro tahové zkoušky také odpovídající vidlicová raménka pro zkoušky ohybem.
Zatěžovací rám pro 3bodový ohyb podle ISO 178
Zkoušky 3bodovým ohybem podle ISO 178 můžete provádět na univerzálních zkušebních strojích zwickiLine, ProLine nebo Allround Line.
Automatizovaná zkouška 3bodovým ohybem podle ISO 178
Obzvláště jedná-li se o velké počty vzorků, zaměstnávají tyto zkoušky velké množství personálu. Zkušební systém pro automatizované zkoušky plastů zbavuje kvalifikované pracovníky laboratoří těchto rutinních úkolů a umožňuje jim převzít složitější úkoly, jako je interpretace a vyhodnocení dat, hodnocení nových materiálů nebo další výzkumné činnosti.
Robotické systémy roboTest N, roboTest L a roboTest R, které lze využít pro automatizované zkoušky 3bodovým ohybem podle ISO 178.
Srovnání našich automatizovaných zkušebních systémů pro plasty Požádat o konzultaci
