Trektests op kunststoffen bij lage, verhoogde of hoge reksnelheden
De meting van spanning/rekcurven met een trektest op kunststoffen bij hoge reksnelheden levert gegevens voor crash simulaties, bijvoorbeeld voor voertuigbouw.
Doel & normen Vereisten aan de test / testapparatuur Testsystemen Kunststof brochure
Normen en doelen van hogesnelheids trektests volgens SAE J2749, ISO 18989, ISO 18872, VDA Aanbeveling 287
De meting van spanning/rekcurven bij hoge reksnelheden levert ontwerpgegevens voor crash simulaties, bijvoorbeeld voor voertuigbouw. Een internationale norm voor variabele reksnelheden in statische en hogesnelheids trektests is momenteel in ontwikkeling.
- SAE J 2749 definieert de test en vereisten aan de testapparatuur in het algemeen
- ISO 18989 is een ontwerp van een testnorm met een procedure voor trektests met variabele reksnelheden in een gebied van statisch tot meer dan 150 s-1. Het project is gebaseerd op:
- VDA 287, een aanbeveling van de Duitse Vereniging voor de Automobielindustrie (VDA).
- ISO 22183, die kwaliteitscriteria vastlegt voor het dynamische gedrag van krachtmeting en dus een uniforme evaluatie van meetgrafieken op vlak van kwaliteit
- ISO 18872 bevat een meer theoretische benadering met algemene definities en een procedure voor extrapolatie van testresultaten bij hoge reksnelheden. De norm is beperkt bruikbaar.
Trekgedrag bij hoge reksnelheden wordt gemeten op speciale samples en bij gekende omstandigheden, met snelheden van statische tests tot ongeveer 5 m/s. Zo zijn reksnelheden tot 200 1/s mogelijk op samples Type 3 volgens ISO 8256
Testvereisten
Voor deze tests worden normaal gezien hydraulische hogesnelheids trektestmachines gebruikt, waarbij een zuiger kort versneld wordt tot de vereiste testsnelheid met in accumulatoren opgeslagen hydraulische energie. Met dit type machine kan zowel bij lage als bij hoge snelheden gemeten worden.
Tests met een snelheid boven ca. 1,5 m/s kunnen ook uitgevoerd worden met speciaal voor het testen van kunststoffen aangepaste valtorens. Hierbij is de testopstelling gelijkaardig aan een impact-trektest, waarbij het sample stevig ingeklemd wordt aan één kant, terwijl aan de andere kant een slagblok wordt vastgemaakt om de beweging van het valgewicht over te dragen op het sample. Bij lagere snelheden is het niet nuttig een valtoren te gebruiken omwille van de lage valhoogte en zeer hoog valgewicht die dan nodig zouden zijn.
Om een geldige test te verzekeren, is het nodig een geschikte extensometer of verplaatsingsmeetsysteem te gebruiken dat zowel de snelheid van de trekkende klem of het slagblok, als de vervorming van het sample met voldoende resolutie en snelheid kan meten. Normaal gezien wordt hiervoor een snel camerasysteem met 2D DIC evaluatie gebruikt.
De kracht wordt gemeten via een stijf meetsysteem met lage massa, dat naast een goede meetnauwkeurigheid en een meetsnelheid van meer dan 200 kHz een zo hoog mogelijke eigenfrequentie moet bezitten. De periode van deze natuurlijke oscillatie moet minstens een factor 8 tot 10 kleiner zijn dan de meetperiode tot het relevante testonderdeel.
In theorie moet de beweging van de trekkende klem van nul tot de gewenste treksnelheid accelereren zonder vertraging, en vervolgens constant blijven. Om dit ideale scenario zo dicht mogelijk te benaderen, wordt een bijkomend element met lage massa gebruikt tussen de zuiger en de klem, de zogenaamde lost motion bar. Dit element bepaalt samen met de klem het dynamisch gedrag van het vervormingsproces en is daarom belangrijk voor het toewijzen van de spanning/rekcurve aan de vereiste derde as, de reksnelheid.
De tests worden gewoonlijk uitgevoerd in standaardklimaat volgens ISO 291. Als de hogesnelheids trekeigenschappen bepaald moeten worden bij een breed gamma temperaturen, hebben we temperatuurkasten die in de testruimte van een hogesnelheids testmachine geplaatst kunnen worden.
