Bepaling van de r-waarde volgens ISO 10113

“De r-waarde is de “verhouding van de ware plastische rek in dwarsrichting tot de ware plastische rek in dikterichting” in een metalen sample onderworpen aan uniaxiale trekspanning (definitie uit DIN EN ISO 10113).

Voor het berekenen van de r-waarde zijn dus metingen nodig van de ware plastische rek in breedte- en dikterichting tijdens de uniforme verlenging. De lengteverandering is echter veel makkelijker te meten dan de dikteverandering. Daarom is de norm gebaseerd op het model van constant volume in het gebied tot de maximale kracht Ag (uniforme rek). Als we aannemen dat het volume constant blijft tot de plastische r-rek bij de maximale kracht Ag, kunnen we de verandering in dikte vervangen door de verandering in lengte om de r-waarde te bepalen.

Als de r-waarde 1 is, hebben we een isotropisch materiaal dat even veel vervormt in de breedte- als in de dikterichting. Als de waarde groter is dan 1, hebben we een grotere vervorming in breedterichting. Als de waarde kleiner is dan 1, hebben we een grotere vervorming in dikterichting.

De norm ISO 10113 definieert drie procedures en twee methoden voor de bepaling van de r-waarde.

Drie procedures: Bij de automatische procedure worden zowel de verlenging als de verandering in breedte gemeten met een extensometer. Daarnaast bestaat een halfautomatische procedure waarbij enkel de verlenging gemeten wordt met een rekmeter, en de insnoering en vermindering in dikte manueel gemeten worden.

Voor de manuele en halfautomatische procedures wordt de r-waarde bepaald volgens de enkelvoudige puntmethode. Hierbij wordt de r- waarde bepaald bij een bepaalde graad van plastische rek (bv. bepaling van de waarden bij 2% en 5% plastische rek).

Bij de automatische procedure kan gewerkt worden met de regressiemethode, die een volledig rekgebied in rekening brengt. De helling wordt bepaald aan de hand van de meetgegevens van ware plastische langsrek en ware plastische dwarsrek in een bepaald rekgebied.

De regressiemethode wordt aanbevolen aangezien ze betrouwbaardere r-waarden oplevert doordat het resultaat uitgemiddeld wordt over een volledig gebied en niet op een enkel punt (waar de bepaling gewoonlijk gebeurt bij 2 of 5% plastische rek).

Sinds de uitgave van 2020, beveelt ISO 10113 (2020-08) het gebruik aan van “extensometers voor meting van de onmiddellijke insnoering die de insnoering op meerdere plaatsen kunnen meten, in het ideale geval gelijk verdeeld over de hele meetlengte.”

Met deze verandering in de norm zullen realistische resultaten gemeten worden en zal de reproduceerbaarheid verbeteren. Daarnaast is de methode makkelijker te begrijpen, aangezien hetzelfde samplevolume gebruikt wordt voor de insnoering en de verlenging.

Speciaal voor deze aanbeveling in de norm biedt ZwickRoell de videoXtens T-160 HPaan. Deze meet over 10 meetlijnen, gelijk verdeeld over de hele meetlengte. Dit produceert niet enkel realistische r-waarden volgens ISO 10113, maar ook precieze, nauwkeurige waarden aangezien hij speciaal voor deze tests werd ontwikkeld.