ISO 179-1 | ISO 179-2 Charpy Udarność i Charpy Udarność z karbem tworzyw sztucznych

Badanie udarności Charpy’ego i badanie na zginanie z karbem zgodnie z ISO 179-1 i ISO 179-2 dostarcza wartości charakterystycznych dla udarności przy wysokich prędkościach wydłużenia w formie wartości energii zależnej od powierzchni. Badania przeprowadza się zwykle w klimacie standardowym lub w niskich temperaturach.

Obszarami stosowania są:

• Porównanie różnych mas formierskich
• Tworzenie kart materiałowych, np. według ISO 10350-1
• Monitoring tolerancji w ramach kontroli przychodzących towarów i zapewnienia jakości
• Badanie gotowych części na podstawie przygotowanych próbek
• Pomiar efektów starzenia
• Badania mechaniki pękania

Badanie Charpy'ego ma szerszy zakres niż Izoda i jest bardziej odpowiednia do badania materiałów, które wykazują międzywarstwowe pęknięcia ścinające lub efekty powierzchniowe.

Metoda Charpy'ego oferuje również zalety podczas przeprowadzania badań w niskich temperaturach. Ponieważ podpory próbki znajdują się dalej od karbu, unika się szybkiego przenoszenia ciepła do krytycznych obszarów próbki, co upraszcza chłodzenie w zewnętrznym urządzeniu chłodzącym i późniejsze podawanie do urządzenia badawczego.

• Dla konwencjonalnego, nie instrumentalizowanego badania udarności Charpy’ego zgodnie z ISO 179-1 stosuje się młoty udarnościowe , które szczegółowo zdefiniowano w normie ISO 13802. Umożliwia to dobrą porównywalność badań przeprowadzanych na różnych urządzeniach badawczych, laboratoriach, operatorach i lokalizacjach.
• Zasada pomiaru opiera się na możliwości pracy i wysokości opadania w odpowiednim młocie wahadłowym, który w momencie uderzenia badanej próbki uwalnia część swojej energii kinetycznej. W rezultacie młot wahadłowy po uderzeniu nie podnosi się już na pierwotną wysokość opadania. Zmierzona różnica wysokości pomiędzy wysokością opadania a wysokością wznoszenia się staje się miarą pochłoniętej energii. Określając wysokość opadania, określa się również prędkość uderzenia, tak aby badania odbywały się przy porównywalnych prędkościach wydłużenia.
• Każdy młot wahadłowy może być używany w zakresie od 10% do 80% jego wydajności roboczej. Jeżeli kilka młotów wahadłowych spełnia ten warunek do badania materiału, co zwykle ma miejsce, ponieważ obszary robocze różnych młotów wahadłowych nakładają się, stosuje się młot wahadłowy o największej wydajności roboczej. Zapewnia to minimalizację spadku prędkości podczas procesu uderzenia.
• Rodzaj pomiaru zakłada, że ​​wszystkie straty energii można przypisać badanej próbce. Z tego powodu ważne jest, aby minimalizować, korygować lub całkowicie wykluczać wszystkie zewnętrzne źródła błędów. W normie ISO 13802 znajdują się ścisłe specyfikacje, dotyczące strat tarcia, które nieuchronnie powstają w wyniku tarcia powietrza i tarcia w punktach łożyskowania młota wahadłowego, a także kontroli w ramach regularnej kalibracji. Wartości korekcji są mierzone i przypisywane do odpowiedniego młota wahadłowego. Dla jakości pomiaru istotny jest odpowiedni ciężar i pozbawiony wibracji montaż młota do badania udarności na bardzo stabilnym stole laboratoryjnym, blacie przykręconym do litej ściany lub na podeście murowanym. Wibracje wewnętrzne w urządzeniu są konstruktywnie minimalizowane. ZwickRoell stosuje młoty wahadłowe z podwójnymi prętami wykonanymi z jednokierunkowych materiałów węglowych, które charakteryzują się bardzo niską masą, a jednocześnie zapewniają optymalną sztywność prętów wahadłowych.

Rejestrując krzywą siła-czas, można uzyskać wykres siły-drogi z doskonałą dokładnością poprzez podwójną integrację przy użyciu wysokiej jakości technologii pomiarowej. Uzyskane w ten sposób dane można wykorzystać na różne sposoby:

• Dodatkowe parametry umożliwiające lepsze zrozumienie zachowania materiału
• Charakterystyka mechaniczna pękania
• Automatyczne, niezależne od użytkownika określenie rodzaju pęknięcia na podstawie krzywej na wykresie siła-droga

Krzywe wartości mierzonych zawsze wykazują charakterystyczne oscylacje. Wibracje te pochodzą od korpusu próbki, a ich częstotliwość ma określone funkcjonalne powiązanie z geometrią próbki, wymiarami, jak i wartością modułu polimeru.

Kolejną dużą zaletą instrumentalizowanego badania udarności Charpy’ego zgodnie z ISO 179-2 jest duży zakres pomiarowy. W przeciwieństwie do konwencjonalnych młotów do badania udarności , mierzone są nie energie, ale siły. Ponieważ elektronika pomiarowa umożliwia dokładne pomiary już od 1/100 siły nominalnej, dolna granica mierzalnej energii uderzenia jest zwykle określana na podstawie czasu trwania testu i częstotliwości drgań własnych elementów pomiarowych. Z tego powodu możliwe jest pokrycie całego zakresu pomiarowego opisanego w ISO 179-2 za pomocą dwóch oprzyrządowanych młotów wahadłowych: Oprzyrządowane wahadło 5 J dla prędkości uderzenia 2,9 m/s i wahadło 50 J dla prędkości uderzenia 3,5 m/s. W oparciu o tę procedurę instrumentalizuje się także badania metodą Izoda oraz próby rozciągania udarowego.