ASTM D790 3-točkovni upogibni preskus plastike
Standard ASTM D790 opisuje preskusno metodo, ki se uporablja za določanje upogibnih lastnosti nearmirane in armirane plastike, vključno z visokomodulnimi kompoziti in električnimi izolacijskimi materiali. Tipični rezultati preskusa v skladu z ASTM D790 vključujejo upogibni modul, napetosti in deformacije na točki popuščanja, upogibno trdnost in upogibno deformacijo pri porušitvi. Preskusi se uporabljajo za togo in poltogo plastiko, vendar le do 5-odstotne meje deformacije.
Dodatni standardi za upogibne preskuse plastike in kompozitov, ojačenih z vlakni:
- ASTM D6272 – Standardna preskusna metoda za upogibne lastnosti neojačane in ojačane plastike ter električnih izolacijskih materialov s štiritočkovnim upogibanjem opisuje štiritočkovno metodo, pri kateri se največja upogibna napetost med zgornjima nakovaloma pojavi v območju brez strižne napetosti.
- Standard ISO 178 – Plastika – Določanje upogibnih lastnosti opisuje tudi tritočkovni upogibni preskus, vendar z drugačno tehnično vsebino.
- ISO 14125 - Plastični kompoziti, ojačani z vlakni – Določanje upogibnih lastnosti določa tritočkovne in štiritočkovne preskusne metode za kompozite.
Objektivne in značilne vrednosti Izvajanje preskusa Oblike in mere vzorcev Merjenje sile in odklon Preskusne hitrosti Preskusna programska oprema Avtomatizacija Pogosta vprašanja Prenosi Zahtevajte posvet
ASTM D790: objektivne in značilne vrednosti
3-točkovni upogibni preskus po ASTM D790 je tradicionalna standardizirana metoda karakterizacije toge in poltoge plastike. Upogibne lastnosti, določene s temi preskusi, so zelo pomembne za oblikovalce, inženirje in proizvajalce materialov, da zagotovijo, da uporabljeni plastični material izpolnjuje zahteve za predvideno uporabo.
Tipični rezultati preskusa v skladu z ASTM D790 so:
- Upogibni modul: upogibni modul je merilo togosti materiala in kaže, kako dobro lahko prenese upogibne obremenitve. Standard ASTM D790 zagotavlja tri metode izračuna za upogibni modul, od katerih vsaka vodi do različnih rezultatov:
- Tangentni modul (modul elastičnosti)
Razmerje, znotraj meje elastičnosti, napetosti, ki ustreza deformaciji - Modul sekanta
Razmerje med napetostjo in ustrezno deformacijo na kateri koli izbrani točki na krivulji napetost-deformacija - Modul tetive
Naklon med dvema določenima točkama na krivulji napetosti in deformacije
- Tangentni modul (modul elastičnosti)
- Upogibna trdnost:Upogibna trdnost zagotavlja informacije o največji obremenitvi, ki jo material lahko prenese pri upogibu, preden se zlomi.
- Upogibna napetost pri določeni upogibni deformaciji
- Upogibne napetosti in upogibne deformacije na točki popuščanja in pri porušitvi vzorca
Izvajanje preskusa po ASTM D790
- Pri tritočkovnem upogibnem preskusu po ASTM D790 se kvadarni vzorec postavi na dva nosilca in se z uporabo preskusnega stroja neprekinjeno deformira s sredinsko nameščeno matrico pri fiksni preskusni hitrosti, dokler se ne poruši, z mejo deformacije 5 %.
- Med procesom deformacije se meri sila, s katero deluje matrica, in upogib vzorca pod matrico.
- Nastala krivulja obremenitev-upogib se lahko pretvori v diagram napetost-deformacija z uporabo dimenzij vzorca in razdalje med nosilci. Upoštevati je treba, da so formule za izračun, ki jih ponuja standard, veljavne samo za majhne upogibe. To je glavni razlog, zakaj je upogibni preskus v skladu z ASTM D790 v postopku B omejen na mejo deformacije 5 %.
ASTM D790 mere vzorcev
Za preskušanje plastike v skladu z ASTM D790 se vzorci izdelajo z brizganjem ali strojno obdelajo iz trakov, plošč ali oblikovanih delov z mehansko obdelavo.
- V skladu z ASTM D790 se za mase za oblikovanje plastike običajno uporabljajo preskusni vzorci s prečnim prerezom 3,2 mm x 12,7 mm in dolžino 127 mm. Predpisano razmerje med debelino in nosilcem 16 vodi do nosilnega razpona 51 mm. Poleg tega standard določa vrsto dodatnih zahtev za vzorce z debelino večjo od 3,2 mm in manjšo od 1,6 mm.
- Za preskušanje laminiranih duroplastov in pločevinastih materialov za električno izolacijo bo morda treba vzorce strojno obdelati do debeline 25,4 mm ali 12,7 mm. Če je strižna trdnost zelo nizka v primerjavi z natezno trdnostjo, je treba razmerje med debelino in nosilcem povečati na 32 ali celo 40, da preprečimo strižne zlome.
- Preskušanje vlaknatih kompozitov z visoko trdnostjo se izvaja glede na razmerje natezne strižne trdnosti z razmerjem razdalje med debelino in nosilcem 16, 32 ali 40. Za zelo anizotropne materiale je morda celo potrebno razmerje 60 za pravilno določitev modula.
Pri merjenju dimenzij vzorca za upogibno preskušanj je potrebna izredno previdnost. Ker se debelina vzorca kvadratno izračuna v napetosti upogiba, je rezultat merilne napake tudi kvadratna funkcija. Merilna napaka samo 0,1 mm pri višini vzorca 3,2 mm (nominalna) povzroči napako pri upogibni napetosti več kot 5 %. Zaradi tega se debelina preskusnih vzorcev meri z mikrometrom, ki izpolnjuje zahteve ASTM D5947.
ASTM D790: merjenje sile in upogiba
Meritev sile v skladu z ASTM D790 je treba izvesti v ustreznem območju z natančnostjo ±1 % prikazane vrednosti. Sistem za merjenje obremenitve je umerjen glede na ASTM E4.
V skladu z ASTM D790 se lahko odklon v središču med nosilci izmeri prek položaja prečnega nosilca (tip I) ali neposredno z ločenim sistemom pretvornika premika (tip II):
- Za merjenje položaja prečke je treba vzdrževati natančnost, ki ustreza razredu B po ASTM E2309. V primeru neposrednega merjenja upogiba se preskus izvede v skladu z ASTM E83, pri čemer je treba upoštevati razred B-2 za določanje modula in razred C za določanje drugih deformacij.
- Za merjenje upogiba prek položaja prečke v skladu s tipom I programska oprema za preskušanje testXpert zagotavlja samodejno korekcijo inherentne deformacije preskusne opreme, pri kateri se dejanska krivulja deformacije preskusne razporeditve določi in shrani v programski opremi za preskušanje.
ZwickRoell ponuja različne sisteme pretvornikov pomika tipa II, ki izpolnjujejo te zahteve, vendar se razlikujejo zlasti po zmožnosti kombiniranja z drugimi preskusnimi metodami:
- Mehanski pretvorniki za tlačne in upogibne preskuse, zasnovani s tipali, ki so nameščena neposredno pod vzorcem
- Tipala za uporabo z mehanskimi ekstenziometri makroXtens in multiXtens
- Merilne naprave z oznakami za uporabo optičnih ekstenziometrov videoXtens
Preskusne hitrosti ASTM D790
Preskusne metode po ASTM D790 in njihov vpliv na preskusno hitrost:
- Za materiale, ki se porušijo pri majhnih odklonih, je prednostna uporaba stopnje deformacije 0,01 min-1 po metodi A.
- Materiali, ki se niti ne porušijo niti ne pokažejo točke popuščanja do raztezka 5 %, se preskušajo po metodi B z desetkrat višjo hitrostjo deformacije 0,1 min-1.
Za operaterja te informacije pomenijo, da mora biti preskusna hitrost, ki jo je treba nastaviti na preskusnem stroju, izračunana na podlagi debeline vzorca in razpona podpore ali razmerja med razponom podpore in debelino vzorca. To funkcijo je mogoče priročno shraniti v preskusno programsko opremo testXpert in postopek izračuna je mogoče avtomatizirati.
Za standardni vzorec s 3,2 x 12,7 x 127 mm in razmerjem podpore 16 je preskusna hitrost v skladu z ASTM D790:
- Po metodi A: 1,4 mm/min
- Po metodi B: 13,7 mm/min
Komplet za 3-točkovno upogibno preskušanje za ASTM D790
Poleg svoje dimenzijske natančnosti je ključna značilnost našega prefinjenega kompleta za upogibno preskušanje, natančnost poravnave. Nosilci so med seboj in z matrico natančno poravnani. Na krivulji napetost-deformacija lahko kotne napake ustvarijo nogo krivulje, ki lahko bistveno ponaredi določitev modula. Prilagodljive podpore in dobro zasnovani merilniki to nalogo bistveno olajšajo. Centrirniki na nosilcih olajšajo natančno postavitev vzorca.
Prednosti in značilnosti 3-točkovnega kompleta za preskušanje upogibnosti ZwickRoell
- S kompletom za preskušanje upogibnosti podjetja ZwickRoell je mogoče preskuse izvesti do največje sile 20 kN. Največji upogib je 36 mm.
- Pri uporabi merilnika razdalje za nastavitev razpona podpore in omejevalnikov za centriranje lahko komplet za preskušanje upogibnosti nastavite v skladu s standardi pri preskušanju po ISO 178 in ASTM D790.
- Nastavljiva sta lahko razpon in kot podpor. To jim omogoča, da so centrirani drug glede na drugega in glede na matrico ter natančno poravnani v nosilni osi.
- Središčni omejevalniki kompleta za upogibno preskušanje se nastavijo in pozicionirajo z merilnikom razdalje.
Preskusni stroji za tritočkovni upogibni preskus ASTM D790
Za izvedbo 3-točkovnega upogibnega preskusa po ASTM D790 lahko uporabite naše univerzalne preskusne stroje zwickiLine, ProLine in AllroundLine.
Preprosto in zanesljivo začnite s preskušanjem po ASTM D790 s testXpert
Z našo programsko opremo za preskušanje testXpert je postopek vkrcanja operaterja hiter in preskušanje se lahko začne takoj. Vidijo samo naloge, ki se nanašajo na njihove posebne odgovornosti, in jih vodijo korak za korakom skozi preskus v skladu z ASTM D790.
- Vse karakteristične vrednosti in nastavitve, opredeljene v standardu ASTM D790, so vključene v standardni preskusni program z zagotovljeno standardno skladnostjo. Programska oprema za preskušanje vodi uporabnika skozi preskus korak za korakom.
- Uporabniki vidijo le korake, ki jih morajo opraviti in so določeni s funkcijo upravljanja uporabnikov.
- Mere vzorca po ASTM D790 se prenašajo neposredno v programsko opremo za preskušanje prek povezave mikrometra in digitalnega kljunastega merila, kar prihrani čas in odpravi napake.
- testXpert vam pomaga doseči največjo učinkovitost preskušanja. Preskušate lahko do 30 % hitreje.
Ohranite hiter pregled brez napak
- Prek standardiziranih vmesnikov se preskusne naloge hitro in brez napak preberejo iz vašega sistema ERP ali QS, rezultati pa se po preskusu pošljejo nazaj. To prihrani čas v procesu prenosa in prepreči napake.
- S centraliziranim dostopom do vseh preskusnih podatkov prek testXpert Analytics je mogoče izvesti vrednotenje značilnih vrednosti iz različnih preskusnih serij. Tudi onstran ASTM D790: Natezni modul, upogibni modul, natezna trdnost, udarna trdnost z zarezo, stopnje pretoka in druge značilne vrednosti je mogoče preprosto reproducirati in ovrednotiti.
- Z našo funkcijo analize trendov imate možnost prepoznati dolgoročna odstopanja s preprosto možnostjo dolgoročne ocene.
Avtomatski 3-točkovni upogibni preskus po ASTM D790
Predvsem ko gre za velike količine vzorcev, ti preskusi vežejo veliko osebja. Preskusni sistem za avtomatizirane preskuse na plastiki razbremenjuje kvalificirano laboratorijsko osebje rutinskih opravil in zagotavlja obnovljivost vaših preskusnih rezultatov. To zaposlenim omogoča, da prevzamejo bolj zapletene naloge, kot je interpretacija rezultatov preskusov, ocenjevanje novih materialov ali sodelovanje v drugih raziskovalnih dejavnostih.
Za avtomatizirano izvedbo 3-točkovnih upogibnih preskusov po ASTM D790 priporočamo uporabo naših preskusnih sistemov roboTest N, roboTest L ali roboTest R. Kombinacija različnih preskusov, na primer nateznih preskusov po ASTM D638 in upogibnih preskusov po ASTM D790, je možna s preprosto pretvorbo ali z vključitvijo več preskusnih naprav v en sistem.
Primerjava naših avtomatiziranih sistemov za preskušanje plastike Zahtevajte posvet
Pogosta vprašanja o ASTM D790
Oba standarda zagotavljata metodo za določanje upogibnih lastnosti plastike, vendar se razlikujeta glede uporabe, geometrije vzorca in preskusnega postopka. Iz tega razloga rezultati preskusov niso primerljivi. Pri preskušanju plastike je pričakovati razlike zaradi dimenzij vzorcev, ki vplivajo na strukturo materiala. Druge vplivne spremenljivke izhajajo iz različnih preskusnih hitrosti in razlik v določanju vrednosti modula.
Standard ASTM D790 opisuje preskusno metodo, ki se uporablja za določanje upogibnih lastnosti nearmirane in armirane plastike, vključno z visokomodulnimi kompoziti in električnimi izolacijskimi materiali. Tipični rezultati preskusa vključujejo upogibni modul, napetosti in deformacije na točki popuščanja, upogibno trdnost in upogibno deformacijo pri porušitvi. Preskusi se uporabljajo za togo in poltogo plastiko, vendar le do 5-odstotne meje deformacije.
Rezultati preskusov upogibanja v skladu z ISO 178 in ASTM D790 na plastiki so običajno podobni, vendar niso neposredno primerljivi. Razlogi za to so različne stopnje deformacije pri upogibnem preskusu, različne metode izračuna vrednosti modula in razlike, ki lahko nastanejo med izdelavo vzorca.
Standardi ISO so razviti na podlagi širokega mednarodnega soglasja, ki so ga vzpostavili mednarodni odbori za standardizacijo. Te odbore sestavljajo predstavniki strokovnjakov iz nacionalnih organov za standardizacijo sodelujočih držav. Standardi ASTM so razviti na nacionalni ravni v Združenih državah, čeprav ASTM mednarodno dovoljuje sodelovanje strokovnjakom izven ZDA.
Upogibni modul je merilo togosti materiala in kaže, kako dobro lahko prenese upogibne obremenitve. Upogibna trdnost zagotavlja informacije o največji obremenitvi, ki jo material lahko prenese pri upogibu, preden se zlomi.
Upogibna napetost se izračuna v skladu z ASTM D790 in ISO 178 kot skrajna napetost vlaken vzorca v središču med nosilci. Formula, navedena v standardu, temelji na idealnem primeru obremenitve. Kotne napake ali torne sile na nosilcih, ki so posledica naraščajočega upogiba vzorca med upogibnim preskusom, se ne upoštevajo. Izračun je dovolj natančen le pri majhnih upogibnih kotih.
Kotne napake med nosilci ali med nosilci in matrico povzročijo točkovni stik med vzorcem in preskusnim orodjem na začetku preskusa. Ko se obremenitev poveča, se vzorec torzijsko deformira in doseže se linearna opora. Te začetne deformacije so vidne v diagramu napetost-deformacija kot tako imenovana noga krivulje, to je naraščajoči gradient v začetnem merilnem območju. To lahko znatno vpliva na vrednosti modula sekante in modula tetive, medtem ko je tangentni modul po ASTM D790 manj občutljiv na ta učinek.
