ISO 178 | 塑料的3點彎曲測試

符合ISO 178 標準的3點彎曲測試用於測定熱固性和熱塑性彎曲特性。透過該測試所獲得的最常見結果為彎曲模量，係從應力-應變曲線的初始斜率、彎曲強度和試樣破壞時的彎曲應變計算而得。易延展塑料的彎曲應力通常在界定的偏移下測定。

根據ISO 178 標準的3點彎曲測試的測試裝置由兩個平行壓頭或支撐件，以及一個設置在中央的加載邊綠（又稱為上壓頭）組成，標準試樣在兩者之間於小彎曲角度範圍內變形。測量彎曲力和偏移以測定試樣的纖維極端應力與應變，並根據此應力及應變以單點數據的形式計算個別測試結果。

其他用來計算塑料彎曲特性表徵的方法說明規範在ASTM D790標準中。

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DIN EN ISO 178: 塑料的3點彎曲測試 - 含插入試樣的 3 點彎曲測試套件和延伸計詳細視圖

根據 ISO 178 標準的3點彎曲測試目的與特徵

ISO 178 和 ASTM D790 中規定的3 點彎曲測試描述了剛性和半剛性塑料的典型標準化表徵方法。使用這些測試測定的彎曲特性對設計者、工程師和製造商都非常重要，並確保所使用的塑膠材料符合其預定用途要求。

典型的測試結果包括：

彎曲模量與彎曲強度：彎曲模量為材料鋼性測量值，指出材料對彎曲負載的抵抗能力。彎曲強度提供有關材料斷裂前可承受的最大彎曲負載資訊。
3.5 % 伸長率下的應力
降伏點和試片斷裂處的應力和伸長率

根據 ISO 178 標準進行3點彎曲測試

在符合ISO 178標準的3點彎曲測試中，將條狀塑膠試樣放置於兩個支撐件之間，
接著在兩個支撐件的中間位置對試樣頂部施加垂直力。
測量施加的力和試樣的變形，以測定彎曲模量和彎曲強度。彎曲應變係以makroXtens延伸計測量。

Probenform & Abmessungen nach ISO 178

Gemäß ISO 178 werden für die Formmassencharakterisierung die Probekörper für den 3 Punkt Biegeversuch aus dem mittleren Teil des Vielzweck-Probekörpers nach ISO 20753 entnommen. So wird das Polymer im gleichen Verarbeitungszustand wie im Zugversuch geprüft.

L Einspannlänge
l₁ Länge des engen parallelen Teils/Innendurchmesser
l₃ Gesamtlänge / Außendurchmesser
b₂ Probenbreite im Schulterbereich
b₁ Probenbreite im Messlängenbereich
h Probendicke

Probenformen und Abmessungen für den 3 Punkt Biegeversuch nach ISO 178
Norm	Typ	Bemerkung	l₃ mm	l₁ mm	b₂ mm	b₁ mm	h mm	L mm	Form
ISO 20753	A1	Vielzweckprobekörper durch Spritzgießen	≥150	80±2	20±0,2	10±0,2	4,0±0,2	115±1	Schulterprobe
ISO 178	-	mittlerer Teil des Vielzweckprobekörpers	-	≥80	-	10±0,2	4 (bevorzugt)	-	Stabprobe

3點彎曲測試要求

計算彎曲應力與應變時，通常會考慮小偏移，並且不考慮支撐部位的任何摩擦。因此，該標準將此方法限制為 3.5% 的彎曲應變，這對應於高度 4 mm ISO 試樣的 6 mm 偏移。在此範圍內，標準所接受的計算誤差仍低於測量值的 1%。
測量試樣尺寸以進行彎曲測試時應特別留意。由於試樣厚度是按彎曲應力的二次方計算，因此測量誤差結果也是二次函數。試樣高度為 4.0 mm（標稱值）時，即使 0.1 mm 的測量誤差，也會產生約 5% 的彎曲應力誤差。

Die Messung der Durchbiegung erfolgt in Abhängigkeit von der jeweiligen Zielsetzung des Prüflabors. Je nach Zielsetzung und damit Komplexität der Prüfung werden in der ISO 178 verschiedene Arten der Durchbiegungsmessung vorgeschrieben:

Arten (I-IV) von Prüfungen, aufsteigend angeordnet nach Komplexität und Genauigkeitsanforderung
Art der Prüfung	I	II	III	IV
Geforderte Zielsetzung der Prüfung	nur Spannung / Festigkeit	Spannung / Festigkeit / Dehnungen größer 1%	Spannung / Festigkeit / Dehnungen / wiederholbarer und präziser Modulwert	Spannung / Festigkeit / Dehnungen / richtiger und präziser und damit genauer Modulwert
Art der Durchbiegungs- messung	keine Messung erforderlich	über Traversenweg	über Traversenweg mit Nachgiebigkeitskorrektur	direkte Messung mittels Durchbiegungsmesseinrichtung

Im einfachsten Fall (Art I) ist nur eine maximale Kraft oder Spannung zu bestimmen, so dass keine Durchbiegungsmessung erforderlich ist.
Wenn nur Durchbiegungen zu bestimmen sind, die zu einer Randfaserdehnung größer 1% führen (Art II), also zum Beispiel die 3,5% Biegegrenze, dann ist eine einfache Messung über den Traversenwegaufnehmer der Prüfmaschine ausreichend.
Die in der Norm definierte Art III beschreibt den Fall einer Qualitätssicherung oder einer F&E Aufgabe mit Biegemodulmessung, die nur dem internen Vergleich oder einer Toleranzüberwachung dient, es also nicht so sehr auf die Richtigkeit, sondern auf eine gute Wiederholbarkeit der Messung ankommt. In diesem Fall kann zur Vereinfachung des Prüfaufbaus mit dem Traversenwegaufnehmer der Prüfmaschine und einer Nachgiebigkeitskorrektur gearbeitet werden.
Wenn präzise und richtige Prüfergebnisse nach Art IV erzielt werden sollen, die auch einen Vergleich mit anderen Prüflaboren standhalten, dann ist der Einsatz einer direkten Durchbiegungsmessung in der Genauigkeitsklasse 1 nach ISO 9513 zwingend erforderlich.

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ISO 178 標準下的3點彎曲測試

除了尺寸準確度外，精確對準是我們先進彎曲測試套件的另一項關鍵特性。支撐件除了彼此須精確對準外，還須與模具也精確對位。在應力-應變曲線中，角度誤差會產生曲線腳（Curve Foot），可能導致明顯的錯誤模數測定。可調整的支撐件及設計優異的量規使這項任務變得輕鬆許多，支撐件上的對中擋塊可確保輕鬆完成試樣的精確定位。

ISO 178塑料3點彎曲測試：測距儀與附加的壓頭 — 用於正確定中心與對準的3點彎曲測試套件與測距儀

ZwickRoell 彎曲測試套件用於 ISO 178 的3點彎曲測試 — 符合 ISO 178 標準的3點彎曲測試套件

Vorteile und Merkmale der ZwickRoell 3-Punkt Biegevorrichtung

3-Punkt Biegevorrichtung mit Abstandslehre nach ISO 178:

Mit der Biegevorrichtung von ZwickRoell können Prüfungen bis zu Maximalkräften von 20kN durchgeführt werden. Die maximale Durchbiegung beträgt dabei 36 mm.
Mit der Abstandslehre zur Einstellung des Auflagerabstandes und der Probenanschläge kann die Biegevorrichtung für Prüfungen nach ISO 178 und auch ASTM D790 normgerecht eingestellt werden.
Entsprechend der ISO 178 für den 3 Punkt Biegeversuch beträgt der Auflagerabstand 64 mm bei Auflager- und Stempel-Radien von 5 mm und einer Auflagerbreite von 40 mm.
Die Auflager können im Abstand zueinander und zum Biegestempel zentriert, sowie in Auflageachse sehr genau ausgerichtet werden.
Die Probenanschläge der Biegevorrichtung können mit Hilfe der Abstandslehre entsprechend der Probenbreiten 10 mm (ISO 178) und 12,7 mm (ASTM D790) komfortabel eingestellt und positioniert werden.

室溫下根據 ISO 178 的塑料3點彎曲測試 - testXpert 測試軟體的彎曲應力／彎曲應變曲線

ISO 178 - ZwickRoell Lösungen zur Durchbiegungsmessung

符合 ISO 178 的3點彎曲測試其結果顯示了材料的性能，特別是靠近試樣表面的部分。測得的偏移大約為拉伸測試中伸長量的四倍。

在考量測試類型III的偏移測量要求後，ZwickRoell 試驗機會透過testXpert 測試軟體補償負載機架、荷重元和彎曲測試工具的變形。這項機制能確保透過試驗機的橫樑行程監測器進行足夠精確度的測量，如此一來，機器的操作會變得簡易方便，特別是在品管過程中。
如果要求測試的高度可再現性，例如在符合 ISO 178 的測試類型IV情況，我們則建議使用延伸計來協助完成試樣下方的無負載偏移。為進行彎曲測試，ZwickRoell 提供可與makroXtens或multiXtens自動延伸計一起使用的感測器臂，而非提供拉伸感測器臂。

Lastrahmen für den 3-Punkt Biegeversuch nach ISO 178

Zur Durchführung des 3 Punkt Biegeversuchs nach ISO 178 können unsere Universalprüfmaschinen zwickiLine, ProLine und AllroundLine eingesetzt werden.

Automatisierter 3-Punkt Biegeversuch nach ISO 178

Besonders bei einem großen Probenaufkommen wird das Personal stark gebunden. Ein Prüfsystem für die automatisierte Prüfung von Kunststoffen entlastet qualifiziertes Laborpersonal von Routinetätigkeiten. Daraus resultierend stehen die Mitarbeiter für komplexere Aufgaben wie Interpretation der gewonnenen Daten, Auswertungen, Bewertung neuer Materialien oder Forschungstätigkeiten zur Verfügung.

Speziell für die automatiserte Durchführung von 3-Punkt Biegeversuchen nach ISO 178 können unsere automatisierten Prüfsysteme roboTest N, roboTest L und roboTest R eingesetzt werden.

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