ISO 527-4等方性およびオルソトロピックの引張特性ファイバ - 強化されたプラスチック複合材料

ISO 527-4に従って複合材料で引張テストを実行する方法

ISO 527-4は、の引張特性を決定するための国際テスト基準ですファイバ - 強化されたプラスチック複合材料。 ISO 527-4は、等方性およびオルソロピックの非誘導体複合材料のテスト条件をカバーし、ISO 527-1を指します。このガイドは、必要な機器、ソフトウェア、サンプルの概要を含む、ISO 527-4引張テストの基本要素を紹介するように設計されています。ただし、ISO 527-4のテストを実施することを計画している人は誰でも、このガイドを完全な標準を読むための適切な代替品と見なされるべきではありません。

ISO 527-4は何を測定しますか？

ISO 527-4テストは、標本に引張力を適用し、ストレス下で試験片のさまざまな特性を測定することにより実行されます。標本のジオメトリと選択したテストタイプに依存する固定クロスヘッド速度で、ユニバーサルテストマシン（引張試験機とも呼ばれます）で実行されます。 ISO 527-4は、次の引張特性を測定します。

ポアソンの比率 - 0.05％から0.25％の株の間の軸ひずみに対する横方向の変化の比率

弾性率 - 通常は0.05％から0.25％の株の間で決定される試験片の応力/ひずみ応答の勾配

引張強度での引張ひずみ - 引張強度に対応する引張ひずみ

引張強度 - テスト中に適用される最大応力（通常は休憩時の応力）

ISO 527-4はあなたにとって適切な基準ですか？

異方性および不均一な複合材料を完全に特徴付けるためには、幅広い異なるテストが必要です。 ISO 527-4は、複合材料で実行される最も基本的なテストの1つであり、引張特性を評価、適格、認定するために広く使用されています。 ISO 527-4は、連続的および不連続な両方の両方で複合材料に使用できますファイバ強化、ISO 527-5は一方向の連続のテストを目的としています - ファイバ複合材料。粒子または短い粒子によって強化されたプラスチック繊維ISO 527-2でテストできます。これらのすべての標準の事前に構成されたテスト方法は、さらに多くのものをで見つけることができますカソン'sユニバーサルテストソフトウェア。

標本

ISO 527-4は、3種類のテスト標本を定義します。

タイプ1B標本はaです成形短いテストに適した「犬の骨」タイプファイバ熱可塑性マトリックスを備えた強化材料。

タイプ2の標本は一定の断面を持つ長方形であり、連続的なテストに適していますファイバ熱セットと熱可塑性マトリックスを備えた材料。タイプ3の標本は、グリップによって標本が損傷するのを防ぐために、複合試験で一般的なエンドタブを追加するタイプ2標本に似ています。

標本測定

すべての標本は、ISO 16012またはISO 23529に従ってテストする前に測定する必要があります。最も典型的なマイクロメートルこれらの測定を実行するのに適している必要があります。テストシステムが強制測定ではなく応力測定を表示するために、標本の断面領域で適用された力を分割することによってストレスが計算されるため、オペレーターは標本の断面積（厚さと幅）を入力するように求められます（これはPSI、PA、KPA、KPAの単位で表示されます。GPAなど）。剛体標本の厚さと幅は異なる測定精度を必要としますが、両方に同じ測定デバイスを使用することが一般的です。円筒形または長方形のいずれかマイクロメーターISO 16012が必要とする寸法を満たしていると仮定して、ヒントを使用できます。

ユニバーサルの自動標本測定デバイス機能により、オペレーターは最大2つのデバイスを接続できます（マイクロメートルまたはキャリパー）テストソフトウェアへ。測定データはテストソフトウェアに直接アップロードされ、入力エラーの可能性がなくなり、テスト効率が向上します。

材料テストシステム

ISO 527-4は、テーブルトップまたはフロアモデルのユニバーサルテストマシンで実行できます。 100または250kn通常、炭素をテストするときはシステムが必要ですファイバコンポジット、30knまたは50knテーブルモデルシステムでは、ガラスのテストに十分な場合がありますファイバ複合材料。

ひずみ測定

ISO 527-4テスト中に株を測定するために、さまざまなデバイスが利用できます。適切な計装で使用すると、接着された電気抵抗ひずみゲージは、ゲージの活性領域（通常数mm²）の下のひずみを決定する方法を提供します。通常、ひずみゲージは、有機バッキング上の薄い金属箔グリッドで構成され、極低温から200°Cを超える幅広い温度でのテストに使用できます。ひずみゲージには、有用な電気信号を生成するためにコンディショニングが必要であり、テストマシンの標準電子機器で使いやすいアダプターが利用できます。

研究所のニーズに応じて、さまざまな拡張計オプションも利用できます。最もシンプルなタイプは、各テストの先頭に標本に直接クリップして、試験片が壊れる前に削除する必要があるクリップオンデバイスです。固定ゲージ長2630シリーズクリップオン伸縮計は、軸ひずみの測定に適しています。ポアソン比の測定のために軸方向および横歪みの両方の測定を必要とするテストには、二軸クリップオン伸縮計が利用できます。

テスト演算子による干渉なしに、標本に自動的に付着する伸筋。これは、オペレーターによる手動操作の時間のかかるニーズを排除し、多数の標本へのより一貫した配置を提供するため、スループットのニーズが高いラボで役立ちます。一貫した配置は、より繰り返し可能なモジュラス値をもたらします。

複合材料は、多くの場合、航空宇宙産業で使用するために運命づけられているため、極端な温度条件に対して回復力がなければなりません。これらの条件をシミュレートするために、ISO 527-4テストは、LN2またはCO2が使用され、チャンバーを加熱または冷却するためにアプリケーション固有の温度のいずれかを使用して、ISO 527-4テストを実行できます。ひずみゲージまたはクリップオン伸縮計は、最高温度200°Cまで使用できます。非接触高度なビデオ拡張計も使用できます。これは、温度チャンバーの外側に配置されるという利点があります。 AVE2は標本に物理的に触れないため、故障前に標本から除去する必要はありません。これにより、テストオペレーターがテスト中にチャンバーのドアを開閉する必要性がなくなります。

テストチャンバー

温度チャンバーは、強制的な空気対流と抵抗加熱要素を使用して、高温と液体窒素または二酸化炭素冷却を達成して低温を達成します。環境チャンバーのKasonの範囲は、非anmbien的なテスト条件下で材料特性を評価するための広範な温度テスト機能を提供します。補完的なグリップの全範囲、プルロッドextensometersが利用可能です。

テスト制御

ISO 527-4テストは、一定のクロスヘッド速度で実施されます。規定されたテスト速度は、試験片の種類と実行されるテストのタイプに依存します。たとえば、定期的な品質管理のために行われているテストは、資格（2 mm/min）に使用されるものよりも速い速度（5および10 mm/min）で実行できます。

計算と結果

テスト結果を提示するときは、ISO 527-4へのコンプライアンスを確保し、異なる研究所間のデータ比較を促進するために、測定項が適切に定義されていることを確認することが重要です。

引張応力/引張強度：引張応力は、特定のポイントでの力を平均標本領域で分割することによって決定されます。標本の引張強度は、故障前に達成される最大引張応力です。

故障時の引張ひずみ/引張ひずみ：引張ひずみは、ひずみ測定デバイス（ひずみゲージまたは伸筋）によって測定される工学ひずみです。引張破壊ひずみは、引張強度に対応するひずみです。

モジュラス：弾性率は、材料仕様に代替値が与えられない限り、0.05％から0.25％の株のストレス - ひずみ応答の勾配として定義されます。弾性計の計算は0.05％のひずみから始まるため、適切なプリストレスを材料に適用して、標本を握ることから誘導されるスラックまたは圧縮力を除去することが非常に重要です。材料の0.05％株または引張強度の1％を超えてはなりません。

ポアソンの比：ポアソンの比率は、弾性率（0.05％〜0.25％）を決定するために使用される同じ軸ひずみ範囲にわたって横ひずみの変化の変化の比率をとることによって決定されます。