Zkouška ohybem malých desek z kovových materiálů podle VDA 238-100
Norma VDA 238-100 popisuje provádění zkoušky ohybem kovových desek z hliníkových slitin a vysoce pevných ocelí (pevnost v tahu Rm ≥ 780 MPa). Od roku 2017 jsou na zkušební zařízení kladeny velmi přísné požadavky, aby naměřený úhel ohybu odrážel výhradně vlastnosti zkoušeného materiálu a nebyl ovlivněn samotným zařízením. To umožňuje lépe posoudit tvárnost materiálu.
Níže uvedené informace poskytují ucelený přehled. Pokud je však zapotřebí zajistit, aby byla zkouška provedena přesně v souladu s VDA 238-100, je nutné mít k dispozici kompletní normu.
Účel & oblasti použití Vzorky & příprava vzorků Požadavky na tuhost Průběh zkoušky Přípravek pro zkoušku 3bodovým ohybem Optické funkce Automatické funkce Požádat o konzultaci
Účel zkoušky a oblasti použití podle VDA 238-100
Zkouška ohybem malých desek podle normy VDA 238-100 se používá ke stanovení úhlu ohybu například u karosářských dílů automobilů. Účelem je poskytnout informace o deformačním chování a náchylnosti kovových materiálů k selhání během tvářecích procesů, v nichž hraje hlavní roli ohyb nebo při nárazovém zatížení.
Tato norma byla vyvinuta ve spolupráci s výrobci a dodavateli, aby byl vytvořen jednotný globální standard pro aplikace v automobilovém průmyslu.
Vzorky a jejich příprava podle VDA 238-100
Kvalita přípravy vzorků významně ovlivňuje průběh zkoušky. Norma VDA 238-100 proto předepisuje několik kroků pro jejich pečlivou přípravu. Povrch vzorku musí být čistý a nerovnosti hran je v případě potřeby nutné odstranit broušením, nebo jinak upravit.
Zkouška se provádí na malých kovových deskách o standardních rozměrech 60 × 60 mm. Pokud má být aplikováno větší zatížení, lze po dohodě se zadavatelem zmenšit jejich šířku.
U materiálů s vysokou tvárností se pro lepší charakterizaci doporučuje natažení vzorků ještě před samotnou zkouškou.
Požadavky na tuhost zkušebního zařízení podle VDA 238-100
Tuhost zkušebního zařízení má významný vliv na výsledky zkoušky. Pokud není dostatečná, dochází k deformaci zařízení, což vede k naměření menšího úhlu ohybu, než odpovídá skutečnosti. „Pro úhel ohybu αjm. > 130° je nutné ověřit tuhost zkušebního zařízení. Při tažné síle 3 000 N nesmí celkové rozšíření válců překročit 0,1 mm.“ (Zdroj: VDA 238-100:2020-07, část 4: Zkušební zařízení a zkušební vybavení, vydal:německý spolek VDA [Svaz automobilového průmyslu, Verband der Automobilindustrie e.V.]).
Díky špičkové tuhosti dosahuje naše zařízení pro zkoušky ohybem malých desek nejvyšší možné přesnosti – a tím i naprosto spolehlivých výsledků.
Příprava zkoušky podle VDA 238-100
Přípravek pro zkoušku ohybem se umístí do stroje pro zkoušky tahem tak, aby byly válečky rovnoběžné a přesně vyrovnané pod zkušebním trnem s tolerancí ±0,05 mm. Vzdálenost válců je stanovena normou VDA 238-100 jako funkce vypočteného cílového úhlu ohybu αjm.:
| Ocel | 2 tm + 0,5 mm | |
| Slitiny hliníku | αjm. ≤ 130° | 2 tm |
| αjm. > 130° | 2 tm + 0,5 mm pro t ≤ 2,0 mm |
tm = tloušťka vzorku před zkouškou, t = nominální tloušťka
Vzorky musí být na válcích umístěny symetricky, aby síla působící na trn působila přesně ve středu podpěrné vzdálenosti. Poloměr trnu se volí podle materiálu a tloušťky vzorku následovně:
| Ocel (Rm ≥ 780 MPa) | 0,4 mm | |
| Slitiny hliníku | 0,2 mm pro t ≤ 2,0 mm | 0,4 mm pro t > 2,0 mm |
Průběh zkoušky podle VDA 238-100
Vzorek je ohýbán při definovaných zkušebních rychlostech, dokud není splněno jedno z následujících tří kritérií pro ukončení zkoušky:
- Snížení síly:
Ocel: 60 N
Hliník, tloušťka ≤ 2,0 mm: 30 N
Hliník, tloušťka > 2,0 mm: 60 N - Ukončení při posuvu příčníku, který zajistí úhel ohybu po očekávaném snížení síly o 30 N nebo 60 N a před opětovným upnutím vzorku
- Ukončení v případě výrazného zvýšení síly
Stanovení úhlu ohybu
Norma VDA 238-100 definuje tři možnosti stanovení úhlu ohybu:
- Ručně (αₘ) podle přílohy C: Po vyjmutí vzorku ze zkušebního přípravku se úhel ohybu měří ručně úhloměrem. Tento postup zahrnuje pouze plastickou deformaci.
- Výpočet (α꜀) podle přílohy D: Úhel ohybu vypočítá software na základě pohybu příčníku. Zahrnuje jak plastickou, tak elastickou deformaci.
- Opticky (αₒ) podle přílohy E: Úhel ohybu určuje během zatěžování vzorku špičkový kamerový systém. Měření zahrnuje plastickou i elastickou deformaci a provádí se přímo na vzorku během zkoušky. Tento způsob měří plastickou i elastickou deformaci.
„Díky úzké spolupráci s předními hráči v oboru víme, že velký úhel ohybu je klíčovým ukazatelem kvality materiálu. Stejně důležitá je však i vysoká tuhost zkušebního zařízení. A právě na to jsme se při vývoji zaměřili. Zásadní pro nás byl také jednoduchý, rychlý a bezpečný provoz, který zajišťuje, že zařízení splňuje požadavky každodenního používání. Společně se zákazníky jsme zařízení intenzivně testovali a dále vyvíjeli. Výsledkem je produkt, který kromě technické přesnosti nabízí především jednu věc: prakticky ověřené know-how.“
Dr. Erhard Reimann, produktový manažer odpovědný za systémy pro statické zkoušení kovů
Zkouška malých desek podle VDA 238-100 s vybavením ZwickRoell
Sada ZwickRoell pro zkoušku ohybem malých desek byla vyvinuta ve spolupráci s předním automobilovým výrobcem. Splňuje nejen požadavky normy VDA 238-100, ale především je také přizpůsobena každodennímu testování: Nabízí snadnou manipulaci, minimální vliv obsluhy a inteligentní podporu díky optickým měřicím a analytickým funkcím.
Používáte váš zkušební stroj i pro jiné aplikace? Zkušební přípravek není nutné demontovat. Lze využít adaptér, který umožňuje na přípravek pro zkoušku ohybem malých desek snadno namontovat různé držáky vzorků nebo přípravky.
Automatizovaná zkouška ohybem malých desek
Pokud chceme dosáhnout opravdu spolehlivých a přesných výsledků, je vhodné zkoušku ohybem malých desek provádět zcela automatizovaně.
Robotický zkušební systém roboTest N ZwickRoell zajišťuje manipulaci se vzorky i jejich přesné vkládání do zkušebního přípravku. Tím se zcela eliminují vlivy lidského faktoru, jako je teplota či vlhkost rukou, ale také nepřesné upnutí kovových vzorků.
Na začátku procesu robotická čtečka načte identifikační kód na vzorku, což zajistí, že údaje o vzorku budou jednoznačně a spolehlivě přiřazeny k výsledkům zkoušky.
Protože se zkouška ohybem malých desek provádí na plechových vzorcích různé tloušťky, změří se v dalším kroku v měřicí stanici automaticky tloušťka zkušebního vzorku. Na základě tohoto údaje robot zvolí odpovídající ohybový trn a přesně jej vloží do zkušebního zařízení. Současně se automaticky nastaví i vzdálenost válců ve zkušebním přípravku, aby odpovídala zvolenému trnu.
Automatizace zkoušky ohybem malých desek podle normy VDA 238-100 umožňuje laboratornímu personálu věnovat se náročnějším odborným činnostem, jelikož rutinní úkony zajišťuje automatizovaný zkušební systém.
Video: Automatizovaná zkouška ohybem malých desek
Automatizovaná zkouška ohybem malých desek se na tomto videu provádí za účelem testování velkého množství vzorků různých tlouštěk.
Robotický zkušební systém roboTest N zajišťuje, že každý vzorek je do zkušebního zařízení vložen naprosto stejným způsobem. Automatizací se tak minimalizuje vliv lidského faktoru.
