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 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.
