Valore dello sforzo a compressione secondo la norma ISO 3386
La norma ISO 3386 stabilisce il metodo per la determinazione delle caratteristiche sforzo-deformazione in compressione (valore dello sforzo a compressione) di materiali cellulari flessibili a bassa densità. La norma ISO 3386-1 riguarda le schiume morbide con densità fino a 250 kg/m3, mentre la norma ISO 3386-2 si riferisce principalmente alle schiume elastiche dense (gommapiuma) con densità superiore a 250 kg/m3.
Il valore dello sforzo a compressione è la resistenza alla compressione che un provino in schiuma morbida, standardizzato in base alle sue dimensioni, presenta rispetto a una compressione su tutta la superficie del 65%, 40% e 25% dell’altezza iniziale in determinate condizioni ambientali. Il valore dello sforzo a compressione è espresso in kilopascal (kPa = 10³N/m²). Quanto maggiore è il valore dello sforzo a compressione, quanto più esso è solido.
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Norme sul valore dello sforzo a compressione per schiume morbide
Le norme internazionali per la determinazione del valore dello sforzo a compressione sono ISO 3386-1 e ISO 3386-2 e ASTM D3574 test C.
Nel settore industriale automotive, esistono altri metodi di prova definiti in normative aziendali separate:
- BMW QV 52009-1
- Daimler DBL 5452
- General Motors GMW 15471, General Motors GME-GMI 60283-8
- PSA D 41003, PSA D 411541
- Renault N° 1002, Renault N° 1541
- Toyota TSM 7100 G Sezione 4.2
- Volkswagen PV 3410
In alcuni casi i metodi variano in termini di procedura di prova e risultati di prova specifici, per questo i risultati non possono essere direttamente confrontati tra i metodi.
Provini ISO 3386
- Il provino standardizzato in conformità alla norma ISO 3386-1 deve essere un cubo a sezione quadrata di un cilindro rettangolare con una larghezza minima o un rapporto diametro/spessore di 2:1. Lo spessore preferito è di 50 +/- 1 mm e non deve essere inferiore a 10 mm. La superficie dei provini non deve essere inferiore a 2.500 mm².
- In ogni caso, la norma ISO 3386-2 non consente l'uso di provini cilindrici. Per i provini conformi alla norma ISO 3386-2, la superficie quadrata da caricare deve avere una lunghezza del bordo di almeno 40 mm e un rapporto larghezza/spessore di 4:1.
ISO 3386, prova, attrezzatura di prova
Il valore dello sforzo a compressione descrive una caratteristica del materiale di una schiuma morbida che viene determinato durante una prova di compressione su un provino standardizzato. Durante la prova, viene misurato il comportamento di deformazione della schiuma morbida, in condizioni definite con precisione, e visualizzato in un grafico sforzo-deformazione.
Eseguire un test:
- Per la prova secondo ISO 3386 viene specificato lo sforzo a compressione dell'intera superficie del provino. I piatti di compressione devono quindi essere più grandi del provino da testare. Le schiume a cellule chiuse richiedono fori di ventilazione di 6,5 mm nei piatti di compressione per prevenire la formazione di cuscinetti d’aria.
- In generale, la prova prevede tre cicli di precarico per il condizionamento del provino, seguiti da un ciclo di misurazione in cui vengono determinati i valori caratteristici. L'altezza iniziale del provino è determinata direttamente dalla macchina di prova all'inizio del primo ciclo di precarico.
- In questo caso, il comportamento di deformazione del provino è relativamente complesso. Il movimento laterale della struttura cellulare e conseguenti sforzi di taglio avvengono vicino alla superficie di taglio, mentre la deformazione in compressione pura è predominante nel centro. Per questo, utilizzando questo metodo di prova, non è possibile comparare efficacemente i valori determinati da provini di varie dimensioni. Nel caso della norma ISO 2439 (durezza di indentazione), tuttavia, non viene considerata l’influenza dei bordi tagliati in quanto il penetratore è più piccolo del provino. La durezza di indentazione rappresenta pertanto un valore caratteristico riproducibile indipendente dalle dimensioni se il provino è sufficientemente grande. Questo metodo è ottimale per la garanzia di qualità e offre un vantaggio nella misurazione del valore dello sforzo a compressione secondo la norma ISO 3386.
ISO 3386 - Valori caratteristici
Dopo il quarto ciclo (ciclo di misurazione), si legge la forza in Newton alla deformazione definita (Fxx). I risultati sono
- caratteristiche sforzo-deformazione in compressione Ccxx per ogni deformazione richiesta in kilopascal: Cxx = 1.000 * Fxx/A
- e il valore dello sforzo a compressione al 40% di deformazione CV40 in kilopascal (solo per ISO 3386-1): CV40 = 1.000 * F40/A
A:superficie provino in mm2
I metodi utilizzati da Renault e PSA sono eccezioni. Il test è composto da un totale di cinque cicli, vengono valutati il primo e l'ultimo. Per aumentare l'accuratezza della misurazione dello spostamento, questa normativa specifica la correzione per la deformazione della macchina. Queste opzioni di correzione sono disponibili in tutte le macchine ZwickRoell come funzione standard.
Integrando una scala di precisione di ZwickRoell nel software di prova testXpert, la misurazione della densità apparente (ISO 845 e ASTM D3574 test A) può essere integrata nella sequenza di prova.
ISO 3386 - requisiti tecnologici di prova speciali
ZwickRoell dispone di una gamma completa di prodotti per la determinazione del valore dello sforzo a compressione secondo le norme ISO 3386-1 e ISO 3386-2:
- La macchina di prova universale della serie zwickiLine è ideale per i metodi di prova con provini standard ed è disponibile in quattro diversi campi di forza (0,5 / 1 / 2,5 / 5 kN) e tre altezze del telaio di carico.
- La macchina di prova universale della serie ProLine consente anche i test sui componenti, l'installazione di piatti di compressione con una larghezza fino a 400 mm e permette di eseguire prove con forze più elevate.
La misurazione delle caratteristiche sforzo-deformazione in compressione secondo la norma ISO 3386 presenta una serie di requisiti speciali per la tecnologia di prova.
- Correzione della deformazione della macchina: il telaio di carico e il sensore di forza presentano una deformazione intrinseca sotto carico. Ciò significa che la distanza del piatto di compressione è effettivamente maggiore di quella specificata. Questa deformazione intrinseca viene registrata dal software di prova ZwickRoell testXpert e utilizzata per la correzione. Per garantire la corretta distanza del piatto di compressione durante i tempi di attesa, la correzione deve avvenire online mentre il test è in corso
- Le funzionalità speciali del software comprendono la registrazione e il calcolo dello spessore del provino, il precalcolo delle compressioni percentuali, la gestione di due punti di zero del percorso e di due spessori del provino (se necessario), il calcolo conforme agli standard dei risultati e il reporting.
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FAQ
Il valore dello sforzo-deformazione a compressione, detto anche valore dello sforzo a compressione, è la resistenza alla pressione che un provino, in condizioni ambientali specifiche, applica su una superficie definita.
La differenza principale tra la durezza di indentazione ISO 2439 e il valore dello sforzo a compressione ISO 3386 consiste nella riproducibilità dei valori misurati su provini di dimensioni diverse utilizzando lo stesso metodo di prova. La ISO 2439 rappresenta un valore caratteristico indipendente dalle dimensioni e riproducibile se il provino è sufficientemente grande. Questo metodo è molto adatto per il controllo qualità, poiché l’uso di penetratori più piccoli del campione, elimina l'influenza del bordo di taglio. Con la compressione su tutta la superficie secondo la norma ISO 3386, invece, il movimento laterale della struttura cellulare con corrispondente taglio avviene in prossimità delle superfici di taglio laterali, mentre al centro predominano le deformazioni di pura compressione. Per questo, utilizzando questo metodo di prova, non è possibile comparare efficacemente i valori determinati da provini di varie dimensioni.
ISO 3386-1 determina il valore del valore dello sforzo a compressione delle schiume soffici con densità fino a 250 kg/m3, mentre ISO 3386-2 si riferisce principalmente alle schiume elastiche dense (gommapiuma) con densità superiore a 250 kg/m3. Oltre al valore dello sforzo-deformazione in compressione, determinato sia nella ISO 3386-1 che nella ISO 3386-2, la prima determina anche il valore dello sforzo in compressione. Inoltre, ISO 3386-2 richiede velocità di prova inferiori rispetto a ISO 3386-1.
