Raccomandazioni per il successo delle prove di flessione su materie plastiche, con o senza trasduttore di spostamento
I test di flessione, chiamati anche bending tests, vengono eseguiti per testare o confrontare le materie plastiche, compresi i loro composti. Le prove di flessione forniscono un metodo di prova affidabile con una configurazione di prova relativamente semplice: sono utilizzate per determinare il comportamento sforzo-deformazione di un materiale con bassa deformazione del provino. Il risultato più frequente è il modulo di flessione, ma i limiti di snervamento, la massima sollecitazione a flessione o la deformazione flessionale a rottura possono essere misurati anche su materiali con bassa duttilità. La forma di misurazione più accurata, utilizzando un trasduttore di spostamento, è rappresentata dalla misurazione diretta della deflessione.
Perché la misurazione accurata della sezione trasversale è così importante quando si eseguono prove di flessione?
La determinazione delle dimensioni del provino, in particolare il suo spessore, è di particolare importanza poiché tale valore ha un effetto quadratico nel calcolo delle sollecitazioni flessionali. Un errore di misurazione di appena 0,1 mm provoca un errore di circa il 5% nel calcolo della sollecitazione flessionale. Una misurazione accurata della sezione trasversale è quindi fondamentale per risultati di prova affidabili.
Nelle prove di flessione, perché è così importante prestare molta attenzione al corretto allineamento dei supporti, all’applicazione del carico tramite punzone, e al provino?
Uno scarso allineamento del dispositivo per test di flessione comporta un inizio non lineare della curva di deformazione delle sollecitazioni. Questa eventualità deve essere assolutamente evitata, in quanto causa una misurazione errata del modulo di flessione.
Per un allineamento ottimale abbiamo a disposizione diversi strumenti: per esempio grazie al calibro di regolazione, sia la distanza tra i supporti che l’allineamento possono essere impostati in modo rapido e affidabile.
L’indentazione del materiale causata dal punzone e dai supporti ha un ruolo nei risultati di prova?
In base alla durezza del materiale, all'entità della forza agente e al raggio dei supporti e del punzone, l'indentazione si verifica nell’area di carico di quest’ultimo e nei punti di appoggio. Se la deflessione è misurata dal movimento del punzone rispetto ai supporti, l’indentazione sembra aumentare la deflessione misurata. Solitamente, ciò non può essere compensato da alcuna correzione di conformità. Utilizzando un trasduttore di spostamento fissato centralmente, la rientranza del punzone viene compensata.
Quali vantaggi offre un trasduttore di spostamento durante la misurazione della flessione?
La misurazione diretta della flessione, utilizzando un trasduttore di spostamento fissato al centro tra i supporti, rappresenta la forma di misurazione più accurata, che porta in modo affidabile a risultati di prova corretti.
Secondo le normative ASTM D790 e ISO 178, per ottenere risultati di prova veritieri e precisi è indispensabile utilizzare un trasduttore di spostamento. Ciò vale se, ad esempio, devono essere create schede tecniche o se devono essere effettuati confronti tra laboratori diversi.
In alternativa, gli standard prevedono l’eventuale misurazione della corsa della traversa.
Cosa si deve considerare quando si lavora con un trasduttore di spostamento?
Un fattore molto importante per ottenere risultati di prova accurati e affidabili è garantire la minima influenza del trasduttore di spostamento sulla prova. I trasduttori di spostamento ZwickRoell T15, T25 e T50 permettono risultati di test affidabili grazie a fissaggio sicuro, allineamento assiale e tracciamento precisi ed un piccolo aumento della forza di contatto che non influisce sul processo o sul risultato del test.
Devono essere esclusi anche gli effetti di deformazione del telaio di carico e della cella di carico. I trasduttori di spostamento ZwickRoell prevengono queste influenze essendo montati direttamente sulla tavola di flessione.
Questi trasduttori di spostamento misurano con elevata accuratezza, indipendentemente dalla temperatura di prova, poiché le relative deviazioni di accuratezza vengono compensate automaticamente in ogni macchina di prova ZwickRoell.
Quali risultati si ottengono con un test di flessione sulle materie plastiche?
La prova di flessione fornisce una curva sforzo-deformazione e diversi valori caratteristici come: modulo di flessione, limite di snervamento e, se applicabile, punto di rottura. Gli standard solitamente distinguono tre tipi di curve: a, b e c.
È possibile determinare un modulo di flessione per tutti i tipi di curve. Secondo la norma ISO 178, la misurazione viene eseguita tra lo 0,05% e lo 0,25% della deformazione flessionale. ASTM D790 definisce la misura del modulo come secante (chord modulus) o come tangente alla pendenza della curva.
Ulteriori risultati includono la sollecitazione flessionale massima, la sollecitazione e deformazione flessionale a rottura, la deformazione alla sollecitazione flessionale massima e, se applicabile, la sollecitazione flessionale al limite di deflessione definito.
