ISO 178 | Испытание пластмасс на 3-точечный изгиб
Испытание на 3-точечный изгиб по ISO 178 используется для определения характеристик изгиба термореактивных и термопластичных пластмасс. Важными результатами этого испытания являются модуль изгиба, рассчитываемый из начального наклона в диаграмме напряжения/деформации, прочность при изгибе и деформация изгиба при разрушении образца. У растягивающихся пластмасс обычно определяют напряжение изгиба при регламентированном прогибе.
Конструкция испытания на 3-точечный изгиб по ISO 178 состоит из двух параллельных опор и расположенной по центру верхней гибочной опоры, между которыми осуществляется деформация стандартного образца в диапазоне малых углов изгиба. Путем соответствующего измерения изгибных усилий и прогиба определяют напряжение и деформацию краевых волокон образца, из которых рассчитывают отдельные результаты испытания как одноточечные характеристики.
Другой стандартизированный метод определения характеристик изгиба пластмасс приведен в стандарте ASTM D790.
Цель и характеристики Проведение испытания Формы и размеры образцов Требования к испытанию Оборудование Возможности автоматизации Запросить консультацию Загрузки
Цель и характеристики испытания на 3-точечный изгиб по ISO 178
Испытания на 3-точечный изгиб, регламентированные в стандартах ISO 178 и , представляют собой классические стандартизированные методики определения характеристик жестких и полужестких пластмасс. Полученные при этом изгибные характеристики имеют большое значение для конструкторов, инженеров и производителей, чтобы убедиться, что используемая пластмасса соответствует требованиям предполагаемой области применения.
Типичные результаты испытаний:
- Модуль изгиба и прочность при изгибе: модуль изгиба - это мера жесткости материала, он показывает, насколько хорошо материал может выдерживать изгибающие нагрузки. Прочность при изгибе указывает максимальную нагрузку, которую материал может выдержать при изгибе, прежде чем разрушится.
- Напряжение при 3,5 % деформации
- напряжение и деформация в точке текучести и при разрушении образца
Проведение испытания на 3-точечный изгиб по ISO 178
- В процессе испытания на 3-точечный изгиб по ISO 178 пластмассовый образец в форме балки или пластины располагается между двумя опорами.
- Затем к образцу сверху по центру между опорами прикладывается вертикальное усилие.
- Усилие и деформация образца измеряются, чтобы определить модуль изгиба и прочность при изгибе. Деформацию изгиба измеряет экстензометр makroXtens.
Форма и размеры образцов по ISO 178
Согласно ISO 178 для определения характеристик формовочных масс образцы для испытания на 3-точечный изгиб извлекают из центральной части многоцелевого образца по ISO 20753. Это позволяет испытывать полимер в том же состоянии обработки, что и при испытании на растяжение.
| Стандарт | Тип | Примечание | l3 мм | l1 мм | b2 мм | b1 мм | h мм | L мм | Форма |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ISO 20753 | A1 | многоцелевой образец, литье | ≥150 | 80±2 | 20±0,2 | 10±0,2 | 4,0±0,2 | 115±1 | образец с заплечиками |
| ISO 178 | - | центральная часть многоцелевого образца | - | ≥80 | - | 10±0,2 | 4 (предпочтит.) | - | стержень |
Требования к испытанию на 3-точечный изгиб
- Расчет напряжений и деформаций изгиба осуществляется, как правило, с учетом малых прогибов и с игнорированием возможного трения на опорах. По этой причине стандарты ограничивают эту методику деформацией изгиба в 3,5 %, что соответствует 6-миллиметровому прогибу ISO-образца высотой 4 мм. Допускаемая стандартами погрешность расчета в этом диапазоне составляет менее 1 % измеренного значения.
- Снятие размеров образца при испытании на изгиб требует особенной тщательности. Т.к. толщина образца в квадрате входит в расчет напряжения изгиба, то погрешность измерения также квадратна. Погрешность измерения всего в 0,1 мм при номинальной высоте образца 4,0 мм уже создает ошибку результата "напряжение изгиба" около 5%.
- Измерение прогиба осуществляется в зависимости от соответствующей задачи испытательной лаборатории. В зависимости от цели и степени сложности испытания, в стандарте ISO 178 предписаны различные типы измерения прогиба:
| Тип испытания | I | II | III | IV |
|---|---|---|---|---|
| Цель испытания | только напряжение / прочность | напряжение / прочность / деформация более 1% | напряжение / прочность / деформация / сходимое и точное модульное значение | напряжение / прочность / деформация / правильное прецизионное и точное модульное значение |
| Тип измерения прогиба | измерение не требуется | по перемещению траверсы | по перемещению траверсы с корректировкой упругости | прямое измерение прогиба соответствующим прибором |
- В самом простом случае (тип I) определяют только максимальное усилие или напряжение, так что в измерении прогиба нет необходимости.
- Если необходимо определять только те прогибы, которые приводят к деформации краевых волокон более 1% (тип II) (т.е., например, предел изгиба 3,5%), то достаточно простого измерения датчиком перемещения траверсы испытательной машины.
- Регламентированный в стандарте тип III описывает случай контроля качества или задачи в области исследований и разработок с измерением модуля изгиба, который используется только для внутреннего сравнения или контроля допусков, т.е. важна не столько точность, сколько хорошая сходимость измерений. В этом случае для упрощения конструкции испытания можно работать с датчиком перемещения траверсы испытательной машины и корректировкой упругости.
- Если требуются точные и корректные результаты испытаний по типу IV, выдерживающие сравнение с другими испытательными лабораториями, то обязательно необходимо применение прямого измерения прогиба в классе точности 1 по ISO 9513.
Просто и надежно запускать испытания по ISO 178 с ПО testXpert
Благодаря программному обеспечению testXpert операторы быстро осваиваются и сразу же приступают к проведению испытаний. Они видят только актуальные для себя задачи и шаг за шагом получают сопровождение по испытанию согласно ISO 178.
- Все характеристики и настройки стандарта ISO 178 гарантированно присутствуют в стандартной программе испытаний. Программное обеспечение шаг за шагом обеспечивает сопровождение по процессу испытания.
- Пользователи видят только только те этапы, которые должны выполнить. Они регламентированы в меню управление пользователями.
- Размеры образцов по ISO 178, благодаря привязке микрометра и цифрового штангенциркуля, передаются в программное обеспечение напрямую, что экономит время и предотвращает ошибки.
- testXpert создает максимальную эффективность испытаний. Выигрыш по времени при проведении испытаний - до 30%.
Быстрый обзор без ошибок
- Благодаря стандартизированным интерфейсам данные быстро и без ошибок импортируются из Вашей системы ERP или QS, а после испытания там сохраняются результаты. Это экономит время и предотвращает возникновение ошибок.
- Можно анализировать все характеристики из различных серий испытаний благодаря централизованному доступу ко всем данным с помощью функции testXpert Analytics. То же касается и стандарта ISO 178: модуль растяжения, модуль изгиба, прочность при растяжении, ударная вязкость образца с надрезом, скорость текучести и другие характеристики можно обзорно сравнивать и анализировать.
- Функция Trend Analysis распознает долгосрочные отклонения с помощью простого длительного анализа.
Приспособление для испытаний на 3-точечный изгиб, ISO 178
Важным признаком профессионально изготовленных гибочных приспособлений является, наряду с соблюдением размеров, их способность к точному выравниванию. Опоры должны очень точно выравниваться относительно друг друга, а также гибочного пуансона. Из-за угловых погрешностей в диаграмме напряжения/деформации может возникать так называемый нижний участок кривой, в значительной степени искажающий определение модуля. Регулируемые опоры и продуманные шаблоны значительно облегчают эту задачу. Ограничители на опорах облегчают точное позиционирование образцов.
Приспособление для испытаний на 3-точечный изгиб с шаблоном по ISO 178:
- С помощью данного приспособления фирмы ZwickRoell можно проводить испытания вплоть до максимального усилия в 20 кН. При этом максимальный прогиб составляет 36 мм.
- С помощью шаблона для настройки расстояния между опорами и ограничителей образца можно нормативно регулировать приспособление для испытаний на изгиб по ISO 178 и даже ASTM D790.
- В соответствии со стандартом ISO 178 для испытаний на 3-точечный изгиб расстояние между опорами составляет 64 мм при радиусе опор и штампа 5 мм и ширине опор 40 мм.
- Опоры можно очень точно центрировать на расстоянии друг к другу и к гибочному пуансону, а также выравнивать на опорной оси.
- Ограничители образца гибочного приспособления можно удобно настраивать и располагать в соответствии с шириной образца 10 мм (ISO 178) и 12,7 мм (ASTM D790) с помощью шаблона.
ISO 178 - решения фирмы ZwickRoell для измерения прогиба
Результаты испытания на 3-точечный изгиб по ISO 178 отображают в особенности поведение материала поблизости от поверхности образца. Измеряемые значения прогиба в процессе испытания на изгиб примерно в четыре раза больше значений продольной деформации, измеряемых при испытании на растяжение.
- Что касается требований к измерению прогиба в соответствии с типоа испытания III испытательные машины фирмы ZwickRoell могут компенсировать деформацию нагружающей рамы, датчика силы и гибочного приспособления с помощью программного обеспечения testXpert. Это позволяет проводить достаточно точное измерение с помощью датчика перемещения траверсы испытательной машины, что упрощает управление испытательной машиной особенно в области контроля качества.
- Если необходима высокая точность сравнения (как при испытании типа IV по ISO 178, то рекомендуется применение экстензометра, обеспечивающего прогиб без нагрузки под образцом. Фирма ZwickRoell предлагает соответствующие щупы для испытаний на изгиб, которые можно легко использовать в автоматическом датчике продольной деформации makroXtens или multiXtens вместо щупов для испытаний на растяжение.
Нагружающая рама для испытания на 3-точечный изгиб по ISO 178
Для проведения испытания на 3-точечный изгиб по ISO 178 можно использовать наши универсальные испытательные машины zwickiLine, ProLine и AllroundLine.
Автоматизированное испытание на 3-точечный изгиб по ISO 178
Наличие больших объемов образцов сильно связывает персонал. Система для автоматизированных испытаний пластмасс освобождает квалифицированный персонал лаборатории от рутинных действий. Лаборанты могут выполнять более сложные задачи (интерпретация полученных данных, анализы, оценка новых материалов или исследования).
Специально для автоматизированного проведения испытаний на 3-точечный изгиб по ISO 178 можно использовать наши автоматизированные испытательные системы roboTest N, roboTest L и roboTest R.
Сравнение наших автоматизированных систем для испытаний пластмасс Запросить консультацию
