So wird ein Biegeprüfverfahren an Kunststoffen nach ASTM D790 durchgeführt
Verfasser Kayla Thackeray
ASTM D790 ist ein Standardprüfverfahren für Biegeeigenschaften von unverstärkten und verstärkten Kunststoffen, Hochmodul-Verbundwerkstoffen und elektrisch isolierenden Materialien. Mit dieser Anleitung sollen Sie in die grundlegenden Elemente eines ASTM-A790-Biegeprüfverfahrens eingeführt werden und eine Übersicht über erforderliche Prüfgeräte, Software und Proben erhalten. Beim Planen von Prüfverfahren nach ASTM D790 darf jedoch diese Anleitung nicht als gleichwertiger Ersatz für das Lesen der vollständigen Norm betrachtet werden.
ASTM D790 ist eins von mehreren Prüfverfahren der Biegeeigenschaften von Kunststoffen. Die Norm ist nicht geeignet zum Prüfen von Zugfestigkeitseigenschaften von Kunststoffen; dafür sollte ASTM D638 herangezogen werden. Auch kann mit dieser Norm die Biegefestigkeit nicht bestimmt werden, oder die maximale Faserspannung in einer Probe in dem Moment, bevor sie in einer Biegeprüfung reißt oder bricht. Anstelle der Biegefestigkeit wird die Biegestreckgrenze gemessen für Materialien, die in der Biegeprüfung nicht reißen. für Materialien, die bei einer Dehnung von 5 % weder brechen noch überdehnt werden. Derartige Materialien sind wahrscheinlich eher geeignet für 4-Punkt-Biegeprüfungen gemäß ASTM D6272.
ASTM D790 ist der ISO 178 sehr ähnlich, mit einigen bedeutenden Unterschieden:
- ISO 178 erfordert den Einsatz entweder eines Deflektometers oder einer Konformitätsberichtigung zur Bestimmung des Moduls. Für ASTM D790 wird dies nur empfohlen; das Modul kann allein durch Traversenverschiebung berechnet werden.
- Die bevorzugten Probengrößen sind unterschiedlich, und da die Prüfgeschwindigkeit von der Probentiefe abhängt, können die Prüfgeschwindigkeiten der Normen voneinander abweichen. Die empfohlene Tiefe von ASTM D790-Proben ist 3,2 mm. Die empfohlene Tiefe von ISO 178-Proben ist 4 mm.
- Für ASTM D790 ist nur eine Prüfgeschwindigkeit zulässig, während ISO 178 nach der Messung des Moduls eine zweite (schnellere) Prüfgeschwindigkeit erlaubt.
ASTM D790 misst die Biegeeigenschaften eines Materials unter Biegespannung oder Verformung. Diese Prüfung wird auf einem Universalprüfsystem mit einer Dreipunkt-Biegevorrichtung mit einer Geschwindigkeit im Verhältnis zu der Tiefe der Probe durchgeführt. Mit dem Prüfen nach ASTM D790 werden die folgenden mechanischen Eigenschaften bestimmt:
- Tangentialmodul: Auch Elastizitätsmodul genannt. Steigung der Geraden der Lastdurchbiegungskurve und Maß der Materialsteifigkeit.
- Sekantenmodul: Steigung der Geraden, die den Ursprung und einen ausgewählten Punkt auf der Lastdurchbiegungskurve verbindet.
- Sehnenmodul: Steigung zwischen zwei ausgewählten Punkten auf der Lastdurchbiegungskurve.
- Biegefestigkeit: Die höchste Biegespannung, die bei einer Biegeprüfung erhalten wird.
- Biegespannung beim Versagen: Biegespannung, unter der eine Probe bei einem Biegeprüfverfahren versagt. Bei manchen Materialien versagt die Probe, bevor eine Dehnungsgrenze erreicht wird. In einem solchen Fall wäre die Biegefestigkeit gleich der Biegespannung beim Bruch.
In ASTM D790 werden zwei unterschiedliche Prüfverfahren für verschiedene Materialien beschrieben. In Verfahren A, der bevorzugten Methode, wird eine Dehnungsgeschwindigkeit von 0,01 mm/mm/min verwendet. Die Dehnungsgeschwindigkeit in Verfahren B ist 0,10 mm/mm/min und wird für Materialien angewendet, die bei der niedrigeren Dehnungsgeschwindigkeit bei 5 % Dehnung u. U. nicht versagen. Für ASTM D790 können Messungen der Dehnung entweder mittels Traversenverschiebung oder mit einem Extensometer vorgenommen werden. Diese beiden Messarten werden Typ 1 und Typ 2 genannt.
Die erforderte Prüfgeschwindigkeit für ASTM D790 ist eine Funktion des Stützweiten-zu-Tiefe-Verhältnisses und der Dehnungsgeschwindigkeit. Mit dem Bluehill® Universal Expression Builder können Benutzer die Prüfgeschwindigkeit als Funktion anstelle einer statischen Nummer eingeben. Nachdem der Bediener die Probenabmessungen eingibt, passt die Software die Prüfgeschwindigkeit automatisch gemäß der Gleichung an.
PrüfsystemDas Prüfen nach ASTM D790 kann mit einem Tisch- oder Bodenmodell einer Universalprüfmaschine durchgeführt werden, und es steht eine große Auswahl an Zubehör bereit, das zur Optimierung Ihrer Prüfverfahren konfiguriert werden kann. Jedes Labor hat seine eigenen Bedürfnisse, daher bieten wir mehrere verschieden Systemkonfigurationen an.
Unten sehen Sie ein Beispiel für eine Grundkonfiguration Diese Prüfeinrichtung besteht aus einem Testsystem Serie 3400 mit einer Dreipunkt-Biegevorrichtung ohne Extensometer, was bedeutet, dass die Dehnung mit diesem System per Traversenverschiebung gemessen werden muss (Typ 1-Prüfverfahren). Wenn Dehnung mit Traversenverschiebung gemessen wird, wird Konformitätsberichtigung empfohlen, jedoch nicht erfordert. Prüfrahmen der Serie 3400 können auch mit Extensometer für Typ 2-Prüfverfahren geliefert werden.
