Wie man den Biegemodul von Kohlenstofffaser verstärkten Polymeren berechnet

Der Biegemodul von kohlenstofffaserverstärkten Polymeren (CFK) ist eine wichtige Eigenschaft, die die Steifigkeit des Materials bei Biegekräften anzeigt. Die Berechnung dieses Moduls erfordert spezielle Prüfverfahren und Formeln. Dieser Artikel bietet eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zur genauen Bestimmung des Biegemoduls von CFK.

Flexibles Modul verstehen

Der Biegemodul misst die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen Biegeverformung. Er wird aus einem Dreipunkt-Biegeversuch abgeleitet, bei dem ein Prüfling an zwei Punkten abgestützt und in der Mitte belastet wird. Die resultierenden Daten helfen bei der Beurteilung der Steifigkeit von CFKs in strukturellen Anwendungen.

Vorbereitung für die Prüfung

Vor der Prüfung ist eine Probe mit standardisierten Abmessungen, typischerweise nach ASTM D790 oder ähnlichen Normen, vorzubereiten. Die Probe ist frei von Defekten und hat eine gleichmäßige Faserverteilung. Die Prüfmaschine ist so zu kalibrieren, dass genaue Last- und Wegmessungen gewährleistet sind.

Durchführung des Biegetests

Das Prüfmuster wird auf die Stützspannen gelegt und mit konstanter Geschwindigkeit belastet, bis das Prüfmuster eine bestimmte Verformung oder einen bestimmten Ausfall erfährt.

Berechnung des Biegemoduls

Der Biegemodul (Ef) wird nach der Formel berechnet:

Ef = (L3 * F) / (4 * w * h3 * δ))

Wobei:

Die aufgezeichneten Daten werden in die Formel zur Berechnung des Biegemoduls eingefügt, der Konsistenztest wird wiederholt und die Ergebnisse werden auf Genauigkeit gemittelt.