ASTM D790, yüksek teknolojili kompozitler ve elektrik kaynaklı malzemeler dahil olmak üzere, ASTM International tarafından yayınlanan, bu test yöntemi, otomotivden havacılıka kadar endüstrilerde malzeme doğrulamasını ve tasarım doğrulamasını sağlayan bir standarttır.
ASTM D790 Nedir?
Formal olarak “Strates of Unreinforced and Donmuş Plastiklerin ve Elektriksel Malzemelerin Flexural Özellikleri için Standart Test Yöntemleri”, ASTM D790, eğimli streslerin hükmeddiği diğer yapısal parçalar olmuştur.
Standart iki prosedüre bölünmüştür -Procedure A ve Prosedür B - farklı malzeme davranışlarına uygundur. Prosedür A, belirli bir sınırlılık sınırından önce kırılan malzemeler için kullanılır, B'nin test sırasında başarısız olmayan malzemeler için tasarlanmıştır (örneğin, çok esnek plastikler).
Kapsam ve Applicability
ASTM D790, betonlu plastikler (buna sürekli veya sonlu lifler dahil), ve kompozitler ile yapılan malzemeler için uygun olmayabilir. ancak, standart yüksek miktardaki çatlaklarda kırılabilir veya yüksek çözünürlükte bulunan malzemeler için uygun olmayabilir.
Standart ayrıca örnekleme ( sıcaklık ve nem), test hızı seçimi ve aşırı- derinlemesine oranlar sağlar. Bu detaylar eleştireldir çünkü flexural özellikleri geometri ve çevresel faktörleri test etmek için son derece hassastır.
Detaylı Test Prosedürü Prosedürü
ASTM D790 testi iki destek üzerinde dikdörtgen bir bar örneği koymak ve kontrol edilen bir hızda bir yük uygulamak içerir. Elde edilen yük-deflection eğrisi kaydedildi ve flexural güç ve modulus çıkarmak için analiz edilir. Her adımın ayrıntılı, reproducible sonuçlar elde etmek için gereklidir.
Specimen Hazırlık
Specimens genellikle standart tarafından belirtilen boyutlardaki dikdörtgen çubuklara ya da kesilir. Standart, malzeme spesifikasyonu tarafından belirtilmeden izin verilmez (zen- derinlemesine) 16:1, ancak 32:1 veya daha yüksek oranlarda malzeme için yüksek mod veya testlerde kullanılan oranlarda yüksek olan oranlarda veya 50 cm'lik bir malzeme spesifikasyonu ile belirlenen süreler için geçerli değildir.
Test Kurulum ve Uygulama
Test fikstürü iki destek ve yükleme burnundan oluşur, tüm silindirik radii'nin indentasyonunu en aza indirmek için. Örnek, 0.1 mm / yüzde 10'a yerleştirilir.The testing fikstür the testing speed based on the volume: for Prosedür A, the entire sus the correct rate is 0.01 mm/mm/min (10.4 per minute), and for Prosedür B, 0.1 mm/mm/min (10 per minute).
Test, örnek kırıkları, verimleri veya en yüksek bükme stresi tanımlamak için maksimum bir defektiğe ulaşır (A) veya% 10 (B için Prosedür için).
Data Acquisition and Hesaplama
Anahtar parametreler aşağıdaki denklemleri kullanarak yük devretme eğrisinden elde edilir (üç nokta yüklemesi için):
- [FONT:0)Flexural Stres ( ⁇ [DÜT:1)[DÜDÜ:2)[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜNÜŞÜN
- [FONT=0) ⁇ [D) ⁇ [Dd) / L[Dd)[Dd)[Dd)[Dd)[Dd)[Dd)[Dd))[D)[D)))
- [FONT=0)) ^ ([değiştir | kaynağı değiştir])[[değiştir | kaynağı değiştir] ^ ([değiştir | kaynağı değiştir) ^ ([değiştir | kaynağı değiştir) ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ [FLT: 9).
Bu hesaplamalar küçük defleksiyonlar ve lineer elastiklik varsayıyor. Yüksek sertlik veya doğrusal olmayan davranışlarla kompozit malzemeler için, ek düzeltmeler veya alternatif yöntemler gerekli olabilir.
Sonuçlara yorum yapmak
Flexural gücü, bir malzemenin başarısızlıktan önce bükmeye dayanabileceğini gösterir. Parlak malzemeler için, bu genellikle kırılmış malzemeler için, verim veya belirtilen bir su sınırına karşılık gelir. Flexural modulus, malzemenin sertliklerini temsil eder - yüksek modda bükmeye direnç gösterir.
Gerginlik özelliklerinden flexural özelliklerini ayırt etmek önemlidir. Çünkü örnek sert, sert ve sertleştirici bir dizin altında ve flexural gücü birçok izotropik polimer için 10-30 daha yüksek olabilir.For orthotropic kompozits, ilişki fiber yönelime ve yığınlama çizgisine bağlıdır.
Common Pitfalls ve Variability'in Kaynakları
- [FONT:0]Specimen savaş sayfası: Savaşmış örnekler hatalı düşük modulus değerleri verebilir. Örnekler belirtilen toleranslar içinde düzelir.
- [FONT:0]Slip destekleniyor:[Dönetici: 1 ) Inadequate fiksiyon veya yağlanma, etkili bir aralığı değiştirmek için kaybolabilir.
- [FONT=0)Maliye aisotropy:[Dönetici:[Dönetici:0)Maliyeler paralel olarak veya fiber hizaya doğru test edildiğinde fark edilebilir. Standart her iki yönde test önerir.
- [FONT:0)Humidity ve sıcaklık:[DÜT:1] Birçok termoplastiks, polimeri plastikleştirip, sertlik ve gücü azaltmalıdır.
- Span-to-derinlemesine oran: Bir oranı çok düşük kullanarak (< 16:1) üşük deformasyon etkilerini tanıtabilir, modulus'un hafife alınmasına neden olur. Yüksek-ratio testleri (32:1 veya daha büyük) oar katkılarını azaltır, ancak daha uzun örnek ve daha büyük bir hata gerektirir.
Neden ASTM D790 Mühendislik ve İmalatta Önemli
Flexural testi, plastik ve kompozit parçaların tasarımı ve üretiminde önemli bir rol oynar.Tükleer çekme testleri, pahalı çekme sistemleri gerektirir ve çatlaklarda başarısızlıklara eğilimlidir, flexural testleri oldukça basit, hızlı ve hassastır.Bu da ASTM D790'i her iki ham materyal gelen denetim ve son ürün doğrulama için ideal bir araç haline getirir.
Malzeme Seçimi ve Tasarım
Mühendisler, aynı yük altında 0.8'lik bir GPa'nın ayrıştırılması için flexural modulus değerlerini kullanırlar. Örneğin, bir p Poliziğe sahip bir optik güçten daha azını alacaklar. Flexural güç aynı yük altında top limit sağlar - kalıcı deformasyon veya kırılma anlamına gelir.
Kalite Kontrol ve Süreç Optimizasyonu
Enjeksiyon kalıpları ve kompozit üreticileri, ASTM D790'i toplu-to-batch tutarlılığını izlemek için kullanır. Bazı tesisler günde yüzlerce örnek test etmek için robotik olarak otomatik flexural test sistemlerini kullanabilir.
Araştırma ve Geliştirme
Malzeme bilim insanları yeni formülasyonları, dolguları ve takviyeleri değerlendirmek için ASTM D790'ye güveniyor. Örneğin,% 20 cam elyafı plastik 6 tipik olarak flexural moduluslarını ~ GPa'den ~6.5 GPa'ye, flexural testi tarafından açıkça ele alınan bir değişiklik.
Diğer Flexural Test Standartları ile Karşılaştırma
Çeşitli uluslararası standartlar adresi flexural test, ancak ASTM D790 Kuzey Amerika'da en yaygın olarak belirtilmiş ve birçok küresel OEM arasında önemli farklılıklar vardır: alternatiflerle ilgili temel farklılıklar şunlardır:
- [FONT=0) ISO 178: [DFLT:1] Prensip olarak ASTM D790'e çok benzer, ancak literatürde biraz farklı örnek boyut (80 mm × 10 mm × 4 mm) ve modulus sabit bir su basıncı da farklılık gösterir.
- [FONT=0]ASTM D6272:[Dönemli:[Dönlüm: 1) Kapaklar dört noktalı bükme noktaları arasında eşit anlar, oar etkisini azaltır ve sürekli bir bükme bölgesi sağlar.
- D7264: [Döneticileri için özellikle üç veya dört nokta yükleme kullanarak polimer-matrix kompozitleri için kullanılır. Fiber-reinforced laminatları karşılamak için daha geniş örnekler ve daha büyük ölçekli yüzeyler kullanır.
Raporlama sonuçları, standart kullanılan (örneğin, “ASTM D790-17, Prosedür A, span-to-derinlemesine 16:1”) tekrarlanabilirlik sağlamak için önemlidir.
Endüstri tarafından yapılan uygulamalar
Otomotiv Otomotiv Otomotiv Otomotiv
İç kesim panelleri, yer alma bileşenleri ve bumper kirişleri gibi yapısal parçalar rutin olarak ASTM D790. Automakers, makyaj montaj performansını tahmin etmek için esnek modulus değerleri gerektirir, vibasyon ve kaza enerji absorpsiyon.
Havacılık Uzay Uzay Uzay Uzay
Karbon fiber-reinforced epoxy kompozits in kanat derilerinde, fuselage panellerinde ve iç para birimleri sıkı ahşap gereklilikleri karşılamalıdır. ASTM D790 (veya ilgili D7264) verileri sonlu elemanlar modellerinde ve sertifikasyon belgelerinde kullanılır. Standart tedavi döngüleri ve fiber/resin oranları doğrulamaktadır.
Tüketici ve Elektronik Ürünler
Laptop vakaları, akıllı telefonlar çerçeveler ve giyilebilir cihazlar yüksek sertlik oranları talep eder. Flexural testleri, ince duvarların normal kullanım sırasında aşırı esnek olmadığını sağlar. Ayrıca katkı maddelerin etkilerini değerlendirmekte yardımcı olur (örneğin, karbon nanotüpler) .
İnşaat ve Altyapı
Borular, paneller ve yüksek çözünürlükte polietilen polietilen (HDPE) veya fiber-reinforced polimer (FRP) toprak basıncına, rüzgar yüklerine veya ya da yaya trafiğine dayanabileceklerini sağlamak için test edilir. ASTM D790, kalınlığı optimizasyonu ve uzun vadeli dayanıklılık değerlendirmeleri için tasarım verileri sunar.
Sınırlar ve En İyi Uygulamalar
Test yöntemi mükemmel değildir. ASTM D790, uygulayıcıların akılda tutması gereken birkaç sınırlamaya sahiptir:
- [FONT:0)Shear deformasyon: [Döneticiler için düşük seviyeli oranlara sahip örnekler için, hear stresleri, saf bükme teorisi tarafından tahmin edilenlerden daha büyük bir şekilde sapmalara neden olabilir, 32:1 veya çoğu malzeme için bu hatayı daha da azaltır.
- [FONT:0]Surface duyarlılığı:[Dönetici testleri dış fiberleri en çok strese neden olabilir, küçük bir yüzey kusuru erken başarısızlıklara neden olabilir. Bu, çok tuzlu malzemeler için malzeme davranışının testini yapar.
- [FONT:0) Non-linear davranışı:[Dönerge:[Dönersiz malzeme için, kırılmadan önce veya kırılan yüksek stres felaket başarısızlığına karşılık olmayabilir. Bu tür durumlarda, her iki stres de daha yararlı tasarım verileri sunar.
- [FONT:0]Temperyatür ve nezre etkileri: Flexural özellikleri sıcaklık ve nem ile önemli ölçüde değişebilir. Standart diğer koşullarda test sağlar, ancak bunlar açıkça raporlanmalıdır. yüksek sıcaklık değerlendirmeleri için, ASTM D648 (ısıltma sıcaklığı) D790 ile birlikte kullanılabilir.
En iyi uygulamalar şunları içerir: uygun bir yay-to- derinlemesine bir oran (yaklaşık 16:1 veya 32:1), bir kalibrasyon barı ile kontrol etmek, 5-10 replik testleri koşul başına yürütmek ve her zaman belirtilen şekilde otomatik olmalıdır. Data analizi manuel hesaplama hataları önlemek için otomatik olmalıdır.
Sonuç ve Future Trendleri
ASTM D790, termoplastik ve kompozitlerin mekanik davranışını bükme yükleri altında karakterize etmek için vazgeçilmez bir araç olmaya devam ediyor. Basitlik, reproditeability ve hassasiyet, malzeme yeterlilikleri, kalite kontrolü ve tasarım geçerliliği için ilk karmaşık bir yöntem haline getiriyor. -biyo bazlı polimerler, nanokompositler ve hibrit laminatlar - standart, çok ince filmlerin veya çok kalın yapısal bölümlerin test edilmesi gibi yeni zorluklarla güncelleniyor.
Otomatik veri yakalama ve bulut tabanlı analiz dahil olmak üzere test laboratuvarlarının dijitalleştirilmesi, öngörülebilir geleceğin sayısını daha da artıracaktır, ASTM D790 tarafından önerilen fiziksel üç nokta, gerçek dünyada geçerli olan maddi performansı tahmin etmek için mühendislere izin verir.
[FONT=0)Dönetici:[Dönemli)
- [FONT=0)ASTM D790-17 Flexural Özellikler için Standart Test Yöntemleri[DFLT:1).
- [FONT=0) ISO 178:2019 Plastikler - flexural özelliklerini belirleme).
- [0]Stay'ın ASTM D790 Testine Bakış).