Zkoušky plastů dle ISO 527-2

Stanovení tahových vlastností tvářených plastů je rozšířenou a často používanou normou pro zkoušky plastů.

Ondřej Horák

Mechanické zkoušky

MTS

17. 12. 2024

Obsah článku

Shrnutí zkušební metody

Zkouška tahem tvářených plastů podle ISO 527-2, založená na obecných principech uvedených v ISO 527-1, je populární a velmi důležitá zkušební metoda. Při měření síly potřebné k tažení zkušebního vzorku až do bodu zlomu je možno vyhodnocovat několik materiálových vlastností. Tato naměřená data umožňují konstruktérům navrhnout optimální konstrukci výrobků pro aplikace jejich konečného použití a manažerům jakosti kontrolu jakosti při finální kontrole výrobků.

Tyto měřené a vypočítávané informace jsou důležité při vývoji nových výrobků v souladu s průmyslovými nebo národními standardy a při snižování výrobních nákladů.

Pro provedení těchto zkoušek v tahu se zkušební vzorky ve tvaru oboustranných lopatek umístí do čelistí upínačů univerzálního zkušebního stroje („trhačky“), kde jsou vystaveny řízenému nárůstu napětí až do jejich přetržení. Zkušební rychlosti se liší podle typu vzorku a jsou určené příslušnou normou ISO 527. Např. pro měření modulu pružnosti se zkušební rychlost má blížit rychlosti 1 % měřené délky za minutu.

Výsledná zkouška pevnosti v tahu dává možnost vyhodnotit vlastnosti materiálu jako jsou např. napětí, poměrné prodloužení, modul pružnosti v tahu, Poissonův poměr aj.

Norma ISO 527-2 je velmi podobná normě ASTM D638, přičemž jednou z klíčových odlišností těchto norem je vyhodnocování vlastností materiálu při analýze nelineární části křivky napětí – deformace. U většiny plastů budou výsledky zkoušek podle obou standardů podobné. Ale pro plasty, které mají malou nebo žádnou lineární oblast, mohou být rozdíly mezi ASTM a ISO významné.

Pro lepší simulaci prostředí, ve kterém bude zkoušený materiál provozován, mohou být tyto zkoušky prováděny v teplotních nebo klimatizačních komorách (vzhledem k viskoelastické povaze plastů).

Aplikace mechanických rámů

Prémiové provedení mechanického rámu MTS Criterion® a ekonomické provedení mechanického rámu MTS Exceed® jsou ideální pro tahové zkoušky plastů podle ISO 527-2. Oba dva typy rámu jsou k dispozici v různých silových kapacitách a konstrukčním provedení rámu, od 1-sloupového až po 2-sloupové rámy stolního nebo podlahového provedení. Modely 30 kN a 100 kN mají také „duální“ zónu, tzn. dva možné testovací prostory, které mohou být vybaveny pro různé typy zkoušek, čímž značně šetříte časy nutné pro přestavení zkušebního stroje z jednoho typu zkoušky na druhý. Např. jeden prostor je vybaven pro zkoušky pevnosti v tahu a druhý prostor je vybaven pro zkoušky pevnosti v ohybu nebo tlaku.

Jako alternativu k novému zatěžovacímu stroji, můžete modernizovat software a ovládací prvky vašeho starého trhacího stroje pomocí upgradu MTS ReNew ™.

Aplikace upínačů vzorků

Pneumatické upínače

pneumatické upínače umožňují nastavit sílu svěrných čelistí pro upnutí vzorku. Svěrná síla je regulována na konstantní hodnotu, což minimalizuje prokluz a destrukci zkušebního vzorku v upínacích čelistech
většinou se používají pro zkoušky při vyhodnocování qa/qc
upínače nabízí širokou škálu svěrných čelistí co se týče druhu povrchu či rozměru
upínače umožňují snadnou a rychlou montáž či demontáž

Klínové upínače

se zvětšující se zkušební silou úměrně roste svěrná síla svěrných čelistí
pomocí klínových upínačů lze upnout širokou škálu jednotlivých druhů materiálu
upínače disponují výměnnými čelistmi v závislosti na tvaru a rozměru zkušebního vzorku

Šroubové upínače

ekonomicky výhodné manuální upínače
upínače se širokým spektrem svěrných čelistí co se týče rozměrů, tak i druhu povrchu čelistí
šroubové upínače umožňují velké rozevření svěrných čelistí – široké spektrum tlouštěk vzorků

Aplikace snímačů prodloužení – Extenzometrů

Pevnostní křivky – závislost napětí na deformaci – při zkouškách pevnosti v tahu plastů obvykle obsahují lineární elastickou oblast, stejně jako nelineární plastickou oblast. Modul musí být měřen v lineární elastické části, kde existuje velmi malé napětí a deformace zkoušeného vzorku. Proto přesnost je důležitým faktorem při volbě správného snímače prodloužení – extenzometru, tak abyste mohli správně určit jednotlivé požadované vlastnosti vašeho zkoušeného materiálu dle požadavků jednotlivých norem.

Extenzometry s vysokou přesností mají obvykle omezený zdvih a musí být během zkoušky odstraněny ze zkoušeného vzorku.

Automatický extenzometr

automatický extenzometr MTS FAX umožňuje realizovat měření prodloužení zkoušeného vzorku až do jeho přetržení
automatické nastavení měřící délky L₀
automatické rozevření měřicích ramének extenzometru po ukončení zkoušky

Video extenzometr

video extenzometr MTS Advantage ™ (AVX) poskytuje nejvyšší kvalitu v bezkontaktním měření prodloužení materiálu
umožňuje sledování deformace materiálu jak v podélném, tak i v příčném směru
umožňuje realizovat videozáznam z průběhu tahové zkoušky testovaného materiálu

Extenzometr s velkou měřenou dráhou

MTS Advantage AHX850 extenzometr s velkým prodloužením má nastavitelnou kontaktní přítlačnou sílu ke zkoušenému vzorku
použití pro plastové materiály s velkou tažností, s možností měření prodloužení až do přetržení zkušebního vzorku

Nasazovací extenzometr “Clip-On”

MTS Clip-On extenzometry jsou vhodné pro měření modulu pružnosti
po změření modulu pružnosti je nutno zkoušku zastavit, extenzometr sejmout a pak ve zkoušce pokračovat do přetržení zkoušeného vzorku
pevné nastavení měřicí délky L₀

Softwarové aplikace

Test dle ISO 527-2 – Stanovení tahových vlastností tvářených plastů

Pro zjednodušení testování podle normy ISO 527-2 vyvinula společnost MTS testovací šablonu v ovládacím software TestSuite ™ TW, která provede potřebné nastavení trhacího stroje a provede tahovou zkoušku plastového vzorku dle požadavků normy.

Po zpracování naměřených dat zkoušky je možné v protokole o zkoušce zobrazit graficky i číselně všechny požadované výpočty včetně pevnosti v tahu, prodloužení při mezi kluzu, prodloužení při přetržení, jmenovitého napětí při přetržení, modulu pružnosti, Poissonova poměru a dalších jiných vlastností zkoušeného materiálu dle požadavků normy.

Konzultanti firmy MTS jsou Vám k dispozici pro podporu všech vašich aplikací při pevnostních zkouškách vašeho materiálu, nastavení zkušební metody a požadavcích na sběr a integraci dat.

Software TestSuite™ TW

Tato flexibilní a univerzální softwarová aplikace se dodává ve třech verzích, takže si můžete přesně vybrat podle toho, která z nich nejlépe odpovídá vašim požadavkům.

Správci laboratoří a tvůrci testů, pravděpodobně sáhnou po verzi TW Elite, protože zahrnuje veškeré možnosti definování testů a flexibilitu potřebnou k vytváření a úpravám vlastních testovacích sekvencí při současném uspokojení specifických potřeb pracovníků laboratoře.

Zkušební technici – obsluha trhacího stroje – dávají přednost jednoduchosti a intuitivní povaze TW Express. Tento software umožňuje operátorům snadno provádět testy a sledovat data nebo vypočtené hodnoty v runtime pohledech.

Laboratoře kontroly kvality, které upřednostňují univerzální testovací stroj MTS Exceed, poskytuje verze TW Essential možnosti vytváření a realizaci testů, kombinující účinnost a produktivitu v jedné softwarové aplikaci.