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DIN EN ISO 527 Kunststoffe: Bestimmung der · PDF fileISO 527 deckt gefüllte und ungefüllte Kunststoffe, Extrusions- und ... wenn Standard-Probekörper nicht möglich sind Für Wärmealterung

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  • ISO 527-1/-2, 2012 04.10.2016

    BM-fz End Menu 1

    DIN EN ISO 527

    Kunststoffe: Bestimmung der Zugeigenschaften

    Helmut Fahrenholz

    Ulm, Oktober 2016

  • ISO 527-1/-2, 2012 04.10.2016

    BM-fz End Menu 2

    Inhalt

    Vorgeschichte und Anwendung

    Prfkrper

    Der Zugversuch

    Anforderungen an die Prfeinrichtung

    Vergleichbare Werkstoffdaten

    Teile der ISO 527

    Bedeutung, Einsatzgebiete

    Neue Ausgabe der ISO 527

  • ISO 527-1/-2, 2012 04.10.2016

    BM-fz End Menu 3

    Teile der ISO 527

    ISO 527 deckt gefllte und ungefllte Kunststoffe, Extrusions- und

    Gussformmassen, Folien und Platten, sowie langfaserverstrkte

    Verbundwerkstoffe ab.

    Teil 1: Allgemeine Grundstze

    Teil 2: Prfbedingungen fr Form- und Extrusionsmassen

    Teil 3: Prfbedingungen fr Folien und Tafeln

    Teil 4: Prfbedingungen fr isotrop und anisotrop faserverstrkte Verbundwerkstoffe

    Teil 5: Prfbedingungen fr unidirektional faserverstrkte Verbundwerkstoffe

    Teil 2 Teil 3 Teil 4 und 5

  • ISO 527-1/-2, 2012 04.10.2016

    BM-fz End Menu 6

    Inhalt

    Probekrperformen und -abmessungen

    Anforderungen an die Querschnittsform

    Messung der Dicke und Breite

    Vorgeschichte und Anwendung

    Prfkrper

    Anforderungen an die Prfeinrichtung

    Vergleichbare Werkstoffdaten

    Der Zugversuch

  • ISO 527-1/-2, 2012 04.10.2016

    BM-fz End Menu 7

    Probekrperformen und -abmessungen

    ISO 527-2 definiert Typ 1A fr spritzgegossene und 1B fr

    mechanisch bearbeitete Probekrper

    ISO 20753 legt Probekrper fr die Kunststoffprfung in

    allgemeiner Form fest.

    ISO 527-2 legt die Probekrper fr den Zugversuch fest.

    Formen 1A (A1) und 1B (A2) sind die Standard-

    Probekrper fr vergleichbare Kennwerte

    Formen 1BA (A22) und 1BB (A25) als mastblich

    verkleinerte Probenform (nur informativer Anhang)

    Formen 5A und 5B sind proportional zu ISO 37 (Gummi),

    Formen 2 und 3 (nur informativer Anhang)

    Formen CW und CP (identisch zu Formen 2 und 4 nach

    ISO 8256) als kleine Probekrper fr Wrmealterung.

    ISO 293 und 294 legen Bedingungen fr Spritzgieen und

    Pressen von Probekrpern fest.

    Spezielle Bedingungen und Formen knnen in nationalen oder

    internationalen Materialspezifikationen vorliegen.

    Me

    ch

    an

    isc

    h b

    ea

    rbe

    ite

    t

    Sp

    ritz

    geg

    ossen

    Nur dann einzusetzen, wenn Standard-

    Probekrper nicht

    mglich sind

    Fr Wrmealterung

    CP

    CW

    1 A

    1 B

    1 B

    A

    5 A

    5 B

    1B

    B

  • ISO 527-1/-2, 2012 04.10.2016

    BM-fz End Menu 8

    Neue Messlnge

    Die bevorzugte Messlnge fr Probekrper Typ 1A wurde auf 75 mm

    erhht.

    Bessere Genauigkeit bei der Modulmessung

    Kein signifikanter Einfluss auf die

    Streckpunktbestimmung

    Kein signifikanter Einfluss auf die Bestimmung des

    Probenbruches.

    Bessere Ausnutzung des parallelen Teils des Typ

    1A Probekrpers, der 80 mm lang ist.

    Keine nderung fr Probekrper Typ 1B !

    Messlnge 50 mm ist noch erlaubt, aber nicht

    bevorzugt fr Probekrper Typ 1A

    1A

    1B

    Sp

    ritz

    ge

    go

    sse

    n

    Me

    ch

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    isc

    h b

    ea

    rbe

    ite

    t

    L0 =

    75 m

    m

    L0 =

    50

    mm

  • ISO 527-1/-2, 2012 04.10.2016

    BM-fz End Menu 12

    Inhalt

    Vorgeschichte und Anwendung

    Prfkrper

    Der Zugversuch

    Anforderungen an die Prfeinrichtung

    Vergleichbare Werkstoffdaten

    Vorbereitung der Prfmaschine

    Vorstauchung, Vorkraft

    Schiefzugausrichtung

    Prfgeschwindigkeiten

    Zugmodul

    Streckpunkt und Bruch

    Nominelle Dehnung

    Poissonsche Zahl

  • ISO 527-1/-2, 2012 04.10.2016

    BM-fz End Menu 13

    Vorbereitung der Prfmaschine

    Bringen Sie die Prfmaschine in eine bekannte Ausgansstellung

    bevor der Versuch gestartet wird.

    Setzen Sie den Probenhalterabstand auf 115 mm

    Nullen Sie die Kraftmesskette bevor der

    Probekrper an beiden Enden gespannt wird.

    Krfte, die whrend des Einspannvorgangs

    auftreten knnen, wirken tatschlich auf den

    Probekrper ein ! Zwick Materialprfmaschine

    11

    5 m

    m

  • ISO 527-1/-2, 2012 04.10.2016

    BM-fz End Menu 14

    Schiefzugausrichtung

    Schiefzug, z.B. durch schrges Einspannen des Probekrpers kann

    zu Problemen bei der Zugmodulmessung fhren.

    Schiefzug fhrt zu Biegekrften im Probekrper

    Fr eine Messung an PBT wurde bei beidseitiger Dehnungsmessung eine nderung

    des Zugmoduls von 4% fr einen Schiefzug von 2 mm festgestellt

    2500

    2520

    2540

    2560

    2580

    2600

    2620

    2640

    0 0,5 1 1,5 2 2,5

    Mo

    du

    lin

    MP

    a

    Schiefzug in mm

  • ISO 527-1/-2, 2012 04.10.2016

    BM-fz End Menu 15

    Vorstauchungen

    Vorstauchungen whrend des Einspannens mssen vermieden werden,

    z.B. durch die testXpert II Funktion Kraftkonstanthaltung beim Schlieen.

    Vorstauchungen beim Einspannen

    knnen den Zugmodul um mehr als

    3% beeinflussen.

    testXpert II erlaubt eine Kraft-

    Nullregelung der Prfmaschine

    whrend des Einspannvorgangs.

    9100

    9150

    9200

    9250

    9300

    9350

    9400

    9450

    9500

    9550

    0 5 10 15 20 25 30

    Compression pre-stress, MPa

    Te

    ns

    ile

    mo

    du

    lus

    , M

    Pa

    Beispiel fr den

    Einfluss

    verschiedener

    Vorstauchungen

    auf den

    Zugmodul..

    (PBT GF 10%)

    testXpert II - Eingabedialog zur Aktivierung der Funktion

    Kraftkonstanthaltung ^Schlieen

  • ISO 527-1/-2, 2012 04.10.2016

    BM-fz End Menu 16

    Vorspannungen

    Kleine positive Vorspannungen (0) vermeiden eine Kurvenfu am

    Beginn des Spannungs-Dehnungsdiagramms.

    Fr Zugmodulmessungen:

    0 Et / 2000

    Bedeutet, dass die abgeschnittene

    Dehnung kleiner als 0,05% ist.

    Fr die Messung der relevanten Spannungen:

    0 / 100

    Der Nullpunkt der Probendehnung

    befindet sich definitionsgem an der

    Vorspannung.

    Diese Definition sorgt fr einen

    wiederholbaren Startpunkt der Prfung,

    der unabhngig vom Bediener und vom

    Prfmittel ist.

  • ISO 527-1/-2, 2012 04.10.2016

    BM-fz End Menu 17

    Prfgeschwindigkeiten

    Parallele Spannprinzipien stellen sicher, dass die korrekte Verformungs-

    geschwindigkeit eingehalten wird.

    Die Modulbestimmung soll bei einer Dehngeschwindigkeit nahe 1%/min erfolgen, wobei eine der

    Geschwindigkeiten nach Tabelle 1 aus ISO 527-1 zu verwenden ist.

    1 mm/min Traversengeschwindigkeit entspricht einer Dehngeschwindigkeit von 0,87 %/min.(1A, 1B)

    Keilspannzeuge fhren zu niedrigen, vorgespannte Keilspannzeuge zu variablen Geschwindigkeiten

    Keil-Probenhalter Vorgespannter Keil-Schraub

    Probenhalter

    Parallel klemmende Pneumatik-

    Probenhalter

    Modulbereich Modulbereich Modulbereich

    Sollwert Dehngeschwindigkeit

    abt. 250 N

  • ISO 527-1/-2, 2012 04.10.2016

    BM-fz End Menu 18

    Zugmodul

    Der Zugmodul wird zwischen zwei Dehnungen bestimmt.

    Steigung im Spannungs-Dehnungsdiagramm zwischen 0.05% und 0.25% Dehnung

    Berechnung als Sekante zwischen 2 Punkten, oder als Regressionsgerade.

    Sekanten Steigung

    Leicht einsetzbar fr manuelle Berechnungen,

    statistisch empfindlich auf Signalrauschen.

    Regressionsgerade

    Alle Messpunkte im Bereich gehen in das

    Ergebnis ein, dadurch statistisch sicherer.

  • ISO 527-1/-2, 2012 04.10.2016

    BM-fz End Menu 19

    Zugmodul

    Modulmessungen erfordern einen hochgenauen Wegaufnehmer.

    Lngennderungsmessung fr Modulbestimmung

    Anforderungen nach ISO 527-1, 5.1.5.1 :

    Da der Elastizittsmodul blicherweise an den greren

    Probekrpern 1A und 1B ermittelt wird, betrgt die

    Genauigkeitsanforderung an den Lngennderungsaufnehmer

    1,5 m fr Typ 1A und 1,0 m fr Typ 1B.

    Die Mindestanforderung fr die Auflsung liegt mit Bezug auf ISO

    9513 damit bei 0,5 Mikrometern. Fr kleinere Probekrper werden

    die Genauigkeitsanforderungen hher.

  • ISO 527-1/-2, 2012 04.10.2016

    BM-fz End Menu 21

    Geschwindigkeitsumschaltung

    Sobald die Modulbestimmung abgeschlossen ist, wird die Ge-

    schwindigkeit umgeschaltet. blich sind 5 mm/min oder 50 mm/min.

    ISO 527-1 lsst explizit die Geschwindigkeitsumschaltung nach der Modulbestimmung zu.( 9.6)

    Zugmodul und weitere Prfergebnisse drfen am gleichen Probekrper ermittelt werden.

    Die Geschwindigkeitsumschaltung muss bei Dehnungen kleiner gleich 0,3% erfolgen

    Bevorzugtes Verfahren ist das Entlasten des Probekrpers vor der Geschwindigkeitsumschaltung.

    Eine direkte Geschwindigkeitsumschaltung ist ebenfalls erlaubt..

    Direkte Umschaltung Umschaltung nach Entlastung

  • ISO 527-1/-2, 2012 04.10.2016

    BM-fz End Menu 22

    Zugversuch Streckpunkt und Bruch

    ISO und ASTM unterscheiden verschiedene Auswertungsverfahren

    entsprechend der Kurvenform im Spannungs-Dehnungsdiagramm.

    a

    b

    c

    d

    Arten von Spannungs-Dehnung