Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 10595:2014 quy định quy trình xác định quan hệ ứng suất trượt/biến dạng trượt trong mặt phẳng, bao gồm độ bền và modul trượt trong mặt phẳng của composite chất dẻo gia cường sợi theo phương pháp thử kéo +-45o.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10595:2014 ISO 14129:1997 COMPOSITE CHẤT DẺO GIA CƯỜNG SỢI - XÁC ĐỊNH QUAN HỆ ỨNG SUẤT TRƯỢT/BIẾN DẠNG TRƯỢT TRONG MẶT PHẲNG GỒM ĐỘ BỀN VÀ MODUL TRƯỢT TRONG MẶT PHẲNG THEO PHƯƠNG PHÁP THỬ KÉO ± 45o Fibre-reinforced plastic composites - Determination of the in-plane shear stress/shear strain response, including the in-plane shear modulus and strength, by the ± 45 o tension test method Lời nói đầu TCVN 10595:2014 hồn tồn tương đương với ISO 14129:1997 ISO 14129:1997 rà soát phê duyệt lại vào năm 2012 với bố cục nội dung không thay đổi TCVN 10595:2014 Tiểu ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC61/SC13 Composite sợi gia cường biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố Lời giới thiệu Tiêu chuẩn bao trùm cho tất composite chất dẻo gia cường sợi sau mà gặp thất bại phép thử yêu cầu Việc chấp nhận theo tiêu chuẩn phương pháp thử kéo ISO 527-5:1997, Chất dẻo - Xác định tính chất kéo - Phần 5: Điều kiện thử cho composite chất dẻo gia cường sợi đồng hướng đạt thích đáng (ví dụ khổ tài liệu, kích cỡ mẫu thử độ biến dạng liên quan giá trị modul) Phép thử chấp nhận modul phải lưu tâm việc sử dụng để xác định độ bền trượt tới hạn vật liệu có độ giãn dài trượt lớn gây biến dạng lớn phá hủy với tải trọng tăng ít, quay sợi tăng nhiệt độ tương ứng Vì vậy, ứng suất biến dạng trượt tối đa nhỏ % sử dụng tiêu chuẩn phá hủy Tiêu chuẩn phá hủy sử dụng ASTM D 3518 (1995) COMPOSITE CHẤT DẺO GIA CƯỜNG SỢI - XÁC ĐỊNH QUAN HỆ ỨNG SUẤT TRƯỢT/BIẾN DẠNG TRƯỢT TRONG MẶT PHẲNG GỒM ĐỘ BỀN VÀ MODUL TRƯỢT TRONG MẶT PHẲNG THEO PHƯƠNG PHÁP THỬ KÉO ± 45o Fibre-reinforced plastic composites - Determination of the in-plane shear stress/shear strain response, including the in-plane shear modulus and strength, by the ± 45o tension test method Phạm vi áp dụng 1.1 Tiêu chuẩn quy định quy trình xác định quan hệ ứng suất trượt/biến dạng trượt mặt phẳng, bao gồm độ bền modul trượt mặt phẳng composite chất dẻo gia cường sợi theo phương pháp thử kéo ± 45o 1.2 Phương pháp phù hợp để sử dụng với nhiều lớp (laminate) nhựa nhiệt dẻo nhựa nhiệt rắn làm từ lớp đồng hướng và/hoặc vải gồm vải đồng hướng, với sợi đặt theo hướng ± 45o so với trục mẫu thử, phần xếp lớp đối xứng cân với mặt phẳng mẫu thử CHÚ THÍCH Phương pháp không phù hợp với vải thô 1.3 Vì phép thử nhạy với số lượng phân bố lớp, phép so sánh phải tiến hành với số lượng lớp phân bố tốt Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng nêu Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi ISO 291:1997, Plastics - Standard atmospheres for conditioning and testing (Chất dẻo - Môi trường chuẩn để điều hòa thử nghiệm ISO 1268 (tất phần), Fibre-reinforced plastics - Methods of producing test plates (Chất dẻo gia cường sợi - Các phương pháp chế tạo thử) ISO 2602:1980, Statistical interpretation of test results - Estimation of the mean - Confidence interval (Giải thích kết thử theo phương pháp thống kê - Ước lượng giá trị trung bình - Khoảng tin cậy) ISO 2818:1994, Plastics - Preparation of test specimens by machining (Chất dẻo - Chuẩn bị mẫu thử phương pháp gia công máy) ISO 5893:1993, Rubber and plastics test equipment -Tensile, flexural and compression types (constant rate of traverse) - Specification (Thiết bị thử cao su chất dẻo - Loại kéo, uốn nén (tốc độ dịch chuyển không đổi) - Mô tả) Nguyên tắc Mẫu thử gồm mặt cắt ngang hình chữ nhật có sợi đặt theo hướng ± 45 o so với trục mẫu thử kéo căng Để xác định modul trượt, biến dạng song song vng góc với trục mẫu thử xác định Phép thử kết thúc 12 = 0,05 phá hủy không xảy (trừ phá hủy sớm bên kẹp) CHÚ THÍCH Mặc dù phương pháp thử thiết lập quan hệ ứng suất trượt/biến dạng trượt tốt vùng phi tuyến, giá trị ứng suất biến dạng tới hạn thu phải đánh giá với lưu ý sau Vật liệu phần đo mẫu thử không trạng thái trượt đơn tồn thành phần ứng suất vng góc, chí hệ kết hợp lớp quay Điều thiết lập nhiều lớp ± 45o bị kéo căng, thành phần ứng suất vng góc, dù nhỏ thường làm giảm giá trị ứng suất giá trị biến dạng tới hạn tính tốn vật liệu khả thực tế nó, kết giá trị độ bền biến dạng tới hạn nhận thấp giá trị nhận phương pháp lý tưởng hơn, phép thử xoắn ống Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn này, áp dụng thuật ngữ định nghĩa sau 4.1 Ứng suất trượt mặt phẳng, 12 (in-plane shear stress) Ứng suất trượt thu cách chia tải trọng tức thời cho hai lần diện tích mặt cắt ngang mẫu thử Giá trị biểu thị megapascal (MPa) 4.2 Độ bền trượt mặt phẳng, 12M (in-plane shear strength) Ứng suất trượt tối đa trước lúc kết thúc phép thử 12 =0,05 Giá trị biểu thị megapascal (MPa) 4.3 Biến dạng trượt, 12 (shear strain) Tổng số tất biến dạng theo hướng song song vuông góc với trục mẫu thử, nghĩa ɛ x - ɛy CHÚ THÍCH ɛy mang dấu âm ɛx mang dấu dương 4.4 Modul (dây cung) trượt mặt phẳng, G12 [in-plane shear (chord) modulus] Chênh lệch ứng suất trượt " 12 0,005 ' 12 " 12 ' 12 chia cho chênh lệch biến dạng trượt tương ứng 0,001 [xem 10.3, công thức (3)] Giá trị biểu thị megapascal (MPa) 4.5 Trục tọa độ mẫu thử (specimen coordinate axes) Đối với mẫu thử Hình 1, hướng song song với trục dọc mẫu thử hướng “x” hướng vuông góc với hướng "y" Các sợi đặt theo hướng ± 45 o so với hướng Trục tọa độ vật liệu composite gia cường đồng hướng Hình Thiết bị, dụng cụ 5.1 Máy thử 5.1.1 Quy định chung Máy thử phải phù hợp với ISO 5893 để đáp ứng yêu cầu 5.1.2 5.1.3 5.1.2 Tốc độ thử Máy thử phải có khả trì tốc độ thử v không đổi quy định ISO 5893 Kích thước tính milimét CHÚ DẪN Dưỡng đo biến dạng Táp Góc sợi (= 45o) Độ dày mẫu thử, h = mm Hình - Mẫu thử composite chất dẻo gia cường sợi thể hướng sợi Hình - Tấm composite gia cường đồng hướng thể trục đối xứng 5.1.3 Thiết bị đo tải trọng Thiết bị đo tải trọng phải loại có sai số lực ghi khơng vượt q ± % tồn thang đo (xem ISO 5893) 5.2 Đo biến dạng Quy trình yêu cầu biến dạng xác định theo hướng song song vng góc với trục mẫu thử Dưỡng đo biến dạng áp dụng Hình 2, dụng cụ đo biến dạng phải có độ xác đến ± % tồn thang đo Việc chuẩn bị bề mặt, dưỡng đo keo dính sử dụng phải chọn để có tính phù hợp với vật liệu thử phù hợp với thiết bị đo độ biến dạng sử dụng 5.3 Micromet thiết bị tương đương có khả đọc đến 0,01 mm nhỏ thích hợp để đo độ dày h chiều rộng b mẫu thử Micromet phải có bề mặt tiếp xúc phù hợp với bề mặt đo (nghĩa bề mặt phẳng mặt đo phẳng, bề mặt bán cầu bề mặt mài nhẵn bề mặt không đều) Mẫu thử 6.1 Hình dạng kích thước Mẫu thử phải có chiều rộng 25 mm ± 0,5 mm chiều dài 250 mm Trừ có quy định khác, độ dày phải mm ± 0,2 mm Các cạnh dọc mẫu thử phải song song với khoảng 0,2 mm Kích thước mẫu thử cho Hình Đối với vật liệu có độ dày lớp lớn 0,125 mm, nhiều lớp phải có 16 lớp 6.2 Chuẩn bị mẫu thử 6.2.1 Quy định chung Chuẩn bị theo ISO 1268, theo quy trình khác quy định/thỏa thuận, với hướng sợi cân đối xứng ± 45o yêu cầu Cắt mẫu thử nhóm mẫu thử với kích thước yêu cầu Một số thông số để gia công quy định ISO 2818 Hướng dẫn thêm việc cắt mẫu nêu Phụ lục A 6.2.2 Vật liệu táp đầu Nếu phá hủy không xảy kẹp bên kẹp sử dụng mẫu có táp khơng dán khơng có táp Nếu sử dụng táp phải kết cấu từ nhiều lớp (laminate) xếp lớp vải dệt, làm từ sợi thủy tinh/nhựa từ vật liệu thử, với trục sợi vải đặt ± 45o so với trục mẫu thử Độ dày vật liệu táp phải nằm khoảng từ 0,5 mm đến mm, với góc táp 90o (nghĩa khơng vát nghiêng) 6.2.3 Gắn táp đầu Táp đầu loại dán sử dụng phải gắn với mẫu thử keo dính có độ giãn dài lớn nêu Phụ lục A CHÚ THÍCH Quy trình tương tự sử dụng với mẫu thử nhóm mẫu thử 6.2.4 Gia công mẫu thử máy Mẫu thử phải cắt với trục chúng 45o so với hướng sợi 6.3 Kiểm tra mẫu thử Mẫu thử phải phẳng, không bị xoắn Các bề mặt cạnh khơng có vết xước, rỗ, vết bẩn sần sùi Mẫu thử phải kiểm tra phù hợp với yêu cầu mắt thường so với mép phẳng, phẳng vuông đo calip micromet Các mẫu thử có sai khác so với nhiều yêu cầu tới mức đo quan sát bị loại bỏ gia cơng máy đến kích thước hình dáng yêu cầu trước thử Số lượng mẫu thử 7.1 Thử năm mẫu thử Số lượng phép đo nhiều năm yêu cầu độ chụm giá trị trung bình cao Có thể đánh giá điều phương thức khoảng tin cậy (xác suất 95 %, xem ISO 2602) 7.2 Các kết thu từ mẫu thử bị đứt kẹp kẹp đầu táp phải bị loại bỏ thay mẫu thử Điều hòa Điều hòa mẫu thử theo quy định tiêu chuẩn vật liệu thử Khi khơng có thơng tin điều chọn điều kiện thích hợp ISO 291, trừ có quy định bên liên quan Cách tiến hành 9.1 Môi trường thử Tiến hành phép thử môi trường quy định tiêu chuẩn vật liệu thử Khi khơng có thơng tin điều chọn điều kiện thích hợp ISO 291, trừ có quy định bên liên quan (ví dụ thử nhiệt độ cao thấp) 9.2 Đo kích thước mẫu thử Đo điểm mẫu thử, chiều rộng mẫu, xác đến 0,1 mm độ dày xác đến 0,02 mm 9.3 Đo biến dạng mẫu thử Gắn dưỡng đo biến dạng dụng cụ đo biến dạng dọc theo vng góc với trục mẫu thử (xem Hình 2) để đo biến dạng theo chiều dọc (ɛx) biến dạng theo chiều ngang (ɛy) tương ứng 9.4 Tốc độ thử Đặt tốc độ thử máy thử theo tiêu chuẩn vật liệu thử Khi khơng có thơng tin điều đặt tốc độ thử v mm/min 9.5 Thu thập liệu Theo dõi ghi lại giá trị tải trọng giá trị biến dạng suốt trình thử 9.6 Kết thúc phép thử Kết thúc phép thử 12 = 0,05 không xảy phá hủy 9.7 Tải trọng tối đa Ghi lại tải trọng phá hủy tải trọng = 0,05 12 9.8 Kiểu phá hủy Kiểm tra ghi lại kiểu phá hủy (xem 7.2) 10 Tính tốn biểu thị kết 10.1 Tính ứng suất trượt mặt phẳng 12 F 2bh , biểu thị megapascal theo công thức sau 12 (1) F tải trọng tức thời, tính niutơn; b chiều rộng mẫu thử, tính milimét; h độ dày mẫu thử, tính milimét 10.2 Tính độ bền trượt mặt phẳng 12M 12M , biểu thị megapascal, theo công thức sau Fm 2bh (2) Fm tải trọng phá hủy, tính niutơn phá hủy 10.3 Tính biến dạng trượt 12 12 12 = 0,05 phép thử kết thúc trước theo công thức sau = ɛx - ɛy (3) ɛx biến dạng theo hướng song song với trục mẫu thử; ɛy biến dạng theo hướng vng góc với trục mẫu thử 10.4 Tính modul (dây cung) trượt mặt phẳng, G12 biểu thị megapascal, theo công thức sau (xem Hình 3): G12 " 12 " 12 " 12 ' 12 (4) ' 12 ứng suất trượt biến dạng trượt ' 12 = 0,001; " 12 ứng suất trượt biến dạng trượt " 12 = 0,005 10.5 Tính giá trị trung bình kết thử riêng lẻ có yêu cầu độ lệch chuẩn khoảng tin cậy 95 % giá trị trung bình theo quy trình nêu ISO 2602 10.6 Tính ứng suất modul đến ba chữ số có nghĩa Hình - Đồ thị ứng suất trượt/biến dạng trượt 11 Độ chụm Độ chụm phương pháp chưa có khơng có liệu liên phòng thử nghiệm 12 Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm thông tin sau a) Viện dẫn tiêu chuẩn này; b) Tất chi tiết cần thiết để nhận biết hoàn toàn vật liệu thử, gồm: kiểu, nguồn gốc, số mã hiệu nhà sản xuất lịch sử trước đó, có; c) Cấp xác máy thử (xem ISO 5893); d) Phương pháp chuẩn bị mẫu thử; e) Kích thước mẫu thử ; f) Số lượng mẫu thử; g) Điều kiện thử quy trình điều hòa, có; h) Kiểu phép đo biến dạng sử dụng; i) Các phép xác định riêng lẻ, gồm đồ thị ứng suất trượt/biến dạng trượt, yêu cầu; j) Giá trị trung bình kết riêng lẻ; k) Độ lệch chuẩn khoảng tin cậy 95 % giá trị trung bình, yêu cầu; l) (Các) kiểu phá hủy nhận được; m) Báo cáo mẫu thử có bị loại bỏ hay khơng, có nêu lý do; n) Bất kỳ thao tác không quy định tiêu chuẩn tình có ảnh hưởng đến kết thử; o) Ngày thử Phụ lục A (quy định) Chuẩn bị mẫu thử A.1 Gia công mẫu thử máy Trong tất trường hợp, cần đề phòng: - Tránh làm việc điều kiện sinh nhiệt lớn mẫu thử (nên sử dụng chất làm mát) Nếu sử dụng chất làm mát dạng lỏng phải sấy khơ mẫu sau gia công - Kiểm tra tất bề mặt cắt mẫu khơng có khuyết tật gia cơng A.2 Gắn táp đầu Phương pháp khuyến cáo sử dụng sau: Cắt từ vật liệu thử có chiều dài chiều dài mẫu thử chiều rộng thích hợp để có số lượng mẫu thử theo yêu cầu Để tạo táp đầu, cắt hình chữ nhật có chiều rộng chiều dài yêu cầu Gắn sau (xem Hình A.1): a) Nếu có u cầu, mài giấy ráp đánh bóng nhẹ vật liệu thích hợp tất bề mặt bôi keo dán b) Loại bỏ tất bụi làm bề mặt dung mơi thích hợp c) Để kết dính, sử dụng hệ keo có độ giãn dài lớn theo hướng dẫn nhà sản xuất CHÚ THÍCH Nên sử dụng keo dán dạng màng có lớp mang mỏng Keo tốt phải có độ bền trượt lớn 30 MPa Keo sử dụng chất phải đàn hồi có độ giãn dài đứt lớn so với vật liệu thử d) Giữ phần dính với lực nén, nhiệt độ khoảng thời gian khuyến cáo nhà sản xuất keo e) Chồng đầu song song lên vng góc với hướng chiều dài mẫu thử f) Các gắn với với thanh, tạo thành táp đầu thử sẵn sàng để cắt thành mẫu thử Hình A.1 - Tấm táp dùng để chuẩn bị mẫu thử .. .ISO 2818:1994, Plastics - Preparation of test specimens by machining (Chất dẻo - Chuẩn bị mẫu thử phương pháp gia công máy) ISO 5893:1993, Rubber and plastics test equipment -Tensile,... định ISO 5893 Kích thước tính milimét CHÚ DẪN Dưỡng đo biến dạng Táp Góc sợi (= 45o) Độ dày mẫu thử, h = mm Hình - Mẫu thử composite chất dẻo gia cường sợi thể hướng sợi Hình - Tấm composite gia. .. hợp ISO 291, trừ có quy định bên liên quan Cách tiến hành 9.1 Môi trường thử Tiến hành phép thử môi trường quy định tiêu chuẩn vật liệu thử Khi khơng có thơng tin điều chọn điều kiện thích hợp ISO