Standaardtestmethode voor de treksterkte-eigenschappen van kunststoffen ASTM D638

Overzicht

De ASTM D638 testmethode is een van de populairste methoden om de treksterkte van versterkte en onversterkte kunststoffen te bepalen met gebruikmaking van een standaard halter- of hondenbeenvormig monster bij constante temperatuur, vochtigheid en testsnelheid. Materialen tot een dikte van 14 mm kunnen met deze procedure worden getest. Als uw monsters dikker zijn dan 14 mm, moeten ze tot de juiste dikte worden bewerkt. Indien het te testen materiaal minder dan 1 mm dik is, verdient ASTM D882 de voorkeur als testmethode.

Testframe, handvatten en accessoires

United fabriceert en levert een breed scala aan universele testmachines, handgrepen en accessoires om u te helpen bij het uitvoeren van ASTM D638. Universele testmachines worden onderscheiden naar capaciteit en de keuze van het juiste testframe wordt bepaald door hoeveel kracht er nodig is om het monster te breken. Indien u niet zeker weet hoeveel capaciteit nodig is, zal United een gratis test uitvoeren om u te helpen de benodigde systeemcapaciteit te bepalen.

United biedt universele testmachines met een capaciteit van 2,5kN (550 Lbf) met één kolom tot 600kN (449.000 Lbf) met twee kolommen. Onze dubbele kolomframes van 50 kN en 100 kN zijn zowel in tafelmodel als in vloermodel verkrijgbaar.

De norm zelf specificeert dat de testapparatuur, handgrepen en toebehoren het volgende moeten bieden

Test Frame

• Constante snelheid van kruiskopbeweging (Servogestuurd)
• Een vast of in wezen stilstaand lid dat één greep draagt
• Een beweegbaar lid dat een tweede greep draagt
• vermogen tot verplaatsingsmeting
• Software en rapportagemogelijkheden

Handvatten

• Vaste of zelfuitlijnende handgrepen en de juiste grijpbekken zijn vereist.
• Voor deze testprocedure kunnen verschillende soorten handgrepen worden gebruikt, zoals wiggrepen, pneumatische handgrepen of bankschroefgrepen, maar bepaalde soorten handgrepen hebben een beperkte capaciteit, zodat het soort handgreep dat nodig is, uiteindelijk wordt bepaald door de kracht die nodig is om het monster te breken.
• Als het monster dat u test voortdurend uit de handgreep glijdt, is dat een aanwijzing dat de bekken van de handgreep versleten zijn of dat een handgreep met een grotere capaciteit nodig is.
• Elke handgreep met gekartelde bekken is een goede keuze gebleken voor deze test, ervan uitgaande dat deze voldoende grijpkracht biedt om het monster niet af te knellen en voortijdige breuken te veroorzaken, en tegelijkertijd voorkomt dat het monster uit de handgreep glijdt.
• United A-Series wiggrips (hieronder afgebeeld) zijn een ideale keuze bij de uitvoering van ASTM D638.

Loadcell

Een krachtopnemer die is gekalibreerd volgens ASTM E4 met een nauwkeurigheid van +/- 1% van de aangegeven waarde is vereist. Dit type meetcel wordt geleverd bij alle United Universal Test Machines.

Extensometers

Om bepaalde berekeningen te kunnen maken, zoals elasticiteitsmodulus, secansmodulus en Poisson-verhouding, is het gebruik van een extensometer vereist. Het berekenen van deze resultaten aan de hand van alleen de grijpafstand bij breuk biedt niet voldoende precisie of nauwkeurigheid. Voor de berekening van de Poisson-verhouding is een transversale extensometer nodig. United levert een grote verscheidenheid aan extensometers voor de ASTM D638-testprocedure, waaronder contact- en contactloze extensometers zoals video- of laser-extensometers. Alle rekstrookjes zijn gekalibreerd volgens ASTM E83 en verkrijgbaar in een groot aantal verschillende rekstrookjes met verschillende meetbereiken, afhankelijk van de te testen monsters.

Testmonsters

ASTM D638 verwijst naar verschillende soorten testmonsters, afhankelijk van het te testen materiaal, de dikte van het materiaal en de eigenschappen die het vertoont wanneer het breekt. Tot de methoden voor het bereiden van de proefstukken behoren het spuitgieten, machinaal bewerken of stansen van materialen in plaat-, plak- of vergelijkbare vorm. Raadpleeg de meest recente gepubliceerde norm om de exacte afmetingen van de monsters te verkrijgen.

Blad, Plaat, en Gevormde Plastieken

• Het model van type I geniet de voorkeur en moet worden gebruikt wanneer voldoende materiaal met een dikte van 7 mm (0,28 in.) of minder beschikbaar is.
• Type II proefstuk wordt aanbevolen wanneer een materiaal niet breekt in het smalle gedeelte met het type I proefstuk dat de voorkeur geniet.
• Type III specimen moet worden gebruikt voor alle materialen met een dikte van meer dan 7 mm (0.28 in.) maar niet meer dan 14 mm (0.55 in.)
• Type IV proefstukken worden over het algemeen gebruikt wanneer directe vergelijkingen nodig zijn tussen materialen in verschillende stijfheidsgevallen (d.w.z. niet-stijf en halfstijf).Type V proefstukken worden gebruikt wanneer slechts beperkt materiaal met een dikte van 4 mm (0.16 in.) of minder beschikbaar is voor evaluatie, of wanneer een groot aantal proefstukken moet worden blootgesteld in een beperkte ruimte (thermische en omgevingsstabiliteitstests, enz.).

Niet-stijve kunststoffen

• Het type III proefstuk moet worden gebruikt voor alle materialen met een dikte van meer dan 7 mm (0,28 in.) maar niet meer dan 14 mm (0,55 in.)
• Het proefstuk van type IV wordt gebruikt voor het beproeven van niet-buigzame kunststoffen met een dikte van 4 mm (0,16 in.) of minder.

Versterkte composieten

Monsters van type I moeten worden gebruikt

Harde Buizen

Stijve buizen zijn holle specimens en er is een speciale voorbereiding nodig om te voorkomen dat de buis bij het uitvoeren van de test door de handgrepen wordt verpletterd, hetgeen tot voortijdig falen leidt. Het middengedeelte van de buis is teruggebracht tot 60% van de oorspronkelijke diameter, zodat dit gedeelte, wanneer er spanning op wordt uitgeoefend, het eerst zal breken omdat het dunner is. Stalen of koperen stoppen moeten goed in de holle buisuiteinden passen en moeten in de uiteinden van de preparaten worden geplaatst om te voorkomen dat ze door de handvatten worden verpletterd. De stekkers kunnen gemakkelijk in de buis worden geplaatst door ze te scheiden en te ondersteunen op een metalen staaf met schroefdraad.

Stijve staven

Stijve staven zijn vaste monsters, maar het principe van monstervoorbereiding is hetzelfde. Het middengedeelte van het proefstuk wordt tot 60% van de oorspronkelijke diameter teruggebracht, waardoor het dunner wordt dan de uiteinden, zodat het proefstuk, wanneer er spanning op wordt uitgeoefend, meer kans loopt in het midden te breken.

Specifieke afmetingen voor dit soort monsters worden in de norm gespecificeerd en de meest recente versie van de norm moet worden geraadpleegd om deze afmetingen te verkrijgen.

Testberekeningen en rapportage

Misschien wel de grootste uitdaging voor klanten die nieuw zijn met deze norm, zijn de vereiste berekeningen en rapportage.

United’s DragonFly UTS software samen met een van onze Universal Test Machines is volledig in staat om de ASTM D638 testprocedure uit te voeren. Elke UTM die wij verkopen bevat het testframe, de loadcell, Windows® PC, DragonFly UTS software en de vooraf geschreven testprocedure, zodat u snel aan de slag kunt. Aangepaste of gewijzigde testprocedures kunnen gemakkelijk worden geschreven. Testrapporten van hoge kwaliteit met alle nodige berekeningen zijn onmiddellijk beschikbaar en de gegevens worden opgeslagen in een beveiligde en gemakkelijk te doorzoeken Access ® database. Het schrijven van andere testprocedures dan ASTM D638 met behulp van DragonFly UTS is eenvoudig te doen en er zijn geen extra kosten of licentie vereist voor het schrijven of wijzigen van aanvullende testprocedures.

ASTM D638 schrijft voor dat het volgende moet worden berekend:

• Treksterkte
• Procent Elongation
• Procentuele rek bij vloeigrens
• Percentage rek bij breuk
• Nominale spanning
• Nominale spanning bij breuk
• Elasticiteitsmodulus
• Secans modulus
• Poisson’s ratio (Transverse Extensometer vereist)
• Gemiddelde waarde van alle geteste monsters
• Standaard Afwijking

Conclusie

United heeft vrijwel al het werk voor onze klanten gedaan wat betreft het uitvoeren van de ASTM D638 testprocedure. De klant hoeft alleen maar te bepalen welk type monster hij wil testen, zodat wij het juiste testframe en de juiste handgrepen kunnen kiezen.

Bekijk hieronze United Testing System machines