Instrumentierter Kerbschlagbiegeversuch

Die Erfassung des Kraft-Zeit- bzw. Kraft-Durchbiegungs-Verhaltens während des Kerbschlagbiegeversuchs erlaubt eine weitergehende Auswertung, als dies mit dem konventionellen Kerbschlagbiegeversuch nach DIN EN ISO 179-1 möglich ist.

Da auch die DIN EN ISO 179-2 nur wenig Möglichkeiten der Variation der Prüfparameter zulässt, wurde eine hauseigene Prüfnorm entwickelt, die MPK-IKBV, die auch Bestandteil der akkreditierten Normen ist. Grundlage bildet die über 30-jährige Erfahrung auf dem Gebiet der bruchmechanischen Untersuchungen an Kunststoffen.

Instrumentierter Kerbschlagbiegeversuch – IKBV

Grundlagen

Gegenüber der ISO 179-2 wurden Prüfparameter optimiert, zudem werden aus den Kraft-Durchbiegungs-Diagrammen Kenngrößen wie J-Integral-Werte J, berechnet mit Näherungsformeln, Spannungsintensitätsfaktor K und Rissöffnungsverschiebung δ ermittelt. Damit können Werkstoffe charakterisiert werden, bei denen gleiche Schlagenergien gemessen werden, die aber unterschiedliches Kraft- und Verformungs-Verhalten zeigen.

Die akkreditierte Norm MPK-IKBV der Polymer Service GmbH beschreibt im Teil 1 die Ermittlung von Kennwerten als Widerstand gegenüber instabiler Rissausbreitung.

Der Teil 2 beschreibt die Kennwertermittlung bei stabilem Werkstoffverhalten – Risswiderstands-Kurven, R-Kurven.

Weitere Informationen zu den bruchmechanischen Auswertemethoden finden Sie im Bereich Bruchmechanik sowie im wiki-Lexikon.

Probenvorbereitung

Prüfbedingungen

IKBV – Stopp-Block
  • Pendel-Energie 0 J bis 15 J
  • Prüfgeschwindigkeit 0,1 m/s bzw. 3,8 m/s
  • Prüfkörper-Typ 1 (80 x 10 x 4 mm³)
  • Klimatisierung: Normklima (23 °C, 50 % Luftfeuchte)
  • Temperierung: von -70 °C bis 95 °C (andere Temperaturen auf Anfrage)
  • Aufnahme und Auswertung von Schlagkraft-Durchbiegungs-Diagrammen (instrumentierte Prüfung)
  • Stopp-Block-Methode

Normen

Akkreditierte Normen:

  • MPK-IKBV: Prüfung von Kunststoffen – Instrumentierter Kerbschlagbiegeversuch
    • Teil 1: Kennwertermittlung als Widerstand gegenüber instabiler Rissausbreitung
    • Teil 2: Kennwertermittlung als Widerstand gegenüber stabiler Rissausbreitung
  • DIN EN ISO 179: Kunststoffe – Bestimmung der Charpy-Schlageigenschaften
    • Teil 2: Instrumentierte Schlagzähigkeitsprüfung

Ergebnisse

  • Kraft-Durchbiegungs-Diagramm
  • Spannungsintensitätsfaktor K
  • Dynamische Bruchzähigkeit
  • J-Integral-Werte
  • Kritische Rissöffnungsverschiebung δ
  • Elastische und plastische Energieanteile
  • Dynamischer E-Modul
  • Dynamische Streckgrenze
  • Rissinitiierungswert J0,2 und δ0,2
  • Bestimmung von JTJ

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