DIN EN 6031-2016 Aerospace series - Fibre reinforced plastics - Test method - Determination of in-plane shear properties (± 45 tensile test) German and English version EN 6031 2015.pdf

1、Februar 2016DEUTSCHE NORM Preisgruppe 10DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 49.025.40!%IUk“2385072www.din.deDIN EN 6031Luft- und Raumfahrt Faserverstrkte Kunsts

2、toffe Prfverfahren Bestimmung der Schubeigenschaften ( 45-Zugversuch);Deutsche und Englische Fassung EN 6031:2015Aerospace series Fibre reinforced plastics Test method Determination of in-plane shear properties ( 45 tensile test);German and English version EN 6031:2015Srie arospatiale Matires plasti

3、ques renforces de fibres Mthode dessai Dtermination des proprits en cisaillement plan (traction il 45);Version allemande et anglaise EN 6031:2015Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 25 SeitenDDIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL)DIN EN 6031:2

4、016-02 2 Nationales Vorwort Der Verband der Europischen Luft-, Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie Normung (ASD-STAN) ist vom Europischen Komitee fr Normung (CEN) fr zustndig erklrt worden, Europische Normen (EN) fr das Gebiet der Luft- und Raumfahrt auszuarbeiten. Durch die Vereinbarung vom 3. Ok

5、tober 1986 wurde ASD Assoziierte Organisation (ASB) des CEN. Das Dokument (EN 6031:2015) wurde von ASD-STAN, Fachbereich Werkstoffe und Verfahren, unter Mitwirkung deutscher Experten des Normenausschusses Luft- und Raumfahrt erarbeitet. Das zustndige deutsche Normungsgremium ist der Arbeitsausschuss

6、 NA 131-02-01 AA Verbundwerkstoffe“ im DIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt. Entsprechend Beschluss 57/9 des Technischen Ausschusses des Beirats des Normenausschusses Luft- und Raumfahrt (NL) im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. sind die europischen Luft- und Raumfahrt-Normungsergebnisse zw

7、eisprachig, in Deutsch und Englisch, in das Deutsche Normenwerk zu berfhren. Aus diesem Grund wurde der Deutschen Fassung dieses Dokuments die Englische Fassung hinzugefgt. EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 6031 November 2015 ICS 49.025.40 Deutsche Fassung Luft- und Raumfahrt Fase

8、rverstrkte Kunststoffe Prfverfahren Bestimmung der Schubeigenschaften ( 45 Zugversuch) Aerospace series Fibre reinforced plastics Test method Determination of in-plane shear properties ( 45 tensile test) Srie arospatiale Matires plastiques renforces de fibres Mthode dessai Dtermination des proprits

9、en cisaillement plan (traction il 45) Diese Europische Norm wurde vom CEN am 21. Juni 2014 angenommen. Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer national

10、en Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum des CEN-CENELEC oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch,

11、Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Management-Zentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungs

12、institute von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, der ehemaligen jugoslawischen Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, d

13、er Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, der Trkei, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. EUROPISCHES KOMITEE FR NORMUNG EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION COMIT EUROPEN DE NORMALISATION CEN-CENELEC Management-Zentrum: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2015

14、 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten. Ref. Nr. EN 6031:2015 D EN 6031:2015 (D) 2 Inhalt Seite Europisches Vorwort 3 1 Anwendungsbereich . 4 2 Normative Verweisungen . 4 3 Begriffe 4 4 Kurzbeschr

15、eibung . 5 5 Bezeichnung des Verfahrens . 5 6 Gerte . 5 7 Probekrper 6 8 Durchfhrung 7 9 Auswertung 8 10 Prfbericht . 9 DIN EN 6031:2016-02 EN 6031:2015 (D) 3 Europisches Vorwort Dieses Dokument (EN 6031:2015) wurde vom Verband der Europischen Luft-, Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie Normung (AS

16、D-STAN) erstellt. Nachdem Umfragen und Abstimmungen entsprechend den Regeln dieses Verbandes durchgefhrt wurden, hat diese Norm die Zustimmung der nationalen Verbnde und offiziellen Behrden der Mitgliedslnder der ASD erhalten, bevor sie CEN vorgelegt wurde. Diese Europische Norm muss den Status eine

17、r nationalen Norm erhalten, entweder durch Verffentlichung eines identischen Textes oder durch Anerkennung bis Mai 2016, und etwaige entgegenstehende nationale Normen mssen bis Mai 2016 zurckgezogen werden. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte be

18、rhren knnen. CEN und/oder CENELEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Entsprechend der CEN-CENELEC-Geschftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Lnder gehalten, diese Europische Norm zu bernehmen: Belgien, Bulgarien, D

19、nemark, Deutschland, die ehemalige jugoslawische Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tsch

20、echische Republik, Trkei, Ungarn, Vereinigtes Knigreich und Zypern. DIN EN 6031:2016-02 EN 6031:2015 (D) 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt das Verfahren zur Bestimmung der Schubfestigkeit in der Lagenebene und des Schubmoduls von Verbundwerkstoffen fest. Das Verfahren basiert auf dem einachsigen

21、 Spannungs-Dehnungs-Verhalten eines null 45-Laminats, das symmetrisch um die Mittelebene laminiert ist. Diese Norm gilt fr aus gleichgerichteten Schichten oder Gewebeverstrkung gefertigte Verbundwerkstoffe. Diese Norm legt keine Anleitung fest, die fr das Einhalten der Gesundheits- und Sicherheitsvo

22、rschriften erforderlich ist. Es liegt in der Verantwortung des Anwenders dieser Norm, die entsprechenden Gesundheits- und Sicherheitsvorkehrungen zu treffen. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung diese

23、s Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). EN 2374, Luft- und Raumfahrt Glasfaserverstrkte Formstoffe und Kernverbunde Herstellen

24、 von Prfplatten EN 2489, Luft- und Raumfahrt Faserverstrkte Kunststoffe Bestimmung des Einflusses von Prfflssigkeiten EN 2565, Luft- und Raumfahrt Herstellen von CFK-Prfplatten1) EN 2743, Luft- und Raumfahrt Faserverstrkte Kunststoffe Standardverfahren fr Vorbehandlung vor der Prfung von nicht gealt

25、erten Werkstoffen EN 2823, Luft- und Raumfahrt Faserverstrkte Kunststoffe Prfverfahren zur Ermittlung des Einflusses der Auslagerung in feuchtem Klima auf die mechanischen und physikalischen Eigenschaften1)3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Zugspannung zu

26、 einem bestimmten Zeitpunkt der Prfung auf den Probekrper zu einem bestimmten Zeitpunkt der Prfung wirkende lngsgerichtete Zugkraft je Flcheneinheit des Ausgangsquerschnitts innerhalb der Messlnge 3.2 Schubspannung zu einem bestimmten Zeitpunkt der Prfung Schubspannung in der Lagenebene, deren Haupt

27、richtung unter einem Winkel von null 45 zu der Richtung verluft, in der die Zugspannung aufgebracht wird und deren Gre die Hlfte der Zugspannung betrgt 3.3 Schubfestigkeit grte whrend der Prfung auftretende Schubspannung. Berechnung siehe 9.1 1) Verffentlicht als ASD-STAN-Vornorm zum Zeitpunkt der H

28、erausgabe dieser Norm. http:/www.asd-stan.org/ DIN EN 6031:2016-02 EN 6031:2015 (D) 5 3.4 Zugdehnung Vernderung des Lngs- oder Querabstands zwischen Markierungen in der Messlnge des Probekrpers, hervorgerufen durch eine Zugkraft und bezogen auf den Anfangsabstand zwischen den Markierungen (0ist die

29、Lngsdehnung, ihr Wert ist positiv; 90ist die Querdehnung eines Zugprobekrpers, ihr Wert ist negativ) 3.5 Schubmodul Neigung der geraden Linie in einem Schubspannungs-/-verformungs-Diagramm durch die Markierungen, die zwei Lngsdehngrenzen entsprechen. Sofern nicht anders festgelegt, betragen diese Ln

30、gsdehnungen (0)1= 500 null 106und (0)2= 2 500 null 106(siehe Bild 3). Berechnung siehe 9.2. 4 Kurzbeschreibung Durch die Anwendung von Beziehungen, die aus der Plattentheorie abgeleitet wurden, werden Ausdrcke dargestellt, die es ermglichen, dass die 0-Schubspannungs-Schubverformungskurve in der Lag

31、enebene aus einem einachsigen Zugversuch eines null 45-Laminats erzeugt wird. Die aus einem Zugversuch erhaltenen experimentellen Prfdaten werden fr die Erzeugung der Schubspannung und des Schubmoduls ange-wendet. 5 Bezeichnung des Verfahrens Die Bezeichnung des angewendeten Verfahrens muss entsprec

32、hend des folgenden Beispiels erfolgen: 6 Gerte 6.1 Zugprfmaschine mit einer Fehlergrenze von 1 % im gewhlten Lastbereich. 6.2 Messschraube, flache Messenden, mit einer Fehlergrenze von 0,01 mm. 6.3 Messschieber mit einer Fehlergrenze von 0,1 mm. 6.4 Dieses Verfahren erfordert Belastungs-Dehnungs-Dat

33、en sowohl in Lngs- als auch in Querrichtung. Dies wird erreicht, indem die Probekrper mit lngsgerichteten und quergerichteten Dehnungsmessstreifen (5 mm bis 10 mm Messlnge) versehen werden. Die Messgerte, Oberflchenvorbereitung und die Binde-mittel sollten so ausgewhlt werden, dass fr eine optimale

34、Leistung an dem beanspruchten Werkstoff gesorgt ist; auerdem muss ein geeignetes automatisches Dehnungsaufzeichnungsgert eingesetzt werden. Falls vorhanden, kann ein bidirektionales Extensometer oder eine Kombination aus Extensometern fr die Lngen- und die Breitenmessung angewendet werden. Die Exten

35、someter mssen eine Fehlergrenze von 1 % im angewendeten Belastungsbereich aufweisen. 6.5 Temperaturmessgerte mit einer Fehlergrenze von null 0,2 C bei der angewendeten Prftemperatur. DIN EN 6031:2016-02 EN 6031:2015 (D) 6 6.6 Material zum Verschlieen des Vakuumbeutels. 6.7 Zeitgeber/Zeitmessgert. 7

36、Probekrper 7.1 Beschreibung der Probekrper Der Probekrper kann entweder aus unidirektionalem Band oder Gewebe bestehen. Acht Lagen, die in einem Winkel von + 45 und 45 zur Lngsachse ausgerichtet sind werden wie folgt angewendet: (+ 45, 45, + 45, 45) s. Zur Vermeidung von Verformungen und induziertem

37、 Biegen muss die Laminierung vollstndig symmetrisch sein. Siehe Bild 1 hinsichtlich Maen und Toleranzen des Probekrpers. 7.2 Herstellung der Probekrper Die Probekrper werden aus Platten herausgeschnitten. Der Variationskoeffizient bei Dickenmessungen muss weniger als 2 % je Platte betragen. Die Lami

38、nierung muss abwechselnd in einem Winkel von + 45 und 45 erfolgen und symmetrisch sein (siehe 7.1). Die Genauigkeit der Faserrichtungen muss innerhalb null 2,5 liegen. Kohlenstofffaserplatten mssen nach EN 2565 und Glasfaserplatten nach EN 2374 hergestellt werden. Die Verfahrensparameter, beispielsw

39、eise Entlftung, Aushrtetemperatur und -dauer usw. mssen den gltigen Technischen Lieferbedingungen entsprechen. Alle Probekrper mssen eine Laminierung von null 45 zur Probekrperachse aufweisen. Es mssen Vorkeh-rungen getroffen werden, damit nach dem Bearbeiten keine Kerben, rauen oder unebenen Oberfl

40、chen vorhanden sind. 7.3 Dehnungsmessstreifen Wenn Dehnungsmessstreifen (siehe 6.4) zur Bestimmung des Schubmoduls angewendet werden, mssen sie in der Mitte des Probekrpers, (0) in Lngs- und (90) in Querrichtung, angebracht werden. 7.4 Blcke Der Probekrper muss mit Blcken (siehe Bild 1) versehen wer

41、den, entweder indem vorgehrtete Blcke aus zwei Gewebelagen (Laminierung null 45) verwendet werden, oder durch Verbundhaftung unter Anwendung eines geeigneten Prepreg-Systems. Die vorgehrteten Blcke mssen mit einem geeigneten Klebstoffsystem, das die Temperatur- und Alterungsanforderungen erfllt, an

42、beide Seitenflchen des Probekrpers angeklebt werden. Es sollte darauf geachtet werden, dass die Verbundhaftungstemperatur des Klebstoffes nicht dazu beitrgt, dass zustzliche unerwnschte Nachhrtungseffekte auftreten, die auf das Laminat wirken. 7.5 Anzahl der Probekrper Falls nicht anders in der glti

43、gen Technischen Lieferbedingungen festgelegt, mssen fnf Probekrper je Prfbedingung geprft werden. Wenn die Prfungen nach dem Altern, oder bei einer Temperatur durchgefhrt werden, die nicht der Raumtemperatur entspricht, muss darauf geachtet werden, dass sichergestellt ist, dass trockene Bezugsprobek

44、rper bzw. Probekrper, die Raumtemperatur haben und die DIN EN 6031:2016-02 EN 6031:2015 (D) 7 von der selben Platte wie die zu untersuchenden Probekrper maschinell hergestellt wurden, ebenfalls geprft werden. 7.6 Alterung von Probekrpern Im Falle von Prfungen nach dem Einlagern mssen die Bedingungen

45、 EN 2489 entsprechen. Im Falle von Prfungen nach dem Einlagern in feuchtem Klima mssen die Bedingungen EN 2823 entsprechen. 8 Durchfhrung 8.1 Einlagern Die Lagerung und Prfung von Probekrpern im ausgehrteten Zustand (siehe EN 2743) muss bei (23 null 2) C, (50 null 5) % relativer Luftfeuchte nach EN

46、2743 erfolgen. Gealterte Probekrper mssen unmit-telbar nach dem Alterungsprozess geprft werden (eine maximale Verzgerung von 8 h bei (23 null 2) C ist zulssig). 8.2 Bestimmung der Mae Vor der Alterungs- und mechanischen Prfung sind die Dicke und Breite an drei Punkten auerhalb des Einspannbereichs d

47、es Probekrpers zu messen und aufzuzeichnen. Fr die Dickenmessung ist die Messschraube (siehe 6.2) und fr die Breitenmessung der Messschieber (siehe 6.3) oder die Messschraube (siehe 6.2) anzuwenden. 8.3 Zugversuch Der Probekrper ist so in Klemmen mit Keilwirkung oder hydraulische Klemmen (siehe 6.1)

48、 einzubringen, dass die Blcke vollstndig eingespannt sind, Einzelheiten siehe Bild 2. Die Ausrichtung des Probekrpers in der Prfmaschine muss so genau wie mglich sein, um jegliche Biegebeanspruchungen zu vermeiden. Die Zugkraft muss mit einer Traversengeschwindigkeit von 1 mm/min aufgebracht werden, bis 2 % Lngsdehnung erreicht wurden; die 0- und 90-Dehnungen gegen die Last werden whrend der Prfung ununterbrochen vom Tensiometer (siehe 6.4) aufgezeichnet. Zu diesem Zeitpunkt muss die Geschwindigkeit auf 10 mm/min bis zum Bruch erhht werden (erforderli