DIN EN 6033-2016 Aerospace series - Carbon fibre reinforced plastics - Test method - Determination of interlaminar fracture toughness energy - Mode I - GIC German and English versi.pdf

1、Februar 2016DEUTSCHE NORM Preisgruppe 9DIN 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!%IUj“2385071www.din.deDIN EN 6033Luft- und Raumfahrt Kohlenstofffaserverstr

2、kte Kunststoffe Prfverfahren Bestimmung der interlaminaren Energiefreisetzungsrate Mode I GIC;Deutsche und Englische Fassung EN 6033:2015Aerospace series Carbon fibre reinforced plastics Test method Determination of interlaminar fracture toughness energy Mode I GIC;German and English version EN 6033

3、:2015Srie arospatiale Matires plastiques renforces de fibres de carbone Mthode dessai Dtermination de lnergie de tnacit en rupture interlaminaire Mode I GIC;Version allemande et anglaise EN 6033:2015Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 21 SeitenDDIN

4、-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL)DIN EN 6033:2016-02 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 Rau

5、mfahrt auszuarbeiten. Durch die Vereinbarung vom 3. Oktober 1986 wurde ASD Assoziierte Organisation (ASB) des CEN. Das Dokument (EN 6033:2015) wurde von ASD-STAN, Fachbereich Werkstoffe und Verfahren, unter Mitwirkung deutscher Experten des Normenausschusses Luft- und Raumfahrt erarbeitet. Das zustn

6、dige deutsche Normungsgremium ist der Arbeitsausschuss 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

7、 europischen Luft- und Raumfahrt-Normungsergebnisse zweisprachig, 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 6033 November 2015 I

8、CS 49.025.40 Deutsche Fassung Luft- und Raumfahrt Kohlenstofffaserverstrkte Kunststoffe Prfverfahren Bestimmung der interlaminaren Energiefreisetzungsrate Mode I - GIC Aerospace series Carbon fibre reinforced plastics Test method Determination of interlaminar fracture toughness energy Mode I - GIC S

9、rie arospatiale Matires plastiques renforces de fibres de carbone Mthode dessai Dtermination de lnergie de tnacit en rupture interlaminaire Mode I - GIC Diese Europische Norm wurde vom CEN am 10. August 2013 angenommen. Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in

10、 der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen 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

11、 CEN-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, 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 mitg

12、eteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, der ehemaligen jugoslawischen Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroati

13、en, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, der Trkei, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. EUROPISCHES KOMITEE FR NORMUNG EUROPEAN COMMITTEE FO

14、R STANDARDIZATION COMIT EUROPEN DE NORMALISATION CEN-CENELEC Management-Zentrum: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2015 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten. Ref. Nr. EN 6033:2015 D EN 6033:2015 (D

15、) 2 Inhalt Seite Europisches Vorwort 3 1 Anwendungsbereich . 4 2 Normative Verweisungen . 4 3 Begriffe 4 4 Kurzbeschreibung . 4 5 Bezeichnung des Verfahrens . 5 6 Gerte . 5 7 Probekrper 5 7.1 Beschreibung der Probekrper . 5 7.2 Herstellung der Probekrper 5 8 Durchfhrung 6 8.1 Vorbehandlung . 6 8.2 B

16、estimmung der Mae 6 8.3 Prfung 6 9 Auswertung 7 10 Prfbericht . 7 DIN EN 6033:2016-02 EN 6033:2015 (D) 3 Europisches Vorwort Dieses Dokument (EN 6033:2015) wurde vom Verband der Europischen Luft-, Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie Normung (ASD-STAN) erstellt. Nachdem Umfragen und Abstimmungen en

17、tsprechend 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 einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Verffentlic

18、hung 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 berhren knnen. CEN und/oder CENELEC sind nicht dafr vera

19、ntwortlich, 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, Dnemark, Deutschland, die ehemalige jugoslawische Repub

20、lik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik, Trkei, Ungarn, Vereinigtes Knigreic

21、h und Zypern. DIN EN 6033:2016-02 EN 6033:2015 (D) 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt das Verfahren zur Bestimmung der interlaminaren Energiefreisetzungsrate GIC, Mode I, von kohlenstofffaserverstrkten Kunststoffen fest, die aus gleichgerichtetem Band oder Gewebe hergestellt wurden. Diese Norm le

22、gt keine Anleitung fest, die fr das Einhalten der Gesundheits- und Sicherheitsvorschriften 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 diese

23、m Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses 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 256

24、5, Luft- und Raumfahrt Herstellen von CFK-Prfplatten1)EN 2743, Luft- und Raumfahrt Faserverstrkte Kunststoffe Standardverfahren fr Vorbehandlung vor der Prfung von nicht gealterten Werkstoffen EN 6034, Luft- und Raumfahrt Kohlenstofffaserverstrkte Kunststoffe Prfverfahren Bestimmung der interlaminar

25、en Energiefreisetzungsrate Mode Il GIlC1)3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 interlaminare Energiefreisetzungsrate die interlaminare Energiefreisetzungsrate ist die Energie je Einheitsbreite der Platte, die zur Auslsung eines einfachen Risswachstums an ein

26、em interlaminaren Riss zwischen zwei Lagen eines Laminats erzeugt wird 3.2 Mode I gibt das Verfahren an, durch das die Last aufgebracht wird, um den Riss zu erzeugen. Ein Riss des Mode I dehnt sich aus infolge von Schlkrften, die senkrecht zur Rissebene auftreten 3.3 GICGICist Bezeichnung der interl

27、aminaren Energiefreisetzungsrate, die durch ein Prfverfahren des Mode I bestimmt wurde 4 Kurzbeschreibung Der angerissene Probekrper wird stndig mit Schlkrften belastet bis der ausgebreitete Riss eine Gesamtlnge von etwa 100 mm erreicht hat. Whrend der Ausbreitung des Risses werden die Lasten und de

28、r Traversenweg der Prfmaschine stndig aufgezeichnet. Die interlaminare Energiefreisetzungsrate wird aus der Lnge des ausgebreiteten Risses und der aufgebrachten Energie berechnet, die wiederum aus dem Last-Traversenweg-Diagramm bestimmt wurde. 1)Verffentlicht als ASD-STAN-Vornorm zum Zeitpunkt der H

29、erausgabe dieser Norm. http:/www.asd-stan.org/ DIN EN 6033:2016-02 EN 6033:2015 (D) 5 5 Bezeichnung des Verfahrens Die Bezeichnung des angewendeten Verfahrens muss entsprechend des folgenden Verfahrens erfolgen: ANMERKUNG Wenn erforderlich, darf das Kennzeichen I9005 zwischen den Benennungsblock und

30、 den Identifizie-rungsblock eingefgt werden. 6 Gerte 6.1 Zugprfmaschine mit einer Genauigkeit von 1 % im angewendeten Belastungsbereich. Der Versatz der Klemmflchen muss bei 300-mm-Teilung weniger als 0,05 mm betragen, wobei sich der Wert bei Teilungen von mehr als 300 mm um weniger als 0,1 mm je Me

31、ter erhhen darf. Die Parallelitt zwischen den Einspannkpfen sollte bei jeder Position der Traverse besser als 0,4 mm sein. 6.2 Winkel, gebogene Aluminiumstreifen mit einer Dicke von etwa 0,5 mm bis 0,7 mm oder mit Scharnieren aus Metall mit einer Dicke von etwa 1,0 mm bis 1,5 mm mssen wie in Bild 1

32、dargestellt verwendet werden. 6.3 Messschieber, Messgenauigkeit 0,05 mm. 6.4 Trennfolie, z. B. PTFE (Polytetrafluorethylen)-Folie mit einer Dicke von etwa 0,02 mm bis 0,03 mm. 6.5 Mikroskop mit 15- bis 25facher Vergrerung. 7 Probekrper 7.1 Beschreibung der Probekrper Die Mae der Probekrper mssen Bil

33、d 1 entsprechen. Wenn Gewebe verwendet wird, muss die Dicke so genau wie mglich Bild 1 entsprechen. Die Faserrichtung bei Bandwerkstoffen muss zur Probekrperlnge 0 und bei Gewebematerialien 0/90 betragen. Wenn in der Spezifikation, die sich auf die Prfung bezieht, auch GIIC-Ergebnisse nach EN 6034 e

34、rforderlich sind, die aus dem gleichen Werkstoff gewonnen wurden, ist es empfehlenswert, den Rest des Laminats als Probekrper fr die GIIC-Prfung zu verwenden (siehe EN 6034 hinsichtlich Maen fr Probekrper). 7.2 Herstellung der Probekrper Die Probekrper sind aus flachem Laminat herauszuschneiden, das

35、 nach EN 2565 hergestellt wurde. Die Verarbeitungsparameter beim Aushrten, wie Temperatur, Druck und Zeit, als auch ausfhrliche und/oder genaue Informationen bezglich des Arbeitsvorgangs, falls verfgbar, mssen entsprechend der einschlgigen Spezifikation angegeben werden, die sich auf die Prfung bezi

36、eht. DIN EN 6033:2016-02 EN 6033:2015 (D) 6 Zur Rissinitiierung ist eine Doppelschicht Trennfolie (siehe 6.4) mit Maen entsprechend Bild 1 in die mittlere Ebene des Laminats einzubringen. ACHTUNG Beim Prfen von Gewebematerial sind die Ergebnisse mglicherweise von der Anordnung des Risses zwischen de

37、n Schichten (verzweigt, nicht verzweigt usw.) beeinflusst. Vor Beginn der Herstellung der Probekrper muss genau festgelegt werden, welcher interlaminare Bereich zu prfen ist und wie die Probekrper herzustellen sind. Die Metallwinkel mssen mit den Probekrpern nach Bild 1 verklebt werden. Zum Verklebe

38、n der Winkel muss ein Werkstoff mit einer hohen Schlfestigkeit verwendet werden. Der Verklebeprozess (Oberflchenvorbereitung, Aushrtetemperatur) beeintrchtigt mglicherweise nicht die Eigenschaften des zu prfenden Werkstoffes. 8 Durchfhrung 8.1 Vorbehandlung Falls nicht anders durch die entsprechende

39、 Spezifikation festgelegt, die sich auf die Prfung bezieht, mssen die Probekrper im trockenen oder ausgehrteten Zustand bei Raumtemperatur geprft werden; sie sollten zuerst bei (23 null 2) C, (50 %null 5%) relativer Luftfeuchte nach EN 2743 vorbehandelt werden. 8.2 Bestimmung der Mae Der Durchschnit

40、tswert von mindestens drei entlang der Lnge des Probekrpers durchgefhrten Messungen ist aufzuzeichnen. Die Breite der Probekrper muss mit einer Genauigkeit von 0,1 mm mit einem Messschieber (siehe 6.3) gemessen werden. 8.3 Prfung Der Probekrper muss in der Prfeinrichtung justiert werden. Zur Vermeid

41、ung von jeglichen Einflssen der eingebrachten Trennfolie muss der Probekrper so belastet werden, bis ein Anfangsriss von 10 mm bis 15 mm erhalten wurde. Die Lage der Spitze des Anfangsrisses nach der vorherigen Belastung ist auf beiden Seiten des Probekrpers unter Verwendung des Mikroskops nach 6.5

42、zu kennzeichnen. Zur Vereinfachung dieser Messung kann eine dnne Schicht weier Tinte verwendet werden, die auf die Seitenflchen des Probekrpers aufgetragen wurde. Der Probekrper ist kontinuierlich mit einer Traversengeschwindigkeit von 10 mm/min so zu belasten, bis der Riss eine Gesamtlnge von etwa

43、100 mm erreicht hat. Die Belastung und der Traversenweg whrend der Prfung sind aufzuzeichnen. Die endgltige Lnge auf beiden Seiten des Probekrpers ist unter Verwendung des Mikroskops nach 6.5 zu kennzeichnen. Der Probekrper ist zu entlasten. Die Lnge des ausgebreiteten Risses ist zu bestimmen (siehe

44、 Abschnitt 9). Die Ergebnisse sind nach Abschnitt 9 zu analysieren. DIN EN 6033:2016-02 EN 6033:2015 (D) 7 9 Auswertung Die interlaminare Energiefreisetzungsrate ist nach folgender Gleichung zu berechnen: = null null 106Dabei ist GICdie Energiefreisetzungsrate, in J/m2; A die Energie zum Erreichen d

45、er Gesamtlnge des ausgebreiteten Risses, in J (Einbeziehung des Bereichs des Last-Traversenweg-Diagramms nach Bild 2); a die Lnge des ausgebreiteten Risses, in mm (endgltige Lnge des Risses minus der Anfangslnge des Risses); w die Breite des Probekrpers, in mm. 10 Prfbericht Der Prfbericht muss auf

46、diese Norm verweisen und Folgendes enthalten: 10.1 Die vollstndige Identifizierung des geprften Werkstoffes, einschlielich des Namens des Herstellers, Bezeichnung, Losnummer usw. 10.2 Smtliche Einzelheiten zur Vorbereitung der Probekrper. 10.3 Die gemessenen Probekrpermae. 10.4 Alterungs- und/oder A

47、uslagerungszustand vor der Prfung. 10.5 Datum der Prfung, Prfeinrichtung und Bezeichnung der Personen, die die Prfungen durchfhren. 10.6 Angewendete Ausrstung, Verfahren und Prfparameter. 10.7 Die einzelnen Prfergebnisse und Berechnungen und eine Kurvenschar mit typischen Last-Traversenweg-Kurven. A

48、ufzeichnungen zu einzelnen Kurven mssen vom Prflabor aufbewahrt werden. 10.8 Jeden Vorfall, der die Ergebnisse und jegliche Abweichungen von dieser Norm beeinflusst haben knnte. Eine Brckenbildung der Fasern im Riss oder die Bewegung des Risses zu den Lagen neben den mittig angeordneten Lagen muss angegeben werden. DIN EN 6033:2016-02 EN 6033:2015 (D) 8 Mae in Millimeter Legende 1 Trennfolie (siehe 6.4) 2 Winkel (siehe 6.2) L = (250 null 5) mm l1= (25 null 1) mm w = (25,0 null 0,2) mm t = (3,0 null 0,2) mm Bild 1 Probekrper DIN EN 6033:2016-02 EN 6033:2015 (D) 9 Leg