DIN EN 6034-2016 Aerospace series - Carbon fibre reinforced plastics - Test method - Determination of interlaminar fracture toughness energy - Mode II - G[IIC] German and English v.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!%IV$“2385101www.din.deDIN EN 6034Luft und Raumfahrt Kohlenstofffaserverstrk

2、te Kunststoffe Prfverfahren Bestimmung der interlaminaren Energiefreisetzungsrate, Mode II Deutsche und Englische Fassung EN 6034:2015Aerospace series Carbon fibre reinforced plastics Test method Determination of interlaminar fracture toughness energy Mode II German and English version EN 6034:2015S

3、rie arospatiale Matires plastiques renforces de fibres de carbone Mthode dessai Dtermination de lnergie de tnacit en rupture interlaminaire Version allemande et anglaise EN 6034:2015Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 21 SeitenDDIN-Normenausschuss

4、Luft- und Raumfahrt (NL)GIIC; Mode II GIIC; GIIC; DIN EN 6034:2016-02 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

5、- und Raumfahrt auszuarbeiten. Durch die Vereinbarung vom 3. Oktober 1986 wurde ASD Assoziierte Organisation (ASB) des CEN. Das Dokument (EN 6034:2013) wurde von ASD-STAN, Fachbereich Werkstoffe, unter Mitwirkung deutscher Experten des DIN-Normenausschusses Luft- und Raumfahrt erarbeitet. Das zustnd

6、ige 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 DIN-Normenausschusses Luft- und Raumfahrt (NL) sind die europischen Luft- und Raumfahrt-Normung

7、sergebnisse 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 6034 November 2015 ICS 49.025.40 Deutsche Fassung Luft- und

8、Raumfahrt Kohlenstofffaserverstrkte Kunststoffe Prfverfahren Bestimmung der interlaminaren Energiefreisetzungsrate Mode II GIIC Aerospace series Carbon fibre reinforced plastics Test method Determination of interlaminar fracture toughness energy Mode II GIIC Srie arospatiale Matires plastiques renfo

9、rces de fibres de carbone Mthode dessai Dtermination de lnergie de tnacit en rupture interlaminaire Mode II GIIC Diese Europische Norm wurde vom CEN am 10. August 2013 angenommen. Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, un

10、ter 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 CEN-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Die

11、se 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 mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Stat

12、us 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, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta,

13、 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 FOR STANDARDIZATION COMIT EUROPEN DE NORMA

14、LISATION 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 6034:2015 DEN 6034:2015 (D) 2 Inhalt Seite Europisches Vorwort . 3

15、1 Anwendungsbereich 4 2 Normative Verweisungen 4 3 Begriffe 4 4 Kurzbeschreibung 5 5 Bezeichnung des Verfahrens 5 6 Gert . 5 7 Probekrper 5 8 Durchfhrung 6 9 Auswertung 8 10 Prfbericht . 8 DIN EN 6034:2016-02 EN 6034:2015 (D) 3 Europisches Vorwort Dieses Dokument (EN 6034:2015) wurde vom Verband der

16、 Europischen Luft-, Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie Normung (ASD-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, bevo

17、r sie CEN vorgelegt wurde. Diese Europische Norm muss den Status einer 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 Mglichke

18、it hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren 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 Lnde

19、r gehalten, diese Europische Norm zu bernehmen: Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, die ehemalige jugoslawische Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, sterreich, Polen, Por

20、tugal, Rumnien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik, Trkei, Ungarn, Vereinigtes Knigreich und Zypern. DIN EN 6034:2016-02 EN 6034:2015 (D) 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt das Verfahren fest zur Bestimmung der interlaminaren Energiefreisetzungsrate GIIC, Mode

21、II, von kohlenstofffaserverstrkten Kunststoffen, die aus gleichgerichtetem Band oder Gewebe hergestellt wurden. Diese Norm legt keine Anleitung fest, die fr das Einhalten der Gesundheits- und Sicherheitsvorschriften erforderlich ist. Es liegt in der Verantwortung des Anwenders dieser Norm, die entsp

22、rechenden 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 dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. B

23、ei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). EN 2565, Luft- und Raumfahrt Herstellen von CFK-Prfplatten1EN 2743, Luft- und Raumfahrt Faserverstrkte Kunststoffe Standardverfahren fr Vorbehandlung vor der Prfung von nicht gealte

24、rten Werkstoffen )EN 2823, Luft- und Raumfahrt Faserverstrkte Kunststoffe Prfverfahren zur Ermittlung des Einflusses der Auslagerung in feuchtem Klima auf die mechanischen und physikalischen Eigenschaften1)EN 6033, Luft- und Raumfahrt Kohlenstofffaserverstrkte Kunststoffe Prfverfahren Bestimmung der

25、 interlaminaren Energiefreisetzungsrate Mode I GIC1)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 Risswachs

26、tums an einem interlaminaren Riss zwischen zwei Lagen des Laminats erzeugt wird 3.2 Mode II gibt das Verfahren an, durch das die Last aufgebracht wird, um den Riss zu erzeugen. Mode II-Risse breiten sich aufgrund von Scherkrften an der Spitze des Risses aus, der durch einen Biegeversuch verursacht w

27、urde 3.3 GIICist Bezeichnung der interlaminaren Energiefreisetzungsrate, die durch ein Prfverfahren des Mode II bestimmt wurde 1)Verffentlicht als ASD-STAN-Vornorm zum Zeitpunkt der Herausgabe dieser Norm. http:/www.asd-stan.org/ DIN EN 6034:2016-02 EN 6034:2015 (D) 5 4 Kurzbeschreibung Der am Ende

28、gekerbte Probekrper wird fr die Mode II-Prfung verwendet. Ein angerissener Probekrper wird in einer 3-Punkt-Biegevorrichtung (siehe Bild 2) bis zum Beginn des Risswachstums belastet. Die auf den Probekrper aufgebrachte Last und der Traversenweg der Prfmaschine werden whrend der Prfung durchgngig auf

29、gezeichnet. Die Gesamtenergiefreisetzungsrate wird aus der Anfangsrisslnge und dem Last-Traversenweg-Diagramm berechnet. 5 Bezeichnung des Verfahrens Die Bezeichnung des angewendeten Verfahrens muss entsprechend des folgenden Muster erfolgen: Benennungsblock Identifizierungsblock Kohlenstofffaserver

30、strkte Kunststoffe Bestimmung der interlaminaren Energiefreisetzungsrate Mode II GIIC Prfung EN6034 Nummer dieser Norm ANMERKUNG Wenn erforderlich, darf das Kennzeichen I9005 zwischen den Benennungsblock und den Identifizierungsblock eingefgt werden. 6 Gert 6.1 Prfmaschine mit einer Genauigkeit von

31、1 % im angewendeten Belastungsbereich. 6.2 Einrichtung zum Aufzeichnen der Durchbiegung als eine Funktion der Last mit einer Genauigkeit von 1 % im Durchbiegungsbereich. 6.3 Messschieber, Fehlergrenze 0,1 mm. 6.4 Messschieber, flache Ausfhrung, Fehlergrenze 0,01 mm. 6.5 Mikroskop mit 15- bis 25fache

32、r Vergrerung. 7 Probekrper 7.1 Beschreibung der Probekrper Zum Erreichen von reproduzierbaren Prfergebnissen darf die GIIC-Prfung nur mit Probekrpern (siehe Bild 1) durchgefhrt werden, an denen der Anfangsriss whrend der Durchfhrung eines festgelegten Mode I-Verfahrens hervorgerufen wurde (siehe EN

33、6033). Der Probekrper muss von dem Reststck des geprften GIC-Probekrpers abgeschnitten oder mindestens nach EN 6033 belastet und angerissen werden und die folgenden Anforderungen erfllen. DIN EN 6034:2016-02 EN 6034:2015 (D) 6 7.2 Herstellung der Probekrper Die Herstellung der erforderlichen Laminat

34、e muss nach EN 2565, Verfahren B, fr Kohlenstofffaser-verstrkungen, erfolgen. Die gerissene Vorderseite bleibt in etwa eine Linie, die senkrecht zur Lngsrichtung des Probekrpers verluft (wie vermutet durch die Markierungen, die schon auf die beiden Seitenflchen des Probekrpers aufgetragen wurden, um

35、 die gerissenen Spitzen nach der Rissstabilisierung unter Mode I-Belastung zu finden). Die Lnge des ungerissenen Teils des Probekrpers ist ausreichend, um die Anforderungen von Bild 1 zu erfllen. Whrend der Beobachtung des Mode I-Beladens zeigte(n) sich weder Brckenbildung noch Bewegungen des Risses

36、 zu den Lagen neben den mittig angeordneten Lagen. Die Probekrper mssen so geschnitten werden, dass die verbleibende Risslnge von Bild 1 sichergestellt ist. Probekrper, die lnger als 112 mm sind, knnen dazu benutzt werden, eine Reihe von Prfungen fr die Bestimmung von GIICzu durchzufhren, falls erfo

37、rderlich. Eine entsprechende Identifizierung muss whrend der Probekrperherstellung beibehalten werden um die Rckverfolgbarkeit auf den GIC-Probekrper und das Originallaminat sicherzustellen. Falls nicht anders in der Spezifikation festgelegt, die sich auf die Prfung bezieht, mssen drei Probekrper je

38、 Prfbedingung geprft werden. ACHTUNG Beim Prfen von Gewebematerial werden die Ergebnisse mglicherweise von der Anordnung des Risses zwischen den Schichten (verzweigt, nicht verzweigt usw.) beeinflusst. Es muss genau festgelegt werden, welcher interlaminare Bereich zu prfen ist und wie die Probekrper

39、 herzustellen sind. 8 Durchfhrung 8.1 Vorbehandlung Falls nicht anders in der Spezifikation festgelegt, die sich auf die Prfung bezieht, mssen die im trockenen oder ausgehrteten Zustand zu prfenden Probekrper zuerst bei (23 2) C, (50 5) % relativer Luftfeuchte nach EN 2743 vorbehandelt werden; es si

40、nd die gleichen Anforderungen anzuwenden, um die Prfung bei Raumtemperatur durchzufhren. Gealterte Probekrper mssen unmittelbar nach dem Alterungsprozess geprft werden (vor dem Prfen ist eine maximale Aufbewahrungszeit von 8 h bei (23 2) C ist zulssig). 8.2 Bestimmung der Mae Die Breite und Lnge der

41、 Probekrper mssen mit einer Messschieber (siehe 6.3) gemessen werden. Es mssen mindestens drei ber den Probekrper verteilte Dickenmessungen mithilfe eines Messschiebers, flache Ausfhrung (siehe 6.4), durchgefhrt werden, der Mittelwert muss aufgezeichnet werden. DIN EN 6034:2016-02 EN 6034:2015 (D) 7

42、 8.3 Prfung Die Risslnge muss mit einem Messschieber (siehe 6.3) mithilfe eines Mikroskops (siehe 6.5) gemessen werden. Eine dnne Schicht weier Tinte, aufgetragen auf die Seitenflchen der Lngsseiten des Probekrpers, kann dazu verwendet werden, um diese Messung zu vereinfachen. Whrend der gesamten Pr

43、fdauer muss die Lastverformung durchgngig aufgezeichnet werden, indem die Verlagerung des Biegestempels gemessen wird. Der Probekrper ist in die Prfeinrichtung nach Bild 2 einzubringen. Die Lage des Anfangsrisses ist sicherzustellen: a = (35 1) mm Danach gilt die folgende Vorgehensweise: Die Messwer

44、te der Zugmesseinrichtung sind auf null zu stellen; Zwischen dem Biegestempel und dem Probekrper ist jeglicher Spielraum zu beseitigen, um die erforderliche Verschiebung durchfhren zu knnen; Der Messwert fr die Verschiebung ist auf null zu stellen, falls erforderlich; Der Probekrper ist mit einer Ve

45、rschiebungsgeschwindigkeit von 1 mm/min zu belasten; Die Rissspitze ist zu beobachten, um den Beginn des Risswachstums (Mikroskop, siehe 6.5) festzustellen; Die kritische Last bei Ablsung zu Beginn des Risswachstums ist aufzuzeichnen. Sobald ein Risswachstum durch einen geringen Lastabfall besttigt

46、wurde, ist das Beladen zu beenden. 8.4 Prfung bei erhhten Temperaturen und Tieftemperaturen Falls nicht anders in der Spezifikation festgelegt, die sich auf die Prfung bezieht, ist so nah wie mglich an den gerissenen Teil des Probekrpers ein Thermoelement anzubringen; das Thermoelement ist mit einem

47、 Vakuumdichtband gegenber der Umgebungsluft abzudichten. Die Einwirkzeit bei Prftemperatur, die von der Spezifikation festgelegt wurde, die sich auf die Prfung bezieht, muss (5 0,5) min fr trockene Probekrper betragen und fr vorbehandelte Probekrper EN 2823 entsprechen. Wenn mehr als eine Bestimmung

48、 vorgesehen ist, muss bis zur Rissstabilisierung bei Belastung gewartet werden und die derzeitige Position der Spitze an den Seiten markiert werden, an denen Farbe aufgetragen wurde. Der Probekrper ist vollstndig zu entlasten. Das vollstndige Verfahren muss erforderlichenfalls fr die nachfolgenden Bestimmungen wiederholt werden. Falls nicht anders festgelegt, muss der restliche ungerissene Teil des Probekrpers nach der Entnahme von der Prfeinrichtung delaminiert werden (das Abkhlen des Probekrpers auf die Temperatur von flssigem Stickstoff wird