1、November 2017DEUTSCHE NORM Preisgruppe 13DIN 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 83.120!%nUS“2755048www.din.deDIN ISO 18352Kohlenstofffaserverstrkte Kunststoffe Erm
2、ittlung der Compression-After-Impact-Eigenschaften bei spezifischer Aufprallenergie (ISO 18352:2009)Carbon-fibre-reinforced plastics Determination of compression-after-impact properties at a specified impact-energy level (ISO 18352:2009)Plastiques renforcs de fibres de carbone Dtermination des propr
3、its de compression aprs impact un niveau dnergie spcifi (ISO 18352:2009)Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 28 SeitenDDIN-Normenausschuss Kunststoffe (FNK)DIN ISO 18352:2017-11 2 Inhalt Seite Nationales Vorwort 3 Nationaler Anhang NA (informativ) L
4、iteraturhinweise 3 Vorwort 4 1 Anwendungsbereich . 5 2 Normative Verweisungen . 5 3 Begriffe 5 4 Kurzbeschreibung . 6 5 Konditionierung von Probekrpern und Prfumgebung . 8 5.1 Standardisiertes Konditionierverfahren fr Probekrper 8 5.2 Umweltprfkammer fr Schlagversuche und Druckfestigkeitsprfungen .
5、8 6 Prfvorrichtung . 8 6.1 Allgemeines . 8 6.2 Schlagvorrichtung . 8 6.3 Halterung fr den Probekrper whrend des Schlagversuchs 9 6.4 Zerstrungsfreies Prfgert 10 6.5 Maschine zur Druckfestigkeitsprfung . 11 6.5.1 Allgemeines . 11 6.5.2 Prfgeschwindigkeit und -anordnung . 11 6.5.3 Angabe der Last 11 6
6、.6 Druckversuchsvorrichtung 11 6.7 Messvorrichtung 12 6.7.1 Messschraube 12 6.7.2 Messschieber . 13 6.8 Dehnungsmessstreifen 13 7 Probekrper 14 7.1 Mae . 14 7.2 Herstellung des Probekrpers . 14 7.3 Anzahl der Probekrper . 15 8 Verfahren 15 8.1 Konditionierung des Probekrpers 15 8.2 Ermittlung der Ma
7、e des Probekrpers . 15 8.3 Schlagversuch . 16 8.4 Zerstrungsfreie Prfung (en: non-destructive testing, NDT) 16 8.5 Prfung der Vertiefung in den Probekrpern 17 8.6 Prfung der Druckfestigkeit 17 9 Validierung 19 10 Berechnung der Ergebnisse . 21 10.1 CAI-Festigkeit 21 10.2 CAI-Modul . 21 10.3 Hchstmgl
8、iche CAI-Dehnung 21 10.4 Rundung der Ergebnisse . 21 10.5 Standardabweichung und Variationskoeffizient . 22 11 Prfbericht . 22 (normativ) Detaillierte Zeichnungen der Komponenten der Anhang ADruckversuchsvorrichtung 24 Literaturhinweise . 28 DIN ISO 18352:2017-11 3 Nationales Vorwort Dieses Dokument
9、 (ISO 18352:2009) wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 61 Plastics“ erarbeitet. Das zustndige deutsche Gremium ist der Arbeitsausschuss NA 054-02-02 AA Verstrkte Kunststoffe und hrtbare Harze“ im DIN-Normenausschuss Kunststoffe (FNK). Fr die in diesem Dokument zitierten internationalen Dokumente wir
10、d im Folgenden auf die entsprechenden deutschen Dokumente hingewiesen: ISO 291 siehe DIN EN ISO 291 ISO 80000-1:*)siehe DIN EN ISO 80000-1:2013-08 Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise DIN EN ISO 291, Kunststoffe Normalklimate fr Konditionierung und Prfung DIN EN ISO 80000-1:2013-08, G
11、ren und Einheiten Teil 1: Allgemeines (ISO 80000-1:2009 + Cor 1:2011); Deutsche Fassung EN ISO 80000-1:2013 *)Beim Erscheinen der Referenzfassung im August 2009 lag das Erscheinungsdatum noch nicht fest. Die ISO-Norm ist jedoch im November desselben Jahres erschienen. DIN ISO 18352:2017-11 4 Vorwort
12、 Die ISO (Internationale Organisation fr Normung) ist die weltweite Vereinigung nationaler Normungs-institute (ISO-Mitgliedskrperschaften). Die Erarbeitung Internationaler Normen obliegt den Technischen Komitees der ISO. Jede Mitgliedskrperschaft, die sich fr ein Thema interessiert, fr das ein Techn
13、isches Komitee eingesetzt wurde, ist berechtigt, in diesem Komitee mitzuarbeiten. Internationale (staatliche und nichtstaatliche) Organisationen, die mit der ISO in Verbindung stehen, sind an den Arbeiten ebenfalls beteiligt. Die ISO arbeitet bei allen Angelegenheiten der elektrotechnischen Normung
14、eng mit der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) zusammen. Internationale Normen werden nach den Regeln der ISO/IEC-Direktiven, Teil 2 erarbeitet. Die Hauptaufgabe der Technischen Komitees ist es, Internationale Normen zu erarbeiten. Die von den Technischen Komitees verabschiedeten In
15、ternationalen Normen werden den Mitgliedskrperschaften zur Abstimmung vorgelegt. Die Verffentlichung als Internationale Norm erfordert Zustimmung von mindestens 75 % der abstimmenden Mitgliedskrperschaften. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte be
16、rhren knnen. ISO ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. ISO 18352 wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 61, Plastics, Unterkomitee SC 13, Composites and reinforcement fibres, erstellt. DIN ISO 18352:2017-11 5 1 Anwendungsbereich Diese Internatio
17、nale Norm legt ein Verfahren zur Bestimmung der Restdruckfestigkeit von multidirektionalen Polymermatrix-Verbundlaminatplatten fest, die durch einen Schlag vor dem Aufbringen einer Drucklast in der Ebene beschdigt wurden. Das Prfverfahren eignet sich fr endlosfaserverstrkte Polymermatrix-Verbundstof
18、fe. Die Anwendung des Verfahrens ist auf faserverstrkte Kunststofflaminate mit multidirektionalen Verstrkungen, die aus unidirektionalen Prepreg-Bndern/Stoffen oder Geweben hergestellt sind, beschrnkt. Das Prfverfahren wird als Compression-after-Impact“ (CAI)-Prfung bezeichnet, wenn es zur Bestimmun
19、g der Restdruckfestigkeit einer Stoplatte, die einem Schlag ausgesetzt wurde, verwendet wird. Es kann verwendet werden, um Daten hinsichtlich Werkstoffspezifikation, Werkstoffbeurteilung, Forschung und Entwicklung oder Aufbau einer Verbundstoff-Datenbank zu erhalten. 2 Normative Verweisungen Die fol
20、genden zitierten Dokumente 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). ISO 291, Plastics Standard atmos
21、pheres for conditioning and testing ISO 1268-4:2005, Fibre-reinforced plastics Methods of producing test plates Part 4: Moulding of prepregs ISO 5893, Rubber and plastics test equipment Tensile, flexural and compression types (constant rate of traverse) Specification ISO 14127, Carbon-fibre-reinforc
22、ed composites Determination of the resin, fibre and void contents ISO 80000-1:1), Quantities and units Part 1: General 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Compression-after-Impact-Prfung CAI-Prfung Prfung der Druckfestigkeit in der Ebene bei einem Verbundl
23、aminat, das einer Last in der Ebene des Laminats ausgesetzt wird, nachdem eine konzentrierte Stobelastung aus der Ebene heraus unter fest-gelegten Bedingungen ausgebt wurde 3.2 spezifische Schlagenergie potentielle Energie des Fallgewichts, festgelegt durch die Masse und die Fallhhe des Eindringkrpe
24、rs, der die Probekrper ausgesetzt werden, ausgedrckt in Joule 1) Noch zu verffentlichen. (berarbeitung von ISO 31-0:1992) DIN ISO 18352:2017-11 6 3.3 kaum sichtbare Schdigung durch Schlag BVID (en: barely visible impact damage) Schdigung durch Schlag, die einer Eindringtiefe von 0,3 mm entspricht 3.
25、4 Energie zur Verursachung einer BVID EBVIDSchlagenergie, die zur Verursachung einer BVID erforderlich ist, ausgedrckt in Joule 3.5 Compression-after-Impact-Festigkeit CAIhchstmgliche Drucklast, die der dem Schlag ausgesetzte Probekrper aufnimmt, dividiert durch den Ausgangsquerschnitt des Probekrpe
26、rs, ausgedrckt in MN/m23.6 Compression-after-Impact-Modul ECAIDruckmodul des Probekrpers, berechnet mit einer Dehnung zwischen 0,05 % und 0,25 %, ausgedrckt in GN/m23.7 hchstmgliche Stauchung cmaxhchstmglicher Wert der vom Probekrper aufgenommenen Stauchung bei hchstmglicher Drucklast 3.8 Eindringti
27、efe verbleibende Tiefe der durch eine vom Eindringkrper nach dem Schlag verursachten Vertiefung, ausgedrckt als hchstmglicher Abstand, in Millimetern, in einer Normalrichtung zur Flche des Probekrpers vom niedrigsten Punkt der Vertiefung zur Ebene der unbeeintrchtigten Aufschlagflche 3.9 Schdigungsp
28、arameter Gren, die zur Charakterisierung des Ausmaes der Schdigung durch Schlag, einschlielich des hchstmglichen Durchmessers der Schichttrennung und der projizierten Flche der Schichttrennung, verwendet werden 4 Kurzbeschreibung Die CAI-Prfung, die in dieser Internationalen Norm ausfhrlich beschrie
29、ben wird, besteht aus drei Phasen, die in Bild 1 dargestellt werden. In der ersten Phase wird die kaum sichtbare Schdigung durch Schlag (BVID) herbeigefhrt, wobei ein Durchstoen der Prfplatte vermieden wird. Das bevorzugte Verfahren zur Herbeifhrung der BVID basiert auf einer spezifischen Schlagener
30、gie, die auf eine Flche eines Probekrpers, der aus einem ausgewogenen und symmetrischen Verbundlaminat gefertigt ist, ausgebt wird. ANMERKUNG Ein alternatives Verfahren ermglicht dem Prfer, die Schlagenergie zu variieren, um die erforderliche Energie zur Herbeifhrung der BVID zu bestimmen. Ein zustz
31、liches Verfahren nach ISO wird vorgeschlagen und entworfen, um dieses Verfahren zur Festlegung der Schlagenergie einzuschlieen. DIN ISO 18352:2017-11 7 Die zweite Phase besteht in der Bewertung der Schdigung durch Schlag mittels zerstrungsfreier Prfung (en: non-destructive testing, NDT) auch als zer
32、strungsfreie Inspektion (en: non-destructive inspection, NDI) bezeichnet und Messung der Eindringtiefe auf der dem Aufprall ausgesetzten Flche. Die Flche und Geometrie der durch den Schlag verursachten Schdigung muss mittels eines geeigneten zerstrungsfreien Prfverfahrens und die Eindringtiefe mit e
33、iner geeigneten Vorrichtung gemessen werden. In der dritten Phase erfolgt die Messung der verbleibenden Druckfestigkeitseigenschaften in der Ebene. Auf den dem Schlag ausgesetzten Probekrper wird die Drucklast ausgebt, bis es zum Versagen kommt. CAI-Festigkeit, -Modul und -Dehnung werden, wie in Abs
34、chnitt 10 ausgefhrt, anhand der erfassten Dehnungsdaten berechnet. a) Anordnung fr Schlagversuch b) Zerstrungsfreie Prfung und Messung der Eindringtiefe c) Prfung der Druckfestigkeit Legende 1 Probekrper 2 Schichttrennung 3 Drucklast, F Bild 1 Kurzbeschreibung der Compression-after-Impact-Prfung Ein
35、e flache, rechteckige Verbundstoffplatte wird in Querrichtung einem konzentrierten Schlag unter Verwendung einer Fallgewicht-Vorrichtung mit einem halbkugelfrmigen Eindringkrper ausgesetzt. Die Energie des Schlags wird durch die Masse und die Fallhhe des Eindringkrpers festgelegt. Ausrstung und Verf
36、ahren zur Messung der Kontaktkraft und der Geschwindigkeit des Eindringkrpers whrend des Schlags sind vorgeschrieben. Die Widerstandsfhigkeit gegen Beschdigung wird anhand des Ausmaes und der Art der vorliegenden Schdigung des Probekrpers nach dem Schlag quantifiziert. Nach dem Schlag wird der Probe
37、krper einer Drucklast in der Ebene ausgesetzt, bis es zum Versagen kommt, und Compression-after-Impact-Festigkeit, -Modul und -Dehnung werden anhand der aufgezeichneten Last-Stauchungs-Reaktion berechnet. Die Eigenschaften, die bei diesem Prfverfahren gemessen werden, sind stark von verschiedenen Fa
38、ktoren abhngig, einschlielich der Geometrie des Probekrpers, der Aufbau des Laminats, die Geometrie des Eindringkrpers, die Masse des Eindringkrpers, die Schlagenergie, die Aufschlagkraft, die Gre und Lage der Beschdigung- und Auflagebedingungen. Daher sind die Ergebnisse im Allgemeinen nicht mit an
39、deren CAI-Prfanordnungen vergleichbar, sondern sind fr die spezifische Kombination der verwendeten geometrischen und physikalischen Prfungsparameter bestimmt. Die Prfung stellt keine Daten zur Erfllung der Anforderungen hinsichtlich struktureller Integritt und Sicherheit zur Verfgung. Es liegt in de
40、r Verantwortung des Anwenders, geeignete Grenzwerte hinsichtlich der strukturellen Integritt sowie Sicherheitsfaktoren in Erwgung zu ziehen und anzuwenden. DIN ISO 18352:2017-11 8 5 Konditionierung von Probekrpern und Prfumgebung 5.1 Standardisiertes Konditionierverfahren fr Probekrper Probekrper ms
41、sen bei (23 2) C und (50 10) % relativer Luftfeuchte konditioniert werden, sofern von den interessierten Parteien keine anderen Bedingungen vereinbart wurden. 5.2 Umweltprfkammer fr Schlagversuche und Druckfestigkeitsprfungen Fr Prfumgebungen mit Bedingungen, die von jenen bei Raumtemperatur abweich
42、en, ist eine Umwelt-prfkammer erforderlich. Die Kammer muss die Mglichkeit bieten, den Probekrper whrend der gesamten Prfung gleichbleibend der erforderlichen Temperatur und Luftfeuchte auszusetzen. Die Prfungen mssen in derselben Umgebung durchgefhrt werden, in der auch die Konditionierung vorgenom
43、men wurde. Nach Vereinbarung der interessierten Parteien ist es zulssig, nach Hei-Nass-Konditionierungsverfahren Schlagversuche und Druckfestigkeitsprfungen unter Umgebungsbedingungen durchzufhren. ANMERKUNG Die Schlag- und Druckfestigkeitseigenschaften von faserverstrkten Kunststoffen werden von de
44、r Feuchtigkeitsaufnahme beeinflusst. 6 Prfvorrichtung 6.1 Allgemeines Die Prfvorrichtung besteht aus einer Schlagvorrichtung, einer Probekrperhalterung, einer geeigneten zerstrungsfreien Prfeinrichtung, einer Maschine zur Druckfestigkeitsprfung, einer entsprechenden Halterung, Werkzeugen zur Messung
45、 der Probenmae und einem System zur Dehnungsmessung. Einzelheiten zu diesen Elementen sind in den folgenden Unterabschnitten angegeben. 6.2 Schlagvorrichtung Die Schlagvorrichtung muss mit einem Eindringkrper in Form eines Stahl-Fallgewichts ausgestattet sein, dessen halbkugelfrmiger Kopf einen Durc
46、hmesser von (16 0,1) mm aufweist. Die Schlagvorrichtung muss an einer starren Basis montiert werden und, wie in Bild 2 dargestellt, ber einen geeigneten Fhrungsmechanismus fr den Fallgewicht-Eindringkrper verfgen. Der Eindringkrper muss durch Fallen unter Einfluss der Schwerkraft mit mglichst gering
47、er Reibung an den Fhrungsschienen auf die Mitte der Oberseite des Probekrpers prallen. Ein Mechanismus zur Verhinderung eines wiederholten Aufschlagens muss eingesetzt werden, um sicherzustellen, dass der Eindringkrper nur einmal auf den Probekrper prallt, d. h., um ein Abprallen und erneutes Aufpra
48、llen des Eindringkrpers und damit ein mehrfaches Aufschlagen zu verhindern. Die empfohlene Masse des Eindringkrpers betrgt 5 kg bis 6 kg und die Hrte des Eindring-krperkopfes muss zwischen 60 HRC und 62 HRC (Rockwell, Diamantkegel, 150 kg) liegen. Die Mindest-fallhhe wird, wie in 8.3 angegeben, durc
49、h die Masse des Eindringkrpers, die Dicke des Probekrpers und die spezifische Schlagenergie bestimmt. ANMERKUNG Die Verwendung einer mit Messgerten versehenen Schlagvorrichtung, mit der die Geschwindigkeit des Eindringkrpers und der Eindrckkrfte gemessen werden kann und die ber ein Datenerfassungssystem verf
