DIN EN ISO 179-2:2020
Пластмассы. Определение ударных свойств по Шарпи. Часть 2. Инструментальное испытание на удар (ISO 179-2:2020)

Стандартный №

DIN EN ISO 179-2:2020

Дата публикации

2020

Разместил

German Institute for Standardization

состояние

быть заменен

быть заменен

DIN EN ISO 179-2:2020-09

Последняя версия

DIN EN ISO 179-2:2020-09

сфера применения

Обзор стандарта и развитие технологий

DIN EN ISO 179-2:2020 «Пластмассы. Определение ударных свойств по Шарпи. Часть 2. Инструментальные испытания на удар» — последняя версия стандарта, опубликованная Международной организацией по стандартизации в сентябре 2020 года, заменяющая версию 2012 года. Этот стандарт был совместно разработан Техническим комитетом ISO/TC 61 «Пластмассы» и Техническим комитетом CEN/TC 249 «Пластмассы». За национальную стандартизацию отвечает Немецкий институт стандартизации (DIN).

---

Основные технические изменения в настоящем стандарте включают: обновленные ссылки на ISO 13802:2015; уточненные требования к калибровке силы; добавлен подраздел (5.1.6) об определении скорости испытания при использовании устройства с падающим грузом; а также внесены редакционные правки. Эти изменения отражают новейшие разработки в области ударных испытаний, особенно в области инструментального сбора и анализа данных.

---

Принципы инструментальных ударных испытаний и требования к оборудованию

Инструментальное испытание на удар по Шарпи регистрирует кривые «сила-время» или «сила-прогиб» в процессе удара, что позволяет детально охарактеризовать ударные свойства материала. По сравнению с неинструментальным испытанием по ISO 179-1, этот метод позволяет регистрировать больше свойств материала, включая максимальную ударную силу, энергию удара и характеристики прогиба.

Компоненты оборудования	Технические требования	Требования к калибровке	Точность измерений
Энергоноситель	Маятник или падающий груз, скорость удара (2,90±0,15) м/с или (3,8±0,2) м/с	Проверено в соответствии с ISO 13802	Погрешность измерения скорости ±1%
Система измерения силы	Собственная частота>в 3 раза больше резонансной частоты образца (приблизительно 30 кГц)	Статический или динамический калибровка	±1% от максимальной силы удара
Измерение прогиба	Прямое измерение или расчет по кривой «сила-время»	Коррекция смещения времени	Синхронизировано с измерением силы
Система рамы	Соотношение масс mF/mC ≥ 10	Горизонтальная регулировка	Ускорение <1% от скорости удара

---

Метод испытания и требования к образцу

Подготовка и кондиционирование образцов должны строго соответствовать ISO 179-1:2010, Раздел 6, и должны быть кондиционированы в течение не менее 16 часов при температуре (23±2)°C/относительной влажности (50±10)%. Образцы могут быть как без надреза, так и с надрезом, типы надреза классифицируются как A, B и C.

Во время испытания особое внимание следует уделять контролю скорости удара. Для влагочувствительных материалов (например, полиамида) время выдержки в стандартных условиях не должно превышать 30 минут во избежание размягчения поверхностного слоя и влияния на результаты испытания.

---

Обработка данных и расчет результатов

Метод расчета прогиба

Для энергоносителя удара без трения прогиб образца рассчитывается по кривой «сила-время»:

Горизонтальный удар (маятник): s(t) = v₀t - (1/M_H)∫∫F(t)dt²

Вертикальный удар (падающий молот): s(t) = v₀t - (1/m_C)∫∫F(t)dt² + (1/2)gt²

Метод расчета энергии

Энергия удара рассчитывается путем интегрирования кривой «сила-прогиб»: W = ∫F(s)ds

Для образцов без надреза ударная вязкость по Шарпи: a_cU = W_B/(h×b)×10³ (кДж/м²)

Для образцов с надрезом ударная вязкость по Шарпи с надрезом: a_cN = W_B/(h×b_N)×10³ (кДж/м²)

---

Классификация и идентификация видов разрушения

Стандарт определяет четыре вида разрушения, обеспечивая основу классификации для автоматизированных испытаний:

Вид разрушения	Код	Описание характеристики	Кривая «сила-прогиб» характеристики
Полный излом	C	Образец разделен на две или более частей	Сила ≤5%FM на пределе прогиба sL>
Шарнирный излом	H	Неполный излом, часть образца не может стоять самостоятельно	Сила >5% при sL FM
Частичный излом	P	Неполный излом, не относящийся к категории C или H	Сила при sL> 5%FM
Нет излом	N	Пластическая деформация до предела прогиба без видимой поверхности излома	Сила падает до нуля при sL

---

Точность испытания и анализ неопределенности

Согласно данным о точности, представленным в Приложении C, сравнительная точность между различными лабораториями выглядит следующим образом:

Параметры испытания	Среднее значение	Внутрилабораторное стандартное отклонение (sr)	Межлабораторное стандартное отклонение (sR)	95% предел повторяемости (r)	95% предел воспроизводимости (R)
Ударная вязкость по Шарпи (кДж/м²)	13,03	0,099	1,56	0,28	4,36
Энергия разрушения (Дж)	0,40 /td>	0,004	0,04	0,01	0,11
Максимальная сила удара (Н)	193,7	3,62	9,72	10,14	27,23
Максимальная сила прогиба (мм)	1,89	0,049	0,06	0,14	0,17

---

Предложения по внедрению и меры предосторожности

Выбор и проверка оборудования

Выбор При использовании машины для испытания на удар убедитесь, что собственная частота системы измерения силы достаточно высока (рекомендуется ≥30 кГц), чтобы избежать эффектов резонанса образца. Рекомендуется регулярная проверка оборудования в соответствии с ISO 13802:2015, в частности калибровка датчика силы и системы измерения скорости. Оптимизация параметров испытания: для испытаний хрупких материалов или механики разрушения рекомендуется более низкая скорость удара (например, 1 м/с ± 0,05 м/с), чтобы уменьшить эффекты вибрации. Энергоноситель следует выбирать таким образом, чтобы падение скорости не превышало 10% (для энергоносителей <50 Дж) или 55% (для энергоносителей ≥50 Дж). Рекомендации по обработке данных: Частота дискретизации кривой «сила-время» должна быть ≥100 кГц для точного захвата характеристик ударной силы (продолжительностью приблизительно 0,1 мс) и последующей вибрации (2–10 кГц). Для обработки данных рекомендуется цифровая фильтрация, но тип и параметры фильтра должны быть четко указаны в отчете об испытаниях.

Ключевые моменты контроля качества

Установите внутренние процедуры контроля качества лаборатории, включая регулярную проверку точности испытаний с использованием стандартных образцов и мониторинг влияния изменяющихся условий окружающей среды на результаты испытаний, особенно для материалов, чувствительных к температуре и влажности.

---

Тенденции применения и развития стандарта

Внедрение DIN EN ISO 179-2:2020 обеспечивает более научный и точный метод оценки ударных свойств пластиковых материалов. С развитием цифровых технологий инструментальные испытания на ударную вязкость находят широкое применение в следующих областях: 1. Разработка и оптимизация материалов: Подробный анализ кривых «сила-прогиб» обеспечивает глубокое понимание механизмов разрушения и упрочнения материалов. 2. Контроль качества и анализ отказов: Создание базы данных по ударным характеристикам материалов позволяет осуществлять мониторинг в режиме реального времени и выдавать предупреждения о качестве в процессе производства. 3. Стандартизация и соответствие нормативным требованиям: Обеспечение надежной основы для испытаний на ударную вязкость в автомобильной, электронной, упаковочной и других отраслях промышленности. Будущие тенденции развития включают в себя использование систем сбора данных с более высокой частотой, более совершенных алгоритмов обработки сигналов и технологий автоматического определения видов отказов на основе искусственного интеллекта.

DIN EN ISO 179-2:2020 История

• 2020 DIN EN ISO 179-2:2020-09 Пластмассы. Определение ударных свойств по Шарпи. Часть 2. Инструментальное испытание на удар (ISO 179-2:2020); Немецкая версия EN ISO 179-2:2020
• 2020 DIN EN ISO 179-2:2020 Пластмассы. Определение ударных свойств по Шарпи. Часть 2. Инструментальное испытание на удар (ISO 179-2:2020)
• 2018 DIN EN ISO 179-2:2018-08 Проект документа - Пластмассы - Определение ударных свойств по Шарпи - Часть 2: Инструментальное испытание на удар (ISO/DIS 179-2:2018); Немецкая и английская версии prEN ISO 179-2:2018
• 2018 DIN EN ISO 179-2 E:2018 Проект документа. Пластмассы. Определение ударных свойств по Шарпи. Часть 2. Инструментальное испытание на удар (ISO/DIS 179-2:2018); Немецкая и английская версия prEN ISO 179-2:2018.
• 2012 DIN EN ISO 179-2:2012-06 Пластмассы. Определение ударной вязкости по Чарпи. Часть 2. Испытание на ударный изгиб с измерением параметров (ISO 179-2:1997 + Amd.1:2011) (включает поправку A1:2012)
• 2012 DIN EN ISO 179-2:2012 Пластмассы. Определение ударных свойств по Шарпи. Часть 2. Инструментальное испытание на удар (ISO 179-2:1997 + Поправка 1:2011); Немецкая версия EN ISO 179-2:1999 + A1:2012.
• 2000 DIN EN ISO 179-2:2000 Пластмассы. Определение ударных свойств по Шарпи. Часть 2. Инструментальное испытание на удар (ISO 179-2:1997); Немецкая версия EN ISO 179-2:1999.
• 1970 DIN EN ISO 179-2:1970

Специальные темы по стандартам и нормам

стандарты и спецификации