DIN 51944-2009 Testing of carbonaceous materials - Determination of flexural strength by four point method - Solid materials《含碳材料的测试 四点法测定挠曲强度 实心材料》.pdf

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1、Mai 2009DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINPreisgruppe 7DIN 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 71.060.10!$U_a“1506062www.din.deDDIN 51944Prfung

2、 von Kohlenstoffmaterialien Bestimmung der Biegefestigkeit nach dem Vierpunkt-Verfahren FeststoffeTesting of carbonaceous materials Determination of flexural strength by four point method Solid materialsEssais des matriaux de carbone Dtermination de la rsistance la flexion par la mthode des quatre p

3、oints Matires solidesAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 51944:1999-01 undDIN 51944Berichtigung 1:2006-06www.beuth.deGesamtumfang 9 SeitenDIN 51944:2009-05 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich. 4 2 Normative Verweisungen. 4 3 Begriffe 4 4 Kurzbeschreibu

4、ng 4 5 Bezeichnung 5 6 Gerte und Prfmittel . 5 7 Probekrper. 6 7.1 Probenahme und Vorbereitung . 6 7.2 Form und Mae . 6 8 Durchfhrung 6 9 Auswertung . 7 10 Przision 8 11 Prfbericht. 8 Literaturhinweise . 9 DIN 51944:2009-05 3 Vorwort Diese Norm wurde vom Arbeitsausschuss NA 062-02-81 AA Prfverfahren

5、 fr Kohlenstoff und Graphit“ im Normausschuss Materialprfung (NMP) ausgearbeitet. nderungen Gegenber DIN 51944:1999-01 und DIN 51944 Berichtigung 1:2006-06 wurden folgende nderungen vorge-nommen: a) die Abschnitte Gerte und Prfmittel“ und Probekrper“ wurden berarbeitet; b) der Begriff Bruchlast“ wur

6、de in Hchstkraft“ gendert; c) die Abschnitte Przision“ und Prfbericht“ wurden in der Reihenfolge vertauscht; d) die Verweisungen wurden aktualisiert, und die Norm wurde redaktionell berarbeitet; e) die Norm wurde an die Normen DIN 51910, DIN 51914 und DIN 51944 angepasst. Frhere Ausgaben DIN 51944:

7、1999-01 DIN 51944 Berichtigung 1: 2006-06 DIN 51944:2009-05 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt ein Verfahren zur Bestimmung der Biegefestigkeit von Kohlenstoff- und Graphitmaterialien (Feststoffe) nach dem Vierpunkt-Verfahren bei Raumtemperatur fest. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitiert

8、en 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). E DIN 862, Geometrische Produktspezifikation (

9、GPS) Messschieber Grenzwerte fr Messabweichung DIN 1333, Zahlenangaben DIN EN ISO 7500-1:2004-11, Metallische Werkstoffe Prfung von statischen einachsigen Prfmaschi-nen Teil 1: Zug- und Druckprfmaschinen Prfung und Kalibrierung der Kraftmesseinrichtung (ISO 7500-1:2004); Deutsche Fassung EN ISO 7500

10、-1:2004 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Biegefestigkeit bBQuotient aus dem Biegemoment MBbeim Bruch des Probekrpers und dessen Widerstandsmoment W, angegeben in MPa1)WMBbB= (1) 3.2 Biegemoment MBmaximales Biegemoment beim Versuch, das aus der von der P

11、rfmaschine angezeigten Hchstkraft maxF berechnet wird ANMERKUNG Im Allgemeinen liegen bei Kohlenstoff- und Graphitmaterialien Hchst- und Bruchkraft dicht beieinander. 4 Kurzbeschreibung Bei der Bestimmung der Biegefestigkeit nach dem Vierpunkt-Verfahren wird ein stabfrmiger Probekrper auf zwei Aufla

12、ger gelegt und in der Mitte durch eine gleichmig auf zwei Punkte verteilte Kraft bis zum Bruch belastet. Aus der Hchstkraft Fmax, dem Abstand der oberen Krafteinleitungspunkte zu den unteren Auflagepunkten und den Querschnittsmaen des Probekrpers wird die Biegefestigkeit berechnet. 1) 1 MPa = 1 N/mm

13、2DIN 51944:2009-05 5 Legende 1 kardanische Aufhngung 2 Schneiden 3 Probekrper 4 Auflager F Kraft h Hhe des Probekrpers lsSttzweite Bild 1 Beispiel Prfaufbau 5 Bezeichnung Bezeichnung des Verfahrens zur Bestimmung der Biegefestigkeit von Kohlenstoff- und Graphitmaterialien (Feststoffe) nach dem Vierp

14、unkt-Verfahren (A): Prfung DIN 51944 A 6 Gerte und Prfmittel 6.1 Prfgerte Prfmaschine, die mindestens den Anforderungen der Klasse 1 nach DIN EN ISO 7500-1:2004-11 entspricht; Prfvorrichtung mit zwei Auflagern und zwei Schneiden: Die Vorrichtung muss die symmetrische Belastung der Probe ber die gesa

15、mte Prflnge durch ein entsprechendes Ausgleichssystem (z. B. kardanische Aufhngung und bewegliche Auflager; siehe Bild 1) sicherstellen. Der Krmmungsradius der Auflager und der Schneiden muss 2 mm bis 5 mm betragen. ANMERKUNG Der Abstand der Auflager und der Schneiden sollte mglichst variabel sein,

16、um die Prfvorrichtung an unterschiedliche Probenabmessungen anpassen zu knnen. DIN 51944:2009-05 6 6.2 Messgerte Lngenmessgert (z. B. Messschieber nach E DIN 862) zur Bestimmung der Abmessungen der Probe-krper auf 0,5 %; Rautiefenmessgert zur Ermittlung der Oberflchenrauheit der Probekrper. 7 Probek

17、rper 7.1 Probenahme und Vorbereitung Die Probenahme ist mit dem Antragsteller zu vereinbaren. Die Probekrper werden allseitig bearbeitet, z. B. mit Hilfe einer Schleifmaschine, ausgenommen Stbe, Rohre (Rohrabschnitte) oder andere Krper, deren Auenhaut nicht entfernt werden darf. Im Prfbericht ist ei

18、n entsprechender Hinweis erforderlich. Die Lngsflchen der Probekrper werden so bearbeitet, dass die Rautiefe Rakleiner als 15 m ist (eindeutig als Oberflchenporen erkennbare Vertiefungen werden nicht bercksichtigt). 7.2 Form und Mae Es sind zylindrische oder prismatische Probekrper zugelassen, deren

19、 kleinstes Ma mindestens gleich dem zweifachen Durchmesser des grten Gefgebestandteils (max. Korngre) des untersuchten Materials, jedoch nicht kleiner als 4 mm sein darf. Die Lnge der Probekrper muss mindestens dreieinhalb mal so gro sein wie deren Hhe oder Durchmesser. 8 Durchfhrung 8.1 Die Prfung

20、wird bei Raumtemperatur zwischen 10 C und 35 C durchgefhrt. 8.2 Der Messbereich der Prfmaschine ist so zu whlen, dass die erwartete Hchstkraft maxF mindestens 1/10 des Messbereichs betrgt. Der Probekrper wird mittig so auf die Auflager gelegt, dass seine Lngsachse senkrecht zu diesen steht. Die Sttz

21、weite (Auflagerabstand) muss mindestens gleich dem dreifachen Durchmesser bzw. der dreifachen Hhe des Probekrpers sein. Bei prismatischen Probekrpern ist darauf zu achten, dass sie ber die gesamte Breite auf den Auflagern liegen, mindestens eine Schneide beweglich ist und dass diese Schneiden die Kr

22、aft gleichmig ber die gesamte Breite der Probekrper einleiten. Bei zylindrischen Probekrpern sollten Auflager verwendet werden, deren Durchmesser etwa 2 mm grer sind als der Probendurchmesser, um ein Wegrollen der Probe zu vermeiden. Die Kraft wird gleichmig und kontinuierlich mit einer Prfgeschwind

23、igkeit von etwa 5 mm je Minute bis zum Bruch des Probekrpers aufgebracht und die Hchstkraft maxF bestimmt. DIN 51944:2009-05 7 9 Auswertung Das Biegemoment MB, in N mm, wird nach Gleichung (2) berechnet: maxB2FcM = (2) Dabei ist c der Abstand zwischen Auflager und Schneide (Kraftarm; siehe Bild 1),

24、in mm; Fmaxdie Hchstkraft, in N. Die Biegefestigkeit bB, in MPa, folgt aus den Gleichungen (1) und (2): WFc=2maxbB (3) Dabei ist W das Widerstandsmoment, in mm3(siehe Bild 2). Bei Probekrpern mit quadratischem Querschnitt und c = h wird die Biegefestigkeit bB, in MPa, nach Gleichung (4) berechnet: 2

25、maxbB26hF= (4) Bei zylindrischen Probekrpern und c = D wird die Biegefestigkeit, in MPa, nach Gleichung (5) berechnet: 2maxbB16DF= (5) Bezglich des Rundens auf die letzte anzugebende Stelle ist DIN 1333 zu bercksichtigen. 63hW = a) Quadrat 62bhW = b) Rechteck Bild 2 (fortgesetzt) DIN 51944:2009-05 8

26、 323DW= c) Kreis ( )DdDW4432=d) Kreisring Bild 2 Widerstandsmomente der wichtigsten Querschnittsformen 10 Przision Die Messunsicherheit bei diesem Verfahren betrgt bei zylindrischen Probekrpern mit den Maen 30 mm 110 mm unter Wiederholungsbedingungen bei einer statistischen Sicherheit von 95 % etwa

27、5 %. 11 Prfbericht Im Prfbericht sind unter Hinweis auf diese Norm anzugeben: a) Art, Lage und Orientierung der Probekrper bei der Probenahme und der Prfung; b) gegebenenfalls Kennzeichnung der Probekrper; c) Anzahl der Probekrper; d) Abmessungen der Probekrper, in mm; e) Kraftarm c und Sttzweite ls

28、, in mm; f) Biegefestigkeit bB, in MPa, auf 0,1 MPa gerundet; g) von der Norm abweichende, vereinbarte Bedingungen; h) Prfdatum. DIN 51944:2009-05 9 Literaturhinweise DIN EN ISO 4278, Geometrische Produktspezifikationen (GPS) Oberflchenbeschaffenheit: Tastschnitt-verfahren Benennungen, Definitionen

29、und Kenngren der Oberflchenbeschaffenheit DIN 51902, Prfung von Kohlenstoffmaterialien Bestimmung der Biegefestigkeit nach dem Dreipunkt-Ver-fahren Feststoffe DIN EN ISO 7500-1 Beiblatt 1, Metallische Werkstoffe Prfung von Prfmaschinen fr statische einachsige Beanspruchung Teil 1: Zug- und Druckprfm

30、aschinen Prfung und Kalibrierung der Kraftmess-einrichtung Allgemeines zu Anforderungen und zur Prfung und Kalibrierung von Zug-, Druck- und Biegeprfmaschinen ASTM C 651:1991, Standard Test Method for Flexural Strength of Manufactured Carbon and Graphite Articles Using Four-Point Loading at Room Temperature2)2) Zu beziehen durch: Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin.