Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4501-5:2009

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4501-5:2009 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 527-5:2009. Tiêu chuẩn này quy định các điều kiện thử nghiệm để xác định tính chất kéo của compozit chất dẻo gia cường bằng sợi đơn hướng, dựa trên các nguyên tắc chung đã được thiết lập trong Phần 1 của bộ tiêu chuẩn TCVN 4501.

Phạm vi áp dụng (Điều 1)

Điều khoản này xác định giới hạn và đối tượng áp dụng của phương pháp thử nghiệm kéo đối với vật liệu compozit:

• Phương pháp này được sử dụng để xác định các tính chất kéo của compozit chất dẻo gia cường bằng sợi đơn hướng, bao gồm các đặc tính ứng suất, biến dạng và môđun đàn hồi trong các điều kiện tiêu chuẩn.
• Tiêu chuẩn áp dụng cho các vật liệu gia cường bằng sợi liên tục hoặc không liên tục, trong đó toàn bộ các sợi gia cường được định hướng theo một hướng duy nhất (đơn hướng).
• Các loại sợi gia cường được áp dụng bao gồm sợi thủy tinh, sợi cacbon, sợi aramid và các loại sợi polyme hữu cơ khác.
• Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các vật liệu compozit nhiều hướng (multidirectional) được cấu tạo từ nhiều lớp có hướng sợi khác nhau, các cấu trúc này được quy định riêng trong TCVN 4501-4.

Tài liệu viện dẫn (Điều 2)

Để áp dụng tiêu chuẩn này một cách chính xác, việc viện dẫn các tài liệu tiêu chuẩn sau đây là bắt buộc:

• TCVN 4501-1 (ISO 527-1): Chất dẻo - Xác định tính chất kéo - Phần 1: Nguyên tắc chung. Đây là tài liệu nền tảng cung cấp các nguyên tắc kỹ thuật cốt lõi.
• ISO 291: Chất dẻo - Khí quyển tiêu chuẩn cho việc điều hòa và thử nghiệm. Quy định các thông số nhiệt độ và độ ẩm chuẩn để đảm bảo tính đồng nhất của kết quả đo.
• ISO 1268 (tất cả các phần): Chất dẻo gia cường sợi - Chế tạo các tấm thử nghiệm. Hướng dẫn quy trình chuẩn bị mẫu thử từ các tấm compozit chế tạo sẵn.

Nguyên tắc thử nghiệm (Điều 3)

Nguyên tắc của phương pháp thử nghiệm kéo đối với compozit đơn hướng được thực hiện như sau:

• Mẫu thử có kích thước hình học xác định được kéo dọc theo trục dọc chính của nó với một tốc độ không đổi cho đến khi mẫu bị phá hủy hoàn toàn hoặc cho đến khi ứng suất hoặc biến dạng đạt đến một giá trị quy định trước.
• Trong suốt quá trình thử nghiệm, lực tác động lên mẫu thử và sự thay đổi chiều dài của mẫu (độ giãn dài) được đo đạc liên tục bằng các thiết bị đo chuyên dụng như cảm biến lực và thiết bị đo giãn dài (extensometer).
• Từ các dữ liệu thực nghiệm thu được, tiến hành tính toán các chỉ số cơ lý quan trọng bao gồm: ứng suất kéo, độ bền kéo, môđun đàn hồi kéo và các đặc tính biến dạng khác của vật liệu compozit đơn hướng.

Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu (Điều 4)

Điều khoản này định nghĩa các khái niệm chuyên ngành và các ký hiệu toán học sử dụng trong tính toán kết quả thử nghiệm kéo đối với compozit đơn hướng:

• Ứng suất kéo (Tensile stress): Lực kéo tác dụng trên một đơn vị diện tích mặt cắt ngang ban đầu của mẫu thử tại bất kỳ thời điểm nào trong quá trình thử nghiệm.
• Độ bền kéo (Tensile strength): Giá trị ứng suất kéo lớn nhất mà mẫu thử chịu được trước khi bị phá hủy hoàn toàn.
• Biến dạng kéo (Tensile strain): Tỷ số giữa sự gia tăng chiều dài đo được của mẫu thử so với chiều dài đo ban đầu, biểu thị dưới dạng phần trăm hoặc số thập phân.
• Môđun tính toán (Tensile modulus of elasticity): Tỷ số giữa hiệu số ứng suất và hiệu số biến dạng tương ứng trong vùng biến dạng đàn hồi tuyến tính của vật liệu (thường được xác định trong khoảng biến dạng từ 0,05% đến 0,25%).
• Hướng song song (Direction 1): Hướng song song với hướng của các sợi gia cường đơn hướng trong mẫu thử. Các tính chất đo theo hướng này phản ánh trực tiếp khả năng chịu lực của sợi gia cường.
• Hướng vuông góc (Direction 2): Hướng vuông góc với hướng của các sợi gia cường đơn hướng. Các tính chất đo theo hướng này phản ánh chủ yếu đặc tính của chất nền polyme (nhựa liên kết) và độ bám dính giữa sợi và nền.