Piegatura a tre punti

Che cos'è Flessione a tre punti?

Nella prova di flessione a tre punti, il provino viene posizionato su due supporti e pressato al centro da un unico naso di carico. Il carico e la deformazione vengono registrati per ottenere la curva sforzo-deformazione flessionale. Il momento massimo si concentra in una singola sezione trasversale, quindi la frattura solitamente si verifica sotto la punta di carico.

Scopo di Flessione a tre punti

Lo scopo è determinare la resistenza e la rigidità del materiale sotto flessione. Nel controllo qualità viene monitorata la coerenza tra i lotti; nella progettazione vengono prodotti dati comparabili per la selezione dei materiali.

A quali prodotti si applica Flessione a tre punti?

Particolari in plastica termoplastica e termoindurente
Pannelli compositi fibrorinforzati
Pannelli in legno e derivati del legno
Materiali ceramici e vetrosi
Provini metallici saldati (come prova di piegatura)

In quali settori si utilizza Flessione a tre punti?

PlasticaCompositiAutomobilisticoElettronicaConfezione

Norme relative a Flessione a tre punti

ISO 178 (plastica — determinazione delle proprietà di flessione)
ASTM D790 (materie plastiche e materiali isolanti elettrici)
ISO 14125 (compositi plastici rinforzati con fibre)
EN 843-1 (ceramica tecnica avanzata — resistenza alla flessione)

Condizioni di Flessione a tre punti

Impostare: Due supporti e un unico naso di carico; campata del supporto rispetto allo standard, per spessore del provino
Prova la velocità: La velocità data dallo standard per la classe del materiale
Ambiente: Dopo il condizionamento nell'atmosfera standard di laboratorio
Quantità misurate: Resistenza a flessione, modulo a flessione, deformazione a rottura

Apparecchiatura per Flessione a tre punti

Macchina universale per tensione-compressione
Attrezzo per piegatura a tre punti e supporti regolabili
Cella di carico ed estensimetro di deflessione
Camera di condizionamento
Apparecchiature per la misurazione dei campioni (micrometro, calibri)

Requisiti del campione per Flessione a tre punti

Le dimensioni del campione devono essere preparate in base allo standard applicato.
Durante il taglio e la lavorazione non devono formarsi intaccature sui bordi.
I campioni di plastica vengono condizionati nell'atmosfera standard prima del test.
Di solito vengono testati più campioni; il numero è definito nello standard.
Per i materiali anisotropi deve essere riportato l'orientamento del provino.

Durata di Flessione a tre punti

Il test di un singolo campione richiede pochi minuti. La durata totale dipende dalla preparazione e dal condizionamento del campione; il condizionamento spesso richiede più tempo del test stesso.

Procedura di Flessione a tre punti

1Il campione viene misurato e condizionato, se necessario.
2La durata del supporto è impostata in base allo standard.
3Il campione è centrato sui supporti.
4Il caricamento viene applicato alla velocità definita.
5Il carico e la deflessione vengono registrati continuamente.
6La prova viene interrotta alla rottura o al raggiungimento della deformazione definita.
7Vengono calcolati la resistenza alla flessione e il modulo.

Criteri di accettazione di Flessione a tre punti

Lo standard del metodo definisce come viene eseguito il test, non quale dovrebbe essere il risultato. Il limite di accettabilità deriva dallo standard del materiale, dalla specifica del prodotto o dal disegno tecnico del cliente; questa pagina pertanto non prevede alcun limite numerico.

Valutazione dei risultati

I risultati vengono valutati insieme alla media e alla diffusione del set di campioni. Una posizione di frattura non al di sotto della punta di carico o un danno indotto dal taglio nel provino richiedono la revisione della geometria di installazione.

Rapporto di Flessione a tre punti

Identificazione del campione, tipo di materiale e numero di colata/lotto, se presente
Geometria del provino, dimensioni e metodo di preparazione
Condizioni standard e di prova applicate
Testare la temperatura e le condizioni ambientali
Valori misurati e quantità calcolate
Fotografie della superficie della frattura o delle rientranze (ove applicabile)
Incertezza di misura (se richiesta)
Una dichiarazione secondo cui il risultato si applica solo al campione sottoposto a prova

Accreditamento

EUROLAB detiene un accreditamento riconosciuto a livello internazionale ottenuto da organismi di accreditamento parte degli accordi di riconoscimento multilaterale IAF e ILAC, secondo ISO / IEC 17025 per prove di laboratorio, ISO / IEC 17020 per ispezione e sorveglianza e ISO / IEC 17021-1 e ISO / IEC 17065 per certificazione di sistema e prodotto. Questa catena garantisce che i rapporti e i certificati emessi siano accettati in tutto il mondo.

Se questo test può essere offerto nell'ambito accreditato dipende dal prodotto e dallo standard applicato; poiché l'accreditamento è basato sul metodo, l'ambito viene confermato per iscritto in fase di offerta.

Ambito e autorizzazioni

Regolamenti correlati

EN 10204 (documenti di ispezione per prodotti metallici)
Regolamento Prodotti da Costruzione EU 305/2011 (per i prodotti utilizzati in edilizia)
Norme armonizzate applicate in base alla famiglia di prodotto

Mekanik Testler — Cosa copre questo ambito di prova?

La sezione seguente descrive l'ambito a cui appartiene la prova Flessione a tre punti; le condizioni e i criteri di accettazione di questa prova specifica sono riportati nelle sezioni precedenti. L'ambito specifico del vostro prodotto viene confermato per iscritto in fase di offerta.

Le prove meccaniche misurano come si comporta un materiale o un componente sotto forza. La famiglia va dal carico statico (trazione, compressione, flessione) al comportamento dipendente dal tempo (fatica, scorrimento viscoso), dalla durezza e usura fino alla tenacità a frattura.

Ciò che accomuna queste prove è che il risultato è riportato come una PROPRIETÀ DEL MATERIALE. Il carico di snervamento o la durezza non sono una decisione di conformità; sono dati numerici con cui verranno confrontati il progetto e la norma di prodotto. I rapporti di prova meccanica sono quindi solitamente un input per una decisione ingegneristica piuttosto che per un'approvazione di prodotto — scelta del materiale, coefficiente di sicurezza, previsione della vita.

La distinzione tra comportamento statico e dinamico è la chiave per comprendere il settore. Un componente può apparire del tutto non sollecitato sotto carico statico eppure rompersi sotto carico ripetuto; la rottura a fatica si verifica a tensioni ben inferiori al carico di snervamento e non dà preavviso. Per componenti rotanti, vibranti o soggetti a carico ciclico, una prova di trazione da sola non è quindi una prova sufficiente.

Le condizioni di prova determinano il risultato, ed è fondamentale per la leggibilità del rapporto: geometria del provino, velocità di carico, temperatura, condizionamento e disposizione di serraggio. Lo stesso materiale fornisce valori diversi in condizioni diverse. Nelle materie plastiche l'effetto della velocità è molto marcato, nei metalli l'effetto della temperatura; nei compositi l'orientamento del provino cambia completamente il risultato.

La durezza è la misura più utilizzata in modo scorretto nel settore. Essendo rapida, quasi non distruttiva ed economica, viene spesso usata al posto della resistenza. Esistono tabelle di conversione da durezza a resistenza, ma sono APPROSSIMATIVE e dipendono dal gruppo di materiali; usarle come unica evidenza nell'accettazione del materiale è sbagliato.

Il lato della meccanica della frattura richiede una competenza specifica. Le misurazioni della tenacità a frattura e della velocità di propagazione della cricca da fatica consentono di calcolare quanto durerà una struttura fessurata; sono la base della progettazione tollerante al danno in settori come attrezzature a pressione, strutture aeronautiche e condotte.

Gruppi di metodi in questo ambito

Prove statiche
Trazione, compressione, flessione, taglio e torsione. Si ottengono carico di snervamento e resistenza a trazione, allungamento e modulo di elasticità.
Prove d'urto
Urto con intaglio Charpy e Izod; si determina il comportamento di transizione duttile-fragile del materiale in funzione della temperatura.
Durezza
Brinell, Vickers, Rockwell, Shore e microdurezza. Prezioso per la profondità del trattamento superficiale e le differenze locali di resistenza.
Fatica
Fatica assiale controllata in forza e deformazione, fatica a flessione; curve S-N e limite di fatica.
Scorrimento viscoso e rilassamento delle tensioni
Comportamento sotto carico a lungo termine ad alta temperatura; determinante per i materiali di caldaie, turbine e attrezzature a pressione.
Meccanica della frattura
Tenacità a frattura in deformazione piana, integrale J, CTOD e velocità di propagazione della cricca da fatica.
Usura e attrito
Abrasione Taber e tamburo rotante, misurazioni del coefficiente di attrito.

Confusioni frequenti in questo ambito

Calcolare la resistenza dalla durezza è approssimativo; non può essere usato come unica evidenza nell'accettazione del materiale.
Una resistenza statica adeguata non dimostra la resistenza a fatica; un componente soggetto a carico ciclico richiede una prova separata.
Se la velocità e la temperatura di prova non sono riportate, il risultato non è confrontabile, in particolare per polimeri e compositi.
Un provino di prova e il pezzo reale potrebbero non dare lo stesso valore; l'orientamento di stampaggio, le linee di giunzione e le differenze nel trattamento superficiale hanno tutti un effetto.
Un valore di resistenza fornito per un composito senza indicare l'orientamento del provino è privo di significato.
Gli equivalenti ASTM e ISO misurano la stessa grandezza ma usano geometrie del provino diverse; i risultati non sono considerati direttamente equivalenti.

Quali decisioni supportano questi risultati

Verifica della progettazione e selezione dei materiali
Controllo dei materiali in ingresso e approvazione del fornitore
Soddisfacimento dei requisiti meccanici della norma di prodotto
Analisi dei guasti, previsione della vita utile e calcolo della tolleranza al danno
Verifica dei processi di trattamento termico e superficiale

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Domande frequenti su Flessione a tre punti

Come avviene la scelta tra piegatura a tre punti e piegatura a quattro punti?

Nella prova a tre punti il momento massimo si concentra in una singola sezione e la prova è semplice. Se si desidera trovare il punto più debole del materiale, è preferibile il punto a quattro, poiché la regione tra i due naselli di carico è soggetta a momento costante.

Perché l'intervallo di supporto è preso dallo standard?

Il rapporto luce-spessore influisce direttamente sul risultato. Man mano che il rapporto diminuisce, le sollecitazioni di taglio diventano dominanti e il valore misurato non è più la pura resistenza alla flessione.