🔩 Oznaczanie właściwości przy zginaniu kompozytów tworzywowych wzmocnionych włóknem — zginanie trójpunktowe (metoda A) i czteropunktowe (metoda B) belki swobodnie podpartej: wytrzymałość na zginanie, naprężenie i ugięcie przy zniszczeniu, moduł sprężystości przy zginaniu, PN-EN ISO 14125

Materiały i NDT PN-EN ISO 14125

Przegląd

CO TA NORMA OPISUJE. Zakres z karty PKN PN-EN ISO 14125:2001 (wersja polska), w całości: „Określono metodę oznaczania właściwości przy zginaniu pod obciążeniem w układzie trzypunktowym i czteropunktowym, tworzyw sztucznych termoplastycznych i termoutwardzalnych wzmocnionych włóknami. Określono znormalizowane kształtki do badań oraz podano współczynniki stosowane w przypadku alternatywnych wymiarów kształtek. Podano zakresy prędkości badania. Metoda może być stosowana do klasyfikowania materiałów lub do badań kontroli jakości”. Zakres z karty zmiany PN-EN ISO 14125:2001/A1:2011 (wersja angielska), w całości: „Zmieniono wstęp i powołania normatywne w Rozdziale 2, do 4.9 wprowadzono dodatkowy paragraf; zmieniono Podrozdziały 10.1.2 i 10.2.2 oraz Rozdział 12 na stronie 13”. Tekst normy czytamy w próbce ISO 14125:1998 od okładki do punktu 6.2.2 (przygotowanie kształtek z płyt) ze spisem treści oraz w próbce zmiany ISO 14125:1998/Amd.1:2011 w całości; rozdziałów 6.2.3–12 i załączników A (inne kształtki) i B (poprawki na duże ugięcia) nie mamy.

WEDŁUG TEKSTU ISO 14125:1998 (przedmowa, wprowadzenie, rozdziały 1–6.2.2, spis treści). Normę przygotował ISO/TC 61 „Tworzywa sztuczne”, SC 13 „Kompozyty i włókna wzmacniające”; załączniki A i B są normatywne. Wprowadzenie: norma opiera się na ISO 178, ale dotyczy kompozytów wzmocnionych włóknem — zachowuje warunki dla układów z włóknem szklanym i rozszerza je o układ czteropunktowy (metoda B) i o kompozyty z włóknami węglowymi i aramidowymi; źródła: ASTM D 790 (czteropunktowe), prEN 2562 (warunki badania), CRAG 200 i JIS K 7074 (podkładki przy czteropunktowym); długość całkowita kształtki przy czteropunktowym jest taka sama jak przy trójpunktowym; zakres ISO 178 miał zostać ograniczony do tworzyw niewzmocnionych i napełnianych, a EN 63:1977 (trójpunktowe tworzyw wzmocnionych szkłem) — wycofana. Zakres (1): metoda A — zginanie trójpunktowe, metoda B — czteropunktowe; kształtki znormalizowane i parametry dla alternatywnych wymiarów; zakres prędkości; metoda nie nadaje się do wyznaczania parametrów projektowych, ale do porównania materiałów lub kontroli jakości (moduł przy zginaniu jest niższy od modułu przy rozciąganiu przez dodatkowe ugięcie od ścinania — stosunek rozstawu do grubości dobrano tak, by ten efekt ograniczyć); dla kompozytów termoplastycznych i termoutwardzalnych wzmocnionych włóknem; tworzywa niewzmocnione, napełnione cząstkami i wzmocnione włóknem krótkim (poniżej 1 mm) — według ISO 178; kształtki formowane, wycinane z kształtki wielofunkcyjnej (ISO 3167) albo z wyrobów; wyniki z kształtek innych wymiarów lub przygotowanych inaczej mogą być nieporównywalne, a dla materiałów niejednorodnych w przekroju wynik dotyczy tylko badanej grubości i struktury. Powołania (2, w brzmieniu z 1998): ISO 178:1993, 291:1997, 293:1986, 294-1:1996, 295:1991, 1268:1974, 2602:1980, 2818:1994, 3167:1993, 5893:1993. Zasada (3): kształtkę podpartą jak belkę ugina się ze stałą prędkością do zniszczenia albo do zadanego odkształcenia, mierząc siłę i ugięcie; geometria ma ograniczyć odkształcenie ścinające i nie dopuścić do zniszczenia przez ścinanie międzywarstwowe; w układzie czteropunktowym moment zginający między środkowymi podporami jest stały, a naciski kontaktowe mniejsze niż pod pojedynczym trzpieniem w trójpunktowym; rozstaw wewnętrzny to jedna trzecia zewnętrznego, a zewnętrzny jest taki sam jak w trójpunktowym, więc można użyć tej samej kształtki. Definicje (4): prędkość badania v (mm/min), naprężenie zginające σf (MPa, ze wzoru (3) lub (8) w rozdziale 10), naprężenie przy zniszczeniu σfB, wytrzymałość na zginanie σfM (przy sile maksymalnej, dla dopuszczalnych postaci zniszczenia — 9.9 i rys. 6), ugięcie s, ugięcie przy zniszczeniu sB, ugięcie przy wytrzymałości sM, odkształcenie przy zginaniu εf, moduł sprężystości przy zginaniu (cięciwowy) Ef — stosunek różnicy naprężeń do różnicy odkształceń εf″ = 0,002 5 i εf′ = 0,000 5 (przy aparaturze komputerowej dopuszcza się regresję liniową między tymi punktami), moduł ścinania międzywarstwowego G13 (dla materiałów ze zbrojeniem głównie w płaszczyźnie rzędu 3 000–6 000 MPa), osie kształtki 1 (wzdłuż włókien, 0°) i 2 (poprzecznie, 90°). Aparatura (5): maszyna wytrzymałościowa według ISO 5893; prędkości zalecane 0,5, 1, 2, 5, 10 mm/min (tolerancja ± 20 %) oraz 20, 50, 100, 200, 500 mm/min (± 10 %); promień trzpienia obciążającego R1 = 5 ± 0,2 mm, promień podpór R2 = 2 ± 0,2 mm dla h ≤ 3 mm i 5 ± 0,2 mm dla h > 3 mm; osie równoległe, rozstaw L regulowany; błąd wskazania siły i ugięcia najwyżej ± 1 % pełnej skali; ugięcie z przesuwu trawersy koryguje się o odkształcenie układu obciążającego i wgniecenie pod trzpieniami; mikrometr z odczytem do 0,01 mm (szerokość b i grubość h), suwmiarka z dokładnością 0,1 % rozstawu. Kształtki (6): wymiary według normy materiałowej albo preferowane; kierunek badania w jednej z osi głównych, przy dużej anizotropii zaleca się badać w obu, a przy obciążeniu w innym kierunku — w tym kierunku. Kształtki preferowane, metoda A (długość l / rozstaw L / szerokość b / grubość h, mm): klasa I (termoplasty wzmocnione włóknem nieciągłym) 80 / 64 / 10 / 4; klasa II (maty, tkaniny, DMC, BMC, SMC, GMT) 80 / 64 / 15 / 4; klasa III (jednokierunkowe poprzecznie, jednokierunkowe i wielokierunkowe 0° przy 5 < Ef1/G13 ≤ 15, np. szkło) 60 / 40 / 15 / 2; klasa IV (jednokierunkowe i wielokierunkowe przy 15 < Ef1/G13 ≤ 50, np. węgiel) 100 / 80 / 15 / 2. Metoda B (l / L / L′ / b / h): klasa I 80 / 66 / 22 / 10 / 4; klasa II 80 / 66 / 22 / 15 / 4; klasa III 60 / 45 / 15 / 15 / 2; klasa IV 100 / 81 / 27 / 15 / 2. Dla zbrojenia grubego dopuszcza się szerokość 25 mm. Grubość w środkowej jednej trzeciej długości (metoda A) albo na całej długości (metoda B) nie może odbiegać od średniej o więcej niż 2 %, szerokość o więcej niż 3 %; przekrój prostokątny, bez zaokrąglonych krawędzi. Kształtki inne — wymiary według tablic A.1 i A.2. Przygotowanie: tłoczywa — według normy materiałowej albo prasowanie lub wtrysk według ISO 293, 294-1, 295; płyty — obróbka według ISO 2818. Zmiana Amd.1:2011 (przeczytana w całości): nowy rozdział 2 z powołaniami niedatowanymi (m.in. ISO 1268 we wszystkich częściach — metody wytwarzania płyt badawczych); do 4.9 dodano akapit: dla materiałów o odkształceniu niszczącym mniejszym niż 0,002 5 (np. tworzywa wzmocnione włóknem węglowym wysokomodułowym) różnicę odkształceń do modułu zmniejsza się do 0,001 0 − 0,000 5; w 10.1.2 i 10.2.2 odpowiednio wylicza się ugięcia s′ i s″ dla εf′ = 0,000 5 i εf″ = 0,002 5 albo 0,001 0; w sprawozdaniu (rozdz. 12, punkt n) podaje się użyty wzór i zakres odkształceń.

STATUS (stan kart na 02.10.2026). Karta PN-EN ISO 14125:2001 (wersja polska, publikacja 15-10-2001, 23 strony, grupa cenowa L) nie ma nagłówka „Wycofana”: Sektor Chemii, KT 168 Wyrobów z Tworzyw Sztucznych, ICS 83.120, „Wprowadza: EN ISO 14125:1998 [IDT], ISO 14125:1998 [IDT]”, elementy dodatkowe PN-EN ISO 14125:2001/AC:2003 (wersja polska; karty poprawki nie czytaliśmy — jej treści nie podajemy) i PN-EN ISO 14125:2001/A1:2011 (wersja angielska). Karta zmiany A1:2011 (publikacja 18-04-2011, 5 stron, grupa cenowa C) bez nagłówka „Wycofana”, „Wprowadza: EN ISO 14125:1998/A1:2011 [IDT], ISO 14125:1998/Amd 1:2011 [IDT]”. Wyszukiwarka PKN (hasło „PN-EN ISO 14125”, 02.10.2026) pokazuje oprócz tego normy PN-EN 14125 (wydania 2005, 2013-10 i 2025-08) — o innym przedmiocie, niezwiązane z tą metodą. Co zmienia A1 dla wyniku: przy materiałach o odkształceniu niszczącym poniżej 0,002 5 moduł liczy się w zakresie 0,000 5–0,001 0 — według brzmienia sprzed A1 kształtka takiego materiału pęka, zanim osiągnie odkształcenie 0,002 5, więc modułu w tym zakresie nie da się wyznaczyć, a sprawozdanie musi podać użyty zakres odkształceń.

ILE LABORATORIÓW I W JAKIEJ POSTACI (kopia bazy zakresów akredytacji, wsad do 17.09.2026, odczyt 02.10.2026). Numer 14125 stoi w 7 rekordach u 6 laboratoriów: AB 001, AB 005, AB 023, AB 163, AB 1490, AB 1640. W aktualnych zakresach na stronach PCA (odczyt 02.10.2026, wydania od 16.07.2025 do 23.06.2026) AB 001, AB 163 i AB 1640 podają „PN-EN ISO 14125:2001” (AB 1640 z dopiskiem „metoda A”), AB 005 — „PN-EN ISO 14125:2001+AC:2003+A1:2011”, a AB 023 i AB 1490 — samo oznaczenie bez daty. Zakładka „Laboratoria” („PN-EN ISO 14125”) pokazuje 5 laboratoriów — bez AB 005, którego pole zaczyna się od PN-EN ISO 178 — sprawdzone zapytaniem zakładki na serwerze produkcyjnym labcoda.pl 02.10.2026.

CO BADAJĄ LABORATORIA (pozycje w PCA). „Wytrzymałość na zginanie” (AB 005: maksymalne obciążenie 300 kN; AB 163: 100 kN), „Naprężenie zginające przy zniszczeniu”, „Moduł sprężystości przy zginaniu” (AB 023: do 50 kN, metoda A), „Moduł sztywności” i badanie zginania w zakresie siły 0–200 kN (AB 1490), „Właściwości przy zginaniu” kompozytów wzmocnionych włóknem szklanym (AB 1640, metoda A); przedmioty: tworzywa sztuczne, kompozyty polimerowe, rury i kształtki z tworzyw.

GDZIE ŁATWO O WYNIK POZORNIE POPRAWNY. Przy wymiarach: wyniki z kształtek innych wymiarów, innej klasy albo przygotowanych inaczej mogą być nieporównywalne (1.5) — klasa kształtki zależy od materiału, a w klasach III i IV od stosunku Ef1/G13. Przy ugięciu: ugięcie z przesuwu trawersy trzeba skorygować o odkształcenie układu i wgniecenie pod trzpieniami (5.1.4) — bez korekty moduł wychodzi zaniżony. Przy promieniu podpór: dla h ≤ 3 mm R2 = 2 mm, dla h > 3 mm R2 = 5 mm (tablica 2). Przy module: dla materiałów pękających przed odkształceniem 0,002 5 trzeba stosować zakres z A1:2011 i podać go w sprawozdaniu. Przy zniszczeniu: wytrzymałość liczy się tylko przy dopuszczalnych postaciach zniszczenia (4.4, 9.9) — zniszczenie przez ścinanie międzywarstwowe nie daje wytrzymałości na zginanie. Przy interpretacji: wynik nie jest parametrem projektowym (1.2).

CZEGO NIE PODAJEMY. Nie mamy punktów 6.2.3–12 ani załączników: liczby kształtek, kondycjonowania, przebiegu badania (w tym 9.9 o postaciach zniszczenia), wzorów (3) i (8) na naprężenie i wzorów na moduł, poprawek na duże ugięcia (załącznik B), precyzji i pełnej zawartości sprawozdania — nie podajemy więc żadnego wzoru ani tych wartości.

Zasada metody

Kształtkę z kompozytu wzmocnionego włóknem, podpartą swobodnie jak belka, ugina się ze stałą prędkością jednym trzpieniem w środku rozstawu (metoda A, trójpunktowa) albo dwoma trzpieniami w odstępie jednej trzeciej rozstawu (metoda B, czteropunktowa), rejestrując siłę i ugięcie do zniszczenia lub zadanego odkształcenia; z wykresu oblicza się wytrzymałość na zginanie, naprężenie i ugięcie przy zniszczeniu i cięciwowy moduł przy zginaniu.

Zastosowania

• Kompozyty tworzywowe wzmocnione włóknem szklanym, węglowym lub aramidowym (laminaty, SMC, BMC, GMT, termoplasty wzmocnione) — wytrzymałość i moduł przy zginaniu; 6 laboratoriów w zakresach PCA
• Klasyfikowanie materiałów i kontrola jakości partii (zakres normy)
• Rury, kształtki i wyroby z tworzyw sztucznych wzmocnionych — razem z PN-EN ISO 178 dla tworzyw niewzmocnionych

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-EN ISO 14125:2001 (wersja polska) z PN-EN ISO 14125:2001/AC:2003 i PN-EN ISO 14125:2001/A1:2011 (wersja angielska); EN ISO 14125:1998 IDT, ISO 14125:1998 IDT

Tytuł (PL)

Kompozyty tworzywowe wzmocnione włóknem — Oznaczanie właściwości przy zginaniu

Title (EN)

Fibre-reinforced plastic composites — Determination of flexural properties

Procedura krok po kroku

1. Kształtki

   Wyciąć lub wykonać kształtki preferowane dla klasy materiału (tablica 3 lub 4) w osi głównej; sprawdzić tolerancje grubości (2 %) i szerokości (3 %). PN-EN ISO 14125:2001 z AC:2003 i A1:2011 aktualna (stan kart na 02.10.2026).

2. Kondycjonowanie i pomiar wymiarów

   Kondycjonowanie według rozdziału 8 (treści nie mamy; powołana ISO 291); zmierzyć b i h mikrometrem z dokładnością 0,01 mm, rozstaw L z dokładnością 0,1 %.

3. Ustawienie przyrządu

   Metoda A — rozstaw L, jeden trzpień; metoda B — rozstaw L i L′ = L/3; R2 dobrać do grubości kształtki; ugięcie korygować o odkształcenie układu.

4. Zginanie

   Uginać ze stałą prędkością z tablicy 1 do zniszczenia albo zadanego odkształcenia, rejestrując siłę i ugięcie; ocenić postać zniszczenia (9.9 — treści nie mamy).

5. Obliczenia i sprawozdanie

   Naprężenie, wytrzymałość i moduł według rozdziału 10 (wzorów nie mamy); moduł między 0,000 5 i 0,002 5 albo — dla materiałów pękających wcześniej — 0,000 5 i 0,001 0; w sprawozdaniu wzór i zakres odkształceń (A1:2011).

Wymagany sprzęt i aparatura

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Norma w czytanym fragmencie nie zawiera ostrzeżeń bhp; kompozyty węglowe i szklane pękają kruche z odpryskami — osłona strefy badania według instrukcji maszyny
• Obróbka płyt kompozytowych wytwarza pył włókien — odciąg i ochrona dróg oddechowych według oceny ryzyka laboratorium

Najczęstsze pytania