🔩 Bestimmung der Biegeeigenschaften faserverstärkter Kunststoffverbundwerkstoffe — Dreipunktbiegung (Verfahren A) und Vierpunktbiegung (Verfahren B) eines frei aufliegenden Balkens: Biegefestigkeit, Biegespannung und Durchbiegung beim Bruch, Biegemodul, PN-EN ISO 14125

Werkstoffe und ZfP PN-EN ISO 14125

Übersicht

WAS DIE NORM BESCHREIBT. Anwendungsbereich aus der PKN-Katalogkarte PN-EN ISO 14125:2001 (polnische Fassung), vollständig (unsere Übersetzung): „Festgelegt wird ein Verfahren zur Bestimmung der Biegeeigenschaften unter Dreipunkt- und Vierpunktbelastung von faserverstärkten thermoplastischen und duroplastischen Kunststoffen. Genormte Probekörper werden festgelegt und Faktoren für alternative Probekörperabmessungen angegeben. Bereiche der Prüfgeschwindigkeit werden angegeben. Das Verfahren kann zur Einstufung von Werkstoffen oder für Qualitätskontrollprüfungen verwendet werden“. Anwendungsbereich aus der Karte der Änderung PN-EN ISO 14125:2001/A1:2011 (englische Fassung), vollständig (unsere Übersetzung): „Einleitung und normative Verweisungen in Abschnitt 2 geändert, in 4.9 ein zusätzlicher Absatz eingefügt; Unterabschnitte 10.1.2 und 10.2.2 sowie Abschnitt 12 auf Seite 13 geändert“. Den Normtext lesen wir in der Probe von ISO 14125:1998 vom Deckblatt bis 6.2.2 (Herstellung von Probekörpern aus Platten) mit Inhaltsverzeichnis sowie in der Probe der Änderung ISO 14125:1998/Amd.1:2011 vollständig; die Abschnitte 6.2.3–12 und die Anhänge A (andere Probekörper) und B (Korrekturen für große Durchbiegungen) haben wir nicht.

NACH DEM TEXT DER ISO 14125:1998 (Vorwort, Einleitung, Abschnitte 1–6.2.2, Inhaltsverzeichnis). Die Norm wurde von ISO/TC 61 „Kunststoffe“, SC 13 „Verbundwerkstoffe und Verstärkungsfasern“ erarbeitet; die Anhänge A und B sind normativ. Einleitung: Die Norm beruht auf ISO 178, behandelt aber faserverstärkte Verbundwerkstoffe — sie behält die Bedingungen für glasfaserverstärkte Systeme bei und erweitert sie um die Vierpunktbelastung (Verfahren B) und um Verbundwerkstoffe mit Kohlenstoff- und Aramidfasern; Quellen: ASTM D 790 (Vierpunkt), prEN 2562 (Prüfbedingungen), CRAG 200 und JIS K 7074 (Unterlegscheiben bei Vierpunktbelastung); die Gesamtlänge des Probekörpers ist bei Vierpunkt- und Dreipunktbelastung gleich; der Anwendungsbereich der ISO 178 sollte auf unverstärkte und gefüllte Kunststoffe beschränkt und EN 63:1977 (Dreipunktprüfung glasfaserverstärkter Kunststoffe) zurückgezogen werden. Anwendungsbereich (1): Verfahren A — Dreipunktbiegung, Verfahren B — Vierpunktbiegung; genormte Probekörper und Parameter für alternative Abmessungen; ein Bereich von Prüfgeschwindigkeiten; das Verfahren eignet sich nicht zur Ermittlung von Bemessungskennwerten, sondern zum Vergleich von Werkstoffen oder zur Qualitätskontrolle (der Biegemodul ist wegen der zusätzlichen Durchbiegung aus Schub niedriger als der Zugmodul — das Verhältnis Stützweite/Dicke ist so gewählt, dass dieser Effekt klein bleibt); für faserverstärkte thermoplastische und duroplastische Verbundwerkstoffe; unverstärkte, partikelgefüllte und kurzfaserverstärkte Kunststoffe (unter 1 mm) — nach ISO 178; Probekörper geformt, aus dem Vielzweckprobekörper (ISO 3167) oder aus Erzeugnissen herausgearbeitet; Ergebnisse an Probekörpern anderer Abmessungen oder anderer Herstellung können nicht vergleichbar sein, und bei im Querschnitt inhomogenen Werkstoffen gilt das Ergebnis nur für die geprüfte Dicke und Struktur. Verweisungen (2, im Wortlaut von 1998): ISO 178:1993, 291:1997, 293:1986, 294-1:1996, 295:1991, 1268:1974, 2602:1980, 2818:1994, 3167:1993, 5893:1993. Prinzip (3): Der als Balken aufgelegte Probekörper wird mit konstanter Geschwindigkeit bis zum Bruch oder bis zu einer vorgegebenen Verformung durchgebogen, wobei Kraft und Durchbiegung gemessen werden; die Geometrie soll Schubverformung begrenzen und einen interlaminaren Schubbruch vermeiden; bei Vierpunktbelastung ist das Biegemoment zwischen den mittleren Druckfinnen konstant, und die Kontaktspannungen sind geringer als unter der einzelnen Druckfinne der Dreipunktprüfung; die innere Stützweite beträgt ein Drittel der äußeren, und die äußere ist die gleiche wie bei Dreipunktbelastung, sodass derselbe Probekörper verwendet werden kann. Begriffe (4): Prüfgeschwindigkeit v (mm/min), Biegespannung σf (MPa, nach Gleichung (3) oder (8) in Abschnitt 10), Spannung beim Bruch σfB, Biegefestigkeit σfM (bei Höchstkraft, für zulässige Versagensarten — 9.9 und Bild 6), Durchbiegung s, Durchbiegung beim Bruch sB, Durchbiegung bei Biegefestigkeit sM, Biegedehnung εf, Biegemodul (Sekantenmodul) Ef — Verhältnis der Spannungsdifferenz zur Dehnungsdifferenz εf″ = 0,002 5 und εf′ = 0,000 5 (bei rechnergestützten Geräten ist eine lineare Regression zwischen diesen Punkten zulässig), interlaminarer Schubmodul G13 (bei Werkstoffen mit überwiegend ebener Verstärkung in der Größenordnung von 3 000–6 000 MPa), Probekörperachsen 1 (in Faserrichtung, 0°) und 2 (quer, 90°). Prüfeinrichtung (5): Prüfmaschine nach ISO 5893; empfohlene Geschwindigkeiten 0,5, 1, 2, 5, 10 mm/min (Grenzabweichung ± 20 %) sowie 20, 50, 100, 200, 500 mm/min (± 10 %); Radius der Druckfinne R1 = 5 ± 0,2 mm, Radius der Auflager R2 = 2 ± 0,2 mm für h ≤ 3 mm und 5 ± 0,2 mm für h > 3 mm; Achsen parallel, Stützweite L verstellbar; Anzeigefehler für Kraft und Durchbiegung höchstens ± 1 % des Endwerts; die Durchbiegung aus dem Traversenweg wird um die Nachgiebigkeit des Lastrahmens und den Eindruck an den Druckfinnen korrigiert; Mikrometer mit Ablesung auf 0,01 mm (Breite b und Dicke h), Messschieber mit Genauigkeit 0,1 % der Stützweite. Probekörper (6): Abmessungen nach Werkstoffnorm oder Vorzugsmaße; Prüfrichtung in einer Hauptachse, bei starker Anisotropie wird die Prüfung in beiden empfohlen, und bei Belastung in einer anderen Richtung — in dieser Richtung. Vorzugsprobekörper, Verfahren A (Länge l / Stützweite L / Breite b / Dicke h, mm): Klasse I (diskontinuierlich faserverstärkte Thermoplaste) 80 / 64 / 10 / 4; Klasse II (Matten, Gewebe, DMC, BMC, SMC, GMT) 80 / 64 / 15 / 4; Klasse III (quer unidirektional, unidirektional und multidirektional 0° mit 5 < Ef1/G13 ≤ 15, z. B. Glas) 60 / 40 / 15 / 2; Klasse IV (unidirektional und multidirektional mit 15 < Ef1/G13 ≤ 50, z. B. Kohlenstoff) 100 / 80 / 15 / 2. Verfahren B (l / L / L′ / b / h): Klasse I 80 / 66 / 22 / 10 / 4; Klasse II 80 / 66 / 22 / 15 / 4; Klasse III 60 / 45 / 15 / 15 / 2; Klasse IV 100 / 81 / 27 / 15 / 2. Bei grober Verstärkung ist eine Breite von 25 mm zulässig. Die Dicke im mittleren Drittel der Länge (Verfahren A) bzw. über die ganze Länge (Verfahren B) darf um höchstens 2 % vom Mittelwert abweichen, die Breite um höchstens 3 %; rechteckiger Querschnitt ohne gerundete Kanten. Andere Probekörper — Abmessungen nach den Tabellen A.1 und A.2. Herstellung: Formmassen — nach Werkstoffnorm oder Formpressen bzw. Spritzgießen nach ISO 293, 294-1, 295; Platten — mechanische Bearbeitung nach ISO 2818. Änderung Amd.1:2011 (vollständig gelesen): neuer Abschnitt 2 mit undatierten Verweisungen (u. a. ISO 1268, alle Teile — Herstellung von Prüfplatten); zu 4.9 ein Absatz ergänzt: Bei Werkstoffen mit einer Bruchdehnung von weniger als 0,002 5 (z. B. hochmoduliger kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff) wird die Dehnungsdifferenz für den Modul auf 0,001 0 − 0,000 5 verringert; in 10.1.2 und 10.2.2 werden die Durchbiegungen s′ und s″ entsprechend für εf′ = 0,000 5 und εf″ = 0,002 5 oder 0,001 0 berechnet; im Bericht (Abschnitt 12, Punkt n) werden die verwendete Gleichung und der Dehnungsbereich angegeben.

STATUS (Stand der PKN-Katalogkarten am 02.10.2026). Die Karte PN-EN ISO 14125:2001 (polnische Fassung, veröffentlicht 15-10-2001, 23 Seiten, Preisgruppe L) hat keinen Kopfvermerk „Zurückgezogen“: Sektor Chemie, KT 168 Kunststofferzeugnisse, ICS 83.120, „Führt ein: EN ISO 14125:1998 [IDT], ISO 14125:1998 [IDT]“, Zusatzelemente PN-EN ISO 14125:2001/AC:2003 (polnische Fassung; die Karte der Berichtigung haben wir nicht gelesen — ihren Inhalt geben wir nicht an) und PN-EN ISO 14125:2001/A1:2011 (englische Fassung). Die Karte der Änderung A1:2011 (veröffentlicht 18-04-2011, 5 Seiten, Preisgruppe C) ohne Kopfvermerk „Zurückgezogen“, „Führt ein: EN ISO 14125:1998/A1:2011 [IDT], ISO 14125:1998/Amd 1:2011 [IDT]“. Die PKN-Suchmaschine (Suchbegriff „PN-EN ISO 14125“, 02.10.2026) zeigt außerdem die Normen PN-EN 14125 (Ausgaben 2005, 2013-10 und 2025-08) — mit anderem Gegenstand, ohne Bezug zu diesem Verfahren. Was A1 für das Ergebnis ändert: Bei Werkstoffen mit Bruchdehnung unter 0,002 5 wird der Modul im Bereich 0,000 5–0,001 0 berechnet — nach dem Wortlaut vor A1 bricht ein Probekörper aus einem solchen Werkstoff, bevor er die Dehnung 0,002 5 erreicht, sodass der Modul in diesem Bereich nicht bestimmt werden kann, und der Bericht muss den verwendeten Dehnungsbereich angeben.

WIE VIELE LABORATORIEN UND IN WELCHER FORM (Kopie der Datenbank der Akkreditierungsbereiche, Datenstand bis 17.09.2026, gelesen am 02.10.2026). Die Nummer 14125 steht in 7 Einträgen von 6 Laboratorien: AB 001, AB 005, AB 023, AB 163, AB 1490, AB 1640. In den aktuellen Bereichen auf den PCA-Seiten (gelesen am 02.10.2026, Ausgaben vom 16.07.2025 bis 23.06.2026) nennen AB 001, AB 163 und AB 1640 „PN-EN ISO 14125:2001“ (AB 1640 mit dem Zusatz „Verfahren A“), AB 005 — „PN-EN ISO 14125:2001+AC:2003+A1:2011“, AB 023 und AB 1490 — nur die Bezeichnung ohne Datum. Der Reiter „Laboratorien“ („PN-EN ISO 14125“) zeigt 5 Laboratorien — ohne AB 005, dessen Feld mit PN-EN ISO 178 beginnt — geprüft mit einer Abfrage des Reiters auf dem Produktionsserver labcoda.pl am 02.10.2026.

WAS DIE LABORATORIEN PRÜFEN (Einträge bei PCA). „Biegefestigkeit“ (AB 005: Höchstlast 300 kN; AB 163: 100 kN), „Biegespannung beim Bruch“, „Biegemodul“ (AB 023: bis 50 kN, Verfahren A), „Steifigkeitsmodul“ und Biegeprüfung im Kraftbereich 0–200 kN (AB 1490), „Biegeeigenschaften“ glasfaserverstärkter Verbundwerkstoffe (AB 1640, Verfahren A); Gegenstände: Kunststoffe, Polymerverbundwerkstoffe, Kunststoffrohre und Formstücke.

WO MAN LEICHT EIN SCHEINBAR RICHTIGES ERGEBNIS ERHÄLT. Bei den Abmessungen: Ergebnisse an Probekörpern anderer Abmessungen, anderer Klasse oder anderer Herstellung können nicht vergleichbar sein (1.5) — die Probekörperklasse hängt vom Werkstoff ab, in den Klassen III und IV vom Verhältnis Ef1/G13. Bei der Durchbiegung: Die Durchbiegung aus dem Traversenweg ist um die Nachgiebigkeit des Lastrahmens und den Eindruck unter den Druckfinnen zu korrigieren (5.1.4) — ohne Korrektur ergibt sich ein zu niedriger Modul. Beim Auflagerradius: für h ≤ 3 mm R2 = 2 mm, für h > 3 mm R2 = 5 mm (Tabelle 2). Beim Modul: Für Werkstoffe, die vor der Dehnung 0,002 5 brechen, ist der Bereich aus A1:2011 anzuwenden und im Bericht anzugeben. Beim Versagen: Die Festigkeit wird nur bei zulässigen Versagensarten berechnet (4.4, 9.9) — ein interlaminarer Schubbruch ergibt keine Biegefestigkeit. Bei der Auswertung: Das Ergebnis ist kein Bemessungskennwert (1.2).

WAS WIR NICHT ANGEBEN. Wir haben 6.2.3–12 und die Anhänge nicht: Anzahl der Probekörper, Konditionierung, Prüfablauf (einschließlich 9.9 zu den Versagensarten), Gleichungen (3) und (8) für die Spannung und die Gleichungen für den Modul, Korrekturen für große Durchbiegungen (Anhang B), Präzision und vollständigen Berichtsinhalt — wir geben daher keine Gleichung und keinen dieser Werte an.

Prinzip der Methode

Ein frei als Balken aufgelegter Probekörper aus faserverstärktem Verbundwerkstoff wird mit konstanter Geschwindigkeit durch eine Druckfinne in Stützweitenmitte (Verfahren A, Dreipunkt) oder zwei Druckfinnen im Abstand eines Drittels der Stützweite (Verfahren B, Vierpunkt) durchgebogen, wobei Kraft und Durchbiegung bis zum Bruch oder bis zu einer festgelegten Dehnung aufgezeichnet werden; aus der Kurve werden Biegefestigkeit, Spannung und Durchbiegung beim Bruch sowie der Sekanten-Biegemodul berechnet.

Anwendungen

• Mit Glas-, Kohlenstoff- oder Aramidfasern verstärkte Kunststoffverbundwerkstoffe (Laminate, SMC, BMC, GMT, verstärkte Thermoplaste) — Biegefestigkeit und Biegemodul; 6 Laboratorien in PCA-Bereichen
• Einstufung von Werkstoffen und Qualitätskontrolle von Chargen (Anwendungsbereich der Norm)
• Rohre, Formstücke und Erzeugnisse aus verstärkten Kunststoffen — zusammen mit PN-EN ISO 178 für unverstärkte Kunststoffe

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

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

Titel (PL)

Kompozyty tworzywowe wzmocnione włóknem — Oznaczanie właściwości przy zginaniu

Title (EN)

Fibre-reinforced plastic composites — Determination of flexural properties

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Probekörper

   Vorzugsprobekörper für die Werkstoffklasse (Tabelle 3 oder 4) in einer Hauptachse herstellen; Grenzabweichungen von Dicke (2 %) und Breite (3 %) prüfen. PN-EN ISO 14125:2001 mit AC:2003 und A1:2011 gültig (Stand der PKN-Karten am 02.10.2026).

2. Konditionierung und Maßmessung

   Konditionierung nach Abschnitt 8 (Inhalt haben wir nicht; ISO 291 genannt); b und h mit Mikrometer auf 0,01 mm messen, Stützweite L auf 0,1 %.

3. Einrichten der Vorrichtung

   Verfahren A — Stützweite L, eine Druckfinne; Verfahren B — Stützweiten L und L′ = L/3; R2 nach Probekörperdicke wählen; Durchbiegung um die Nachgiebigkeit des Lastrahmens korrigieren.

4. Biegen

   Mit konstanter Geschwindigkeit nach Tabelle 1 bis zum Bruch oder einer festgelegten Dehnung biegen, Kraft und Durchbiegung aufzeichnen; Versagensart beurteilen (9.9 — Inhalt haben wir nicht).

5. Berechnung und Bericht

   Spannung, Festigkeit und Modul nach Abschnitt 10 (Gleichungen haben wir nicht); Modul zwischen 0,000 5 und 0,002 5 oder — bei früher brechenden Werkstoffen — 0,000 5 und 0,001 0; im Bericht Gleichung und Dehnungsbereich (A1:2011).

Erforderliche Geräte und Apparatur

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Die Norm enthält im gelesenen Teil keine Sicherheitshinweise; Kohlenstoff- und Glasverbunde brechen spröde mit Splittern — Abschirmung des Prüfraums nach Maschinenanleitung
• Die Bearbeitung von Verbundplatten erzeugt Faserstaub — Absaugung und Atemschutz nach der Gefährdungsbeurteilung des Labors

Häufige Fragen