Phương pháp này được thiết kế để đo lực cần thiết nhằm duy trì sự lan truyền của một vết rách đơn đã được khởi tạo trước, trong điều kiện kéo bằng máy kéo thử có tốc độ giãn không đổi (CRE).
ISO 13937-3 đặc biệt phù hợp cho các loại vải dệt thoi, nơi vết rách có xu hướng lan theo hướng sợi sau khi xuất hiện khuyết tật ban đầu.
1. Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn ISO 13937-3 áp dụng cho:
- Vải dệt thoi thông thường
- Vải kỹ thuật và vải công nghiệp
- Vải có cấu trúc sợi ổn định
- Vải đã hoặc chưa xử lý hoàn tất
Không khuyến nghị áp dụng cho:
- Vải dệt kim có độ co giãn lớn
- Vải quá mềm hoặc quá lỏng khiến vết xé không ổn định
- Vật liệu không cho phép vết rách lan theo một hướng xác định
2. Nguyên lý thử nghiệm
- Trong thử nghiệm ISO 13937-3, mẫu vải được cắt thành hình cánh (wing-shaped), gồm hai nhánh đối xứng nối với nhau tại một vùng trung tâm.
- Một vết cắt ban đầu được tạo tại vị trí xác định nhằm khởi tạo điểm bắt đầu của vết rách.
- Khi hai cánh của mẫu được kẹp vào hai ngàm của máy kéo thử và kéo ra xa nhau với tốc độ không đổi, lực kéo sẽ làm vết rách lan truyền dọc theo vùng trung tâm của mẫu.
- Lực đo được trong quá trình xé là lực cần thiết để duy trì sự lan truyền của vết rách, không phải lực để bắt đầu xé.
- Giá trị đặc trưng của phép thử là lực xé lớn nhất (maximum tear force).
3. Thiết bị thử nghiệm
- Sử dụng máy kéo thử đa năng có chức năng điều khiển tốc độ giãn không đổi (CRE – Constant Rate of Extension). Tốc độ phải đạt được ít nhất 100 mm/phút, và phải duy trì ổn định ở tốc độ này.
- Dải lực: tùy thuộc vào loại vải của khách hàng để chọn lựa được dải đo lực phù hợp ( Liên hệ để được tư vấn). Máy của chúng tôi có 2 loại: Class 0.5 chính xác đến 0.5% FS, Class 1 chính xác đến 1% FS. Giúp kết quả của khách hàng có thể lấy giá trị lực đến tận 0.00001N ( FS: 1000N)
- Máy phải có khả năng ghi lại dữ liệu lực liên tục với tốc độ lấy mẫu đủ cao để thu được các đỉnh lực nhanh khi sợi vải bị đứt.
Phần mềm thiết bị phải làm được điều sau:
- Điểu khiển thiết bị di chuyển sao cho vết xé đến 75mm thì dừng lại. ( Tương đương với còn lại 25mm)
- Chia chiều dài xé rách giữa đỉnh đầu tiên và đỉnh cuối cùng được ghi nhận thành bốn phần bằng nhau. Bỏ qua phần đầu tiên của chiều dài xé rách, tất cả các đỉnh lực xuất hiện trên phần chiều dài còn lại đều phải ghi nhận. Một đỉnh được coi là phù hợp để tính toán khi lực có mức tăng và giảm tối thiểu 10 %.
- Giá trị trung bình cộng (số học) của lực xé, tính bằng newton, cho mỗi mẫu thử được xác định bằng cách sử dụng tất cả các đỉnh lực đã được ghi nhận.
- Từ giá trị trung bình của từng mẫu thử, tính giá trị trung bình cộng tổng thể của lực xé cho từng thử nghiệm và làm tròn đến hai chữ số.
Ngàm phải đảm bảo:
-
Ngàm cần có bề mặt tiếp xúc rộng và chống trượt. ( Điều này rất quan trọng - Liên hệ để được tư vấn đúng loại )
-
Chiều rộng ngàm ít nhất 75 mm, khuyến cáo rộng 100 mm để đảm phủ hết mẫu trong quá trình kéo.
4. Điều kiện môi trường thử
Mẫu vải phải được điều hòa trong môi trường tiêu chuẩn trước khi thử nghiệm, thường bao gồm:
- Nhiệt độ khoảng 20–25 °C
- Độ ẩm tương đối khoảng 65 %
- Thời gian điều hòa mẫu: ít nhất 24h
Việc điều hòa mẫu là bắt buộc để đảm bảo độ lặp lại và độ so sánh của kết quả.
5. Chuẩn bị mẫu thử
5.1 Hình dạng và kích thước mẫu
Mẫu thử có hình cánh (wing-shaped) theo đúng bản vẽ tiêu chuẩn ISO 13937-3, gồm:
- Hai nhánh đối xứng (hai “cánh”)
- Một vùng trung tâm nơi vết rách sẽ lan truyền
- Kích thước mẫu phải được cắt chính xác theo tiêu chuẩn, đặc biệt là:
- Chiều rộng của mỗi cánh
- Chiều dài vùng xé
- Góc và hình dạng vùng nối trung tâm
- Sai lệch hình học của mẫu có thể ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả đo.
5.2 Vết cắt ban đầu
Một vết cắt ban đầu được tạo tại vị trí quy định trong vùng trung tâm của mẫu.
Vết cắt phải:
- Thẳng
- Sạch
- Không làm xù hoặc phá hủy cấu trúc sợi xung quanh
Vết cắt này chỉ đóng vai trò khởi tạo vết rách, không được gây ra sự tách rời hoàn toàn hai cánh.
5.3 Số lượng mẫu
Ít nhất:
- 5 mẫu theo hướng sợi dọc
- 5 mẫu theo hướng sợi ngang
Việc thử cả hai hướng là bắt buộc do tính dị hướng của vải dệt.
6. Quy trình thử nghiệm chi tiết
Bước 1
Lắp mẫu vào hai ngàm sao cho mỗi cánh nằm trong một ngàm, vùng trung tâm nằm thẳng hàng với trục kéo.
Bước 2
Đảm bảo mẫu không bị xoắn, không có lực căng ban đầu.
Bước 3
Thiết lập khoảng cách ban đầu giữa hai ngàm theo quy định tiêu chuẩn là 100mm
Bước 4
Cài đặt tốc độ kéo không đổi theo yêu cầu của ISO 13937-3 là 100mm/phút
Bước 5
Bắt đầu thử kéo. Vết rách sẽ bắt đầu tại vết cắt ban đầu và lan truyền qua vùng trung tâm.
Bước 6
Ghi lại dữ liệu lực theo thời gian. Đồ thị lực thường có các đỉnh lực do sợi lần lượt bị đứt.
Bước 7
Xác định giá trị lực xé lớn nhất trong suốt quá trình thử.
Bước 8
Dừng phép thử khi vết rách lan hoàn toàn qua vùng đo hoặc khi mẫu không còn khả năng chịu lực.
Bước 9
Lặp lại cho toàn bộ các mẫu còn lại.
7. Xử lý và đánh giá kết quả
Lực xé được biểu thị bằng Newton (N).
Kết quả cho mỗi hướng sợi bao gồm:
- Giá trị lực xé của từng mẫu hợp lệ
- Giá trị trung bình
- Có thể kèm độ lệch chuẩn nếu cần phân tích sâu
Các mẫu bị loại bỏ nếu:
- Mẫu trượt trong ngàm
- Rách tại vị trí kẹp
- Vết rách không lan theo vùng trung tâm
8. Báo cáo thử nghiệm
Báo cáo theo ISO 13937-3 cần nêu rõ:
- Tên và mô tả mẫu vải
- Tiêu chuẩn áp dụng: ISO 13937-3
- Phương pháp: Wing-shaped specimen, single tear
- Kích thước và hình dạng mẫu
- Số lượng mẫu và hướng sợi
- Thiết bị, ngàm, tốc độ kéo
- Điều kiện môi trường thử
- Giá trị lực xé từng mẫu và giá trị trung bình
- Ghi chú mọi sai lệch so với tiêu chuẩn
