Solico B.V. Everdenberg 5A NL-4902 TT Oosterhout The Netherlands Tel.: +31-162-462280 - Fax: +31-162-462707 E-mail: composites@solico.nl Bankrelatie: Rabobank Oosterhout Rek.nr. 13.95.51.743 K.v.K. Breda nr. 20093577 Brugdekpaneel 400x85 Mechanische eigenschappen Opdrachtgever Uitvoering Gecontroleerd Rapport nr. : Bijl Profielen B.V. : Ing. D.A. Mager : H.C. van Uden : r_1151-5 Versie : 1 Datum : 20 september 2011 r_1151-5 versie 1 85 mm plank - Mechanische eigenschappen 1/12
Inhoudsopgave 1 Samenvatting 3 2 Inleiding 4 3 Productomschrijving 4 4 Testen 5 4.1 Omschrijving testen 5 4.2 Testresultaten 5 4.2.1 Elasticiteits- en afschuifmodulus bepaling 6 4.2.2 Buigsterkte bepaling 7 4.2.3 Interlaminaire afschuifsterkte 8 4.2.4 Weerstand tegen druk t.g.v. wiellast 9 4.2.5 Weerstand tegen afschuiving t.g.v. wiellast 10 4.2.6 Toelaatbare horizontale kracht t.g.v. remlast 11 4.2.7 Toelaatbare horizontale kracht op de verbinding 12 r_1151-5 versie 1 85 mm plank - Mechanische eigenschappen 2/12
1 Samenvatting In dit rapport zijn de mechanische eigenschappen van het gepultrudeerde glasvezel versterkte 400 x 85 brugdekprofiel van Bijl profielen gerapporteerd. De mechanische eigenschappen van het brugdekprofiel zijn bepaald door middel van testen. De testen zijn uitgevoerd onder toezicht van TüV Rheinland. De eigenschappen zijn samengevat in tabel 1. Eenheid Bijl 400 x 85 Afmetingen (b x h) mm 400 x 85 Oppervlak (A) mm² 8951 Afschuifoppervlak (As) mm² 2900 Traagheidsmoment (I) mm 4 10205769 Weerstandsmoment (W) mm³ 218586 Gewicht (G) kg/m² 44.8 Elasticiteitsmodulus (E kar ) N/mm² 29550 Afschuifmodulus (G kar ) N/mm² 2950 Buigspanning (σ b,kar ) N/mm² 203 Afschuifspanning (τ min ) N/mm² 20 Profieleigenschappen Buigstijfheid (EI) Nmm²/mm 754 x10 6 Buigsterkte (M b ) Nm/mm 111 Afschuifsterkte (D) N/mm 145 Horizontale remkracht (T kar ) kn/wiel 36.2 Horizontale trekkracht op verbinding (V kar ) Dwarskracht (D kar ) t.g.v. puntlast op 160x250 Drukkracht (N,kar ) t.g.v. puntlast op 160x250 kn/verbinding 24.9 kn 73.2 kn 167 tabel 1 r_1151-5 versie 1 85 mm plank - Mechanische eigenschappen 3/12
2 Inleiding De mechanische eigenschappen zijn getest onder supervisie van TÜV Rheinland Nederland (voormalig TNO). De resultaten zijn door TÜV Rheinland Nederland gerapporteerd in "Rapport 400x85 16-6V2" dd 16.06.2011 met TÜV projectnummer 11.31993. In aanvulling op het TüV rapport zijn nog een aantal tests uitgevoerd. Deze testresultaten zijn gerapporteerd in "400x85 wiellast conctr R L1 21-07-2011.pdf", "400x85wiellast exc R L1 21-07-2011.pdf" en "ILSS R 400x85mm L1 21-07- 2011.pdf" dd. 22.07.2011. Te zijner tijd zullen deze resultaten in de TüV rapportage worden opgenomen. De testwaarden zijn gebruikt bij het bepalen van de karakteristieke paneeleigenschappen. 3 Productomschrijving Gepultrudeerd, glasvezelversterkt polyester brugdekpaneel. In figuur 1 is de dwarsdoorsnede van paneel weergegeven. De globale afmetingen bedragen 400 x 85 mm. figuur 1 Geometrische eigenschappen: Oppervlak A : 8951 mm² Afschuifoppervlak As : 2900 mm² Traagheidsmoment I : 10205769 mm 4 Weerstandsmoment W : 218586 mm³ Gewicht paneel G : 44.8 kg/m² r_1151-5 versie 1 85 mm plank - Mechanische eigenschappen 4/12
4 Testen 4.1 Omschrijving testen 5 tests zijn uitgevoerd cf. "r_1151-7 - Test protocol brugdekpaneel 85 mm - 2011.05.30.pdf": - Buigsterkte en stijfheid volgens EN ISO 14125 - Afschuifsterkte analoog aan EN ISO 14130 - Toelaatbare drukkracht ten gevolge van een puntlast o Geconcentreerde belasting op 160x250 mm analoog aan de wiellast van een voertuig uit VK300. - Toelaatbare dwarskracht ten gevolge van een puntlast op 160x250 mm o Geconcentreerde belasting op 160x250 mm. De puntlast is aangebracht op een plank met 'grote' overspanning, vlak naast de oplegging. o Eén testserie met puntlasten in het midden van de plank, één serie met een excentrische puntlast. - Toelaatbare remkracht ten gevolge van een puntlast op 160x250 mm - Toelaatbare horizontale kracht op de verbinding ten gevolge van remmen. 4.2 Testresultaten Conform CUR Aanbeveling 96, paragraaf 6.7 geldt dat de karakteristieke sterktewaarde berekend wordt uit de gemiddelde sterktewaarde minus 2 maal de standaarddeviatie. Voor de karakteristieke stijfheidwaarde geldt dat deze gelijk is aan de gemiddelde stijfheidwaarde. r_1151-5 versie 1 85 mm plank - Mechanische eigenschappen 5/12
4.2.1 Elasticiteits- en afschuifmodulus bepaling De totale vervorming van het proefstuk is op te splitsen in een deel afschuif vervorming en een deel buigvervorming. Afhankelijk van de overspanning is het aandeel afschuifvervorming lager of hoger. Door meerdere overspanningen te testen zijn de elasticiteitsmodulus en de afschuifmodulus te bepalen. Door middel van een iteratief proces zijn de E en de G modulus bepaald. De verificatie is door middel van onderstaande formule gedaan. 3 F l F l y = yb + ys = + 48 E I 4 G A b s Waarin: Dy = Incrementele vervorming over traject E-modulus meting [mm] Dy b = Incrementele vervorming door buiging [mm] Dy s = Incrementele vervorming door afschuiving [mm] DF = Incrementele kracht over traject E-modulus meting [N] L = Overspanning van test [mm] E b = Buigmodulus [N/mm 2 ] I = Traagheidsmoment paneel [mm 4 ] G = Afschuifmodulus [N/mm 2 ] A s = Afschuifoppervlak [mm 2 ] I As E G INVOER 10205769 mm4 2900 mm2 29550 MPa 2950 MPa TEST Berekening Nr. Overspanning y1 F1 y2 F2 Dy DF yb ys y Verschil - [mm] [mm] [N] [mm] [N] [mm] [N] [mm] [mm] [mm] [-] L1E 1900 3.54 9290 17.70 33300 14.16 24010 11.38 1.33 12.71 111.41% L2E 1600 2.51 6870 12.55 37900 10.04 31030 8.78 1.45 10.23 98.13% L3E 1300 1.66 7830 8.28 43800 6.62 35970 5.46 1.37 6.83 96.99% L4E 1000 0.98 7100 4.90 48400 3.92 41300 2.85 1.21 4.06 96.55% L5E 600 0.71 12900 1.76 44500 1.05 31600 0.47 0.55 1.03 102.38% L1E 1700 2.83 6580 14.17 36100 11.34 29520 10.02 1.47 11.49 98.73% L2E 1700 2.83 6530 14.17 36100 11.34 29570 10.04 1.47 11.50 98.57% L3E 1700 2.83 6770 14.17 36200 11.34 29430 9.99 1.46 11.45 99.04% L4S 1700 2.83 6690 14.17 36400 11.34 29710 10.08 1.48 11.56 98.10% L5E 1700 2.83 6820 14.17 36100 11.34 29280 9.94 1.45 11.39 99.54% tabel 2 verificatie stijfheid r_1151-5 versie 1 85 mm plank - Mechanische eigenschappen 6/12
4.2.2 Buigsterkte bepaling In tabel 3 zijn de testwaarden (F max ) omgerekend naar de karakteristieke buigsterkte bij breuk (σ b,kar ) volgens onderstaande formule: σ b Fmax l = 4 W Hierin is: l = overspanning W = weerstandsmoment Proefstuk nr. l W F max σ b [mm] [mm 3 ] [N] [N/mm²] L1E 1700 218586 119100 232 L2E 1700 218586 137300 267 L3E 1700 218586 137500 267 L4E 1700 218586 142600 277 L5E 1700 218586 113400 220 Gemiddelde waarde [σ b,gem ] Standaarddeviatie [s] Karakteristieke waarde [σ b,kar ] 253 25 203 tabel 3 De minimale waarde is bepaald uit de gemiddelde waarde minus 2 x de standaarddeviatie. r_1151-5 versie 1 85 mm plank - Mechanische eigenschappen 7/12
4.2.3 Interlaminaire afschuifsterkte In tabel 4 zijn de testwaarden (F max ) omgerekend naar de interlaminaire afschuifsterkte bij breuk (τ) volgens onderstaande formule: τ = F max 2 As De karakteristieke waarde is bepaald uit de gemiddelde waarde minus 2 x de standaarddeviatie. l A s F max τ Proefstuk nr. [mm] [mm 2 ] [N] [N/mm²] ILSS 1 425 2900 156483 27 ILSS 2 425 2900 157133 27 ILSS 3 425 2900 172404 30 ILSS 4 425 2900 107080 18 ILSS 5 425 2900 147581 25 ILSS 6 21-7-2011 425 2900 165381 29 ILSS 7 21-7-2011 425 2900 153653 26 ILSS 8 21-7-2011 425 2900 158974 27 ILSS 9 21-7-2011 425 2900 162492 28 ILSS 10 21-7-2011 425 2900 160227 28 Gemiddelde waarde [τ gem ] Standaarddeviatie [s] Karakteristieke waarde [τ kar ] 27 3.3 20 tabel 4 r_1151-5 versie 1 85 mm plank - Mechanische eigenschappen 8/12
4.2.4 Weerstand tegen druk t.g.v. wiellast Deze test bepaalt de weerstand in druk van het brugdekprofiel tegen de maatgevende wielbelasting van een voertuig conform VK300. Het gebruikte stempel is 160x250 mm. Test is uitgevoerd tot 200kN of breuk. F max Proefstuk nr. DS 1 DS 2 DS 3 DS 4 DS 5 Gemiddelde waarde [N gem ] Standaarddeviatie [s] Karakteristieke waarde [N kar ] [N] 200000 199000 187000 200000 172000 191600 12260 167080 tabel 5 r_1151-5 versie 1 85 mm plank - Mechanische eigenschappen 9/12
4.2.5 Weerstand tegen afschuiving t.g.v. wiellast Deze test bepaalt de weerstand in afschuiving van het brugdekprofiel tegen de maatgevende wielbelasting van een voertuig conform VK300. Het gebruikte stempel is 160x250 mm. Tests zijn uitgevoerd met een stempel in het midden en met een stempel excentrisch geplaatst. De situatie met een excentrisch stempel is het zwaarst gebleken, deze resultaten worden gebruikt. Tests zijn uitgevoerd tot breuk. De test waarden (F max ) worden gebruikt om de afschuifsterkte (D) te bepalen middels de volgende formule: D F = ( l l ) max 0 l Dit geldt enkel voor een belasting op 160x250 mm. De waarde l 0 is gelijk aan de helft van de lengte van het puntlastoppervlak, plus de afstand tussen de oplegging en de rand van de puntlast. l = 1300 l 0 = 250 / 2 = 125 mm mm F max D Proefstuk nr. [N] [N/mm] W E1_2 84789 76636 W E2_2 85832 77579 W E1_3 87429 79022 W E2_3 85294 77093 W E1_4 81842 73973 Gemiddelde waarde [D gem ] Standaarddeviatie [s] Minimale waarde [D kar ] 76861 1846 73169 tabel 6 r_1151-5 versie 1 85 mm plank - Mechanische eigenschappen 10/12
4.2.6 Toelaatbare horizontale kracht t.g.v. remlast Deze test bepaalt de weerstand in afschuiving van het brugdekprofiel tegen de maatgevende wielbelasting tijdens remmen van een voertuig conform VK300. De gebruikte stempel is 160x250 mm. Test is uitgevoerd tot breuk. Alle proefstukken zijn bezweken op de lijmverbinding tussen het paneel en de hulpconstructie van de testopstelling. De werkelijke weerstand van het paneel tegen de rembelasting ligt hoger dan de hieronder berekende waarde. F max Proefstuk nr. [N] RP 3 37900 RP 4 45500 RP 5 41400 RP 6 42300 RP 7 41000 Gemiddelde waarde [T gem ] Standaarddeviatie [s] Karakteristieke waarde [T kar ] 41620 2729 36162 tabel 7 De karakteristieke waarde is bepaald uit de gemiddelde waarde minus 2 x de standaarddeviatie. r_1151-5 versie 1 85 mm plank - Mechanische eigenschappen 11/12
4.2.7 Toelaatbare horizontale kracht op de verbinding Deze test bepaalt de weerstand in afschuiving van de verbinding van het brugdekprofiel tegen de maatgevende wielbelasting tijdens remmen van een voertuig conform VK300. De verbinding bestaat uit twéémaal een PE blok van 200 mm breed waar een houtdraadbout M10 is ingeschroefd. Test is uitgevoerd tot breuk. Per testopstelling zijn 2 panelen aanwezig, de sterkte van de verbinding is dus de helft van de testwaarde. Ofwel: V max = F max / 2 Proefstuk nr. F max [N] V max [N] RV 6 50700 25350 RV 7 50400 25200 RV 8 50100 25050 RV 9 50200 25100 RV 10 50900 25450 Gemiddelde waarde [V gem ] Standaarddeviatie [s] Karakteristieke waarde [V kar ] 25230 168 24894 tabel 8 De karakteristieke waarde is bepaald uit de gemiddelde waarde minus 2 x de standaarddeviatie. r_1151-5 versie 1 85 mm plank - Mechanische eigenschappen 12/12