ASTM D695: Tlaková zkouška s čelním zatížením
Norma ASTM D695 popisují zkoušku tlakem s čelním zatížením. Tato standardizovaná zkušební metoda se používá ke stanovení vlastností plastů a kompozitních materiálů vyztužených nepřerušenými vlákny v tlaku.
Tato metoda vychází z normy ASTM D695, která byla původně vyvinuta pro zkoušení plastů a byla dále rozpracována pro zkoušení spojitých kompozitních materiálů vyztužených vlákny v normách EN 2850 a Boeing BSS 7260 Typ III a IV. Velmi výhodné je relativně jednoduché uspořádání zkoušky a jednoduchý přípravek pro tlakovou zkoušku, která obsahuje přesně vertikálně umístěnou opěru proti vybočení vzorku.
EN 2850 (Typ B) a Boeing BSS 7260 (Typ III a Typ IV) rovněž popisují tlakovou zkoušku s čelním zatížením na kompozitech.
Zkouška tlakem s čelním zatížením podle ASTM D695
Při zkoušce tlakem s čelním zatížením podle ASTM D695 se vzorek zatěžuje podélně mezi dvěma tlakovými deskami. Opěry proti prohnutí zabraňují předčasnému porušení v důsledku superponovaného ohybu. Nepůsobí žádný přenos síly na vzorek. V tomto případě se působící síla odvíjí z čelní plochy vzorku (konců vzorku) v přípravku.
Pro měření modulu pružnosti v tlaku se použije vzorek bez krycích proužků. Pro stanovení platnosti zkoušky tlakem se vyjádří vzniknuvší přídavná deformace v ohybu (v %). Měření se provádí dvěma samostatnými snímači dráhy, které jsou umístěny na protilehlých stranách vzorku. V tomto případě je nutná opěra proti vybočení s drážkami v místech umístění tenzometrů. Ze signálů snímačů dráhy se určí aritmetický průměr měřené deformace v tlaku.
Pro měření pevnosti v tlaku se použije vzorek s krycími lištami, aby se zvětšila plocha pro působení síly a dosáhlo se porušení v nepodepřené střední části vzorku. Porušení v místech, kde působí tlakový přípravek, vždy vede k nižším hodnotám pevnosti v tlaku, a proto je taková zkouška neplatná. Vzhledem k velmi krátké délce neopřené plochy vzorku je použití tenzometrů ve srovnání s ostatními metodami tlakových zkoušek poměrně složité.
Obecně platí, že pokud je zkouška provedena správně, získáme reprodukovatelné hodnoty modulu pružnosti v tlaku, zatímco stanovení pevnosti v tlaku často podléhá většímu rozptylu.
Modulární zkušební systémy pro kompozitní materiály
Velké zkušební laboratoře s vysokým počtem prováděných zkoušek používají pro jednotlivé zkušební metody několik různých zkušebních strojů, aby minimalizovaly čas a náklady spojené s přestavbou. Jednotlivé zkušební stroje lze přizpůsobit podle rozsahu síly pro různé typy zkoušek. Pokud není dostatečně vysoká a trvalá produktivita, aby měla investice do více zkušebních strojů smysl, je alternativní možností vybavit jeden zkušební stroj tak, aby bylo možné provést co nejvíce zkušebních metod s co nejmenšími nároky na přestavbu.
Společnost ZwickRoell vyvinula systém pro zkoušení kompozitů, který je k dispozici jak pro 100 kN, tak 250 kN verzi. Oba pokrývají 21 zkušebních metod a přibližně 120 zkušebních norem (ISO, EN, ASTM a také Airbus AITM a Boeing BSS). Umožňují komplexní charakterizaci kompozitů vyztužených vlákny při teplotě okolí nebo pro zkoušky při nízkých nebo vysokých teplotách od -80 °C do +360 °C.
