Uji Kompresi ASTM D695 pada Komposit dan Plastik
Standar ASTM D695 menjelaskan uji kompresiuntuk menentukan karakter mekanis seperti kekuatan dan modulus Younguntuk plastik unreinforced dan reinforced sesuai dengan prinsip kompresi end loading (aplikasi frontal load). force diterapkan hanya melalui surfaces ujung spesimen uji. ASTM D695 dapat digunakan untuk komposit serat dengan stiffness hingga 41 GPa, yang mencakup komposit kain fiber-reinforced kaca.
Teks berikut ini terbatas pada Pengaturan uji ASTM D695 dengan jig support untuk plastik reinforced dan high-modulus dengan ketebalan laminasi <3,2 mm. Uji kompresi end loading sesuai DIN EN 2850 Method B, Boeing BSS 7260 Tipe III & IV (modified ASTM D695) dan SACMA SRM-1R-94, yang telah dikembangkan lebih lanjut dari ASTM D695, juga dijelaskan. Yang terakhir ini juga memungkinkan uji kompresi pada laminasi fiber-reinforced karbon searah (UD) dengan stiffness dan kekuatan yang tinggi.
Uji kompresi standar lainnya yang sering digunakan untuk komposit fiber-reinforced kontinu tanpa batasan terkait stiffness laminasi adalah ISO 14126 Method 1 dan ASTM D3410 (shear loading compression) serta ISO 14126 Method 2 dan ASTM D6641 (combined loading compression).
Nilai karakteristik Menjalankan pengujian dan test equipment Spesimen Downloads FAQs Meminta konsultasi
ASTM D695: tujuan & nilai karakteristik
Berikut ini nilai dan hasil karakteristik untuk plastik fiber-reinforced yang bisa ditentukan dengan uji kompresi sesuai dengan ASTM D695 dengan compression support dan khususnya dengan varian yang dikembangkan dari ASTM D695 (EN 2850 Method B, SACMA SRM-1R-94, Boeing BSS 7260 Type III & IV):
- Compressive stress: force tekan yang terkait dengan initial cross section spesimen
- Compressive strain: perubahan panjang pengukur dalam kaitannya dengan panjang pengukur awal pada arah beban (hanya jika menggunakan sistem pengukuran yang sesuai, lihat di bawah)
- Compressive modulus: slope diagram stress-strain dalam interval regangan tertentu dalam rentang elastis. Disebut juga modulus elastisitas atau modulus Young
- Compressive strength: tegangan tekan maksimum (nominal) yang dibawa oleh spesimen selama uji kompresi
Informasi penting dalam menentukan hasil
ASTM D695 menyediakan geometri spesimen waisted untuk plastik unreinforced dan reinforced dengan ketebalan < 3,2 mm, yang dengannya compressive modulus (bila menggunakan sistem pengukuran regangan yang sesuai) dan compressive strength dapat ditentukan dalam pengujian. Jig support tambahan harus digunakan untuk ini.
Namun, spesimen waisted tidak cocok untuk komposit UD. Varian yang dikembangkan dari ASTM D695 (EN 2850 Method B, SACMA SRM-1R-94, Boeing BSS 7260 Type III & IV) karena itu selalu gunakan dua spesimen berbeda dari penampang rectangular yang seragam:
- Spesimen tanpa strip tutup untuk penentuan modulus tekan. Spesimen ini tidak boleh digunakan untuk menentukan kekuatan tekan, karena kegagalan prematur selalu terjadi pada surfaces ujung pada tegangan tekan yang lebih rendah dari kekuatan tekan material yang akan diuji.
- Spesimen dengan strip tutup yang diaplikasikan untuk menentukan kekuatan tekan. Pengujian ini valid jika spesimen gagal dalam panjang spesimen bebas. Spesimen ini tidak cocok untuk menentukan modulus tekan, karena penerapan strain gauges pada panjang spesimen bebas (sekitar 5 mm) akan sangat sulit.
Karena force selalu diterapkan secara eksklusif melalui surfaces ujung spesimen, pemesinan yang sangat presisi pada surfaces ujung sangat penting dalam setiap kasus.
Perlengkapan uji kompresi end loading
ASTM D695 membutuhkan jig penyangga untuk spesimen saat menguji material dengan ketebalan <3,2 mm. Spesimen yang didukung kemudian ditempatkan di dalam perlengkapan kompresi yang sesuai (juga disebut sebagai alat subpress atau kompresi dalam ASTM D695).
Dalam varian untuk komposit advance dari ASTM D695 (EN 2850 Metode B, SACMA SRM-1R-94, Boeing BSS 7260), jig penyangga ini terhubung dengan kuat ke perlengkapan kompresi yang sesuai, sehingga memiringkan atau menekuk spesimen dengan jig penyangga tidak mungkin dilakukan.
- Perlengkapan kompresi end loading yang canggih ini juga disebut sebagai perangkat ASTM D695 yang dimodifikasi dalam standar Boeing BSS 7260.
- Standar uji DIN EN 2850 Metode B dan SACMA SRM-1R-94 juga menggunakan prinsip ini, dengan sedikit perbedaan pada dimensi jig penyangga dan spesimen.
- Perlu dicatat bahwa panjang jig penyangga menurut DIN EN 2850 Metode B didefinisikan sebagai 70 mm, sedangkan jig penyangga dalam semua standar pengujian lainnya (ASTM D695, Boeing BSS 7260 Tipe III & IV, SACMA SRM-1R-94) memiliki panjang 73 mm. Oleh karena itu, perlengkapan uji terpisah harus digunakan untuk DIN EN 2850 Metode B.
Dalam hal apa pun, perangkat pendukung tidak berkontribusi pada transmisi force ke dalam spesimen. Gesekan antara spesimen dan jig penyangga diminimalkan dengan desain surfaces kontak yang sesuai. Dalam ASTM D695, pemasangan jig penyangga yang kencang dengan tangan ke spesimen sudah cukup. Untuk semua metode uji end loading advance lainnya, low tightening torque atau force kontak ditentukan untuk retaining bolt.
Perlengkapan uji ZwickRoell untuk uji kompresi end loading ke ASTM D695 dan variannya:
- Pengaturan uji ZwickRoell untuk uji kompresi end loading terdiri dari perlengkapan kompresi yang ditempatkan di antara dua pelat kompresi. Elemen pemandu pada perlengkapan kompresi memastikan bahwa spesimen secara konsisten berada di tengah-tengah sumbu beban. Karena kekuatan tekan yang tinggi lebih dari 1000 MPa dalam beberapa kasus, terutama dalam uji kompresi untuk komposit fiber-reinforced karbon UD ke fiber direction, pelat kompresi yang dikeraskan dengan tepat harus digunakan.
- Perlengkapan uji ZwickRoell untuk kompresi end loading dapat digunakan dalam kisaran suhu -80°C hingga +300°C.
Mesin uji untuk ASTM D695
- Menggunakan geometri spesimen nominal, kekuatan maksimum hingga sekitar 50 kN sekarang dapat dicapai untuk komposit fiber-reinforced karbon UD dalam uji kompresi end loading berkat pengembangan lebih lanjut yang berkesinambungan dan peningkatan sifat mekanik serat dan matriks. Karena uji tarik biasanya dilakukan sebagai tambahan dari uji kompresi, di mana force maksimum bahkan lebih tinggi, penggunaan mesin uji statis dengan kapasitas hingga 100 kN atau 250 kN direkomendasikan.
- Namun, jika saja glass fiber-reinforced composites diuji, sebuah Mesin uji 50 kN sudah cukup.
Sistem pengujian modular untuk komposit
Laboratorium pengujian yang lebih besar dengan volume pengujian yang tinggi menggunakan mesin pengujian yang berbeda untuk metode pengujian komposit yang sangat beragam, dan dengan demikian dapat meminimalkan upaya konversi. Mesin pengujian individual dapat disesuaikan dengan rentang gaya yang diperlukan untuk berbagai jenis pengujian. Jika tingkat throughput tidak tinggi atau cukup konsisten sehingga investasi pada beberapa mesin pengujian masuk akal, opsi alternatifnya adalah melengkapi satu mesin pengujian sehingga Anda dapat melakukan metode pengujian sebanyak mungkin dengan upaya konversi mesin yang paling sedikit.
ZwickRoell mengembangkan desain modular, yang tersedia sebagai mesin pengujian 100 kN atau 250 kN yang mencakup 21 metode pengujian dan sekitar 120 standar pengujian (ISO, EN, ASTM, serta Airbus AITM dan Boeing BSS), dan yang memungkinkan karakterisasi komprehensif bahan komposit yang diperkuat serat pada suhu kamar atau untuk pengujian pada uhu rendah atau tinggi mulai dari -80 °C hingga +360 °C.
Pengujian kompresi end loading yang andal berkat software pengujian testXpert kami
testXpert testing software kami mendukung pengujian yang efisien dan hasil pengujian yang andal sesuai dengan ASTM D695 dan varian uji kompresi end loading yang dikembangkan dari ASTM D695.
- Meniadakan kebutuhan untuk mempelajari standar: jaminan kepatuhan standar melalui program uji standar - semua nilai karakteristik dan parameter yang ditentukan oleh ASTM D695 dan DIN EN 2850 sudah dikonfigurasikan sebelumnya.
- Efisiensi pengujian maksimum dicapai melalui koneksi perangkat periferal: ketika dimensi spesimen dari mikrometer dikirim langsung ke software pengujian, Anda menghemat waktu dan menghindari kesalahan input.
- Selain itu, verifikasi dan mengontrol suhu di dalam ruang melalui software. Atur suhu landai dan lihat nilai yang telah dipertahankan secara retrospektif, dengan penelusuran.
Pengukuran regangan untuk ASTM D695 dan masing-masing varian
Metode yang cocok untuk pengukuran regangan untuk uji kompresi end loading sesuai dengan ASTM D695 adalah strain gauges yang ditempatkan secara terpusat pada surfaces spesimen atau pada ekstensometer clip-on, yang mengukur kompresi pada bagian tepi spesimen. Saat menggunakan strain gauges, elemen perangkat pendukung harus memiliki ceruk yang sesuai di bagian tengah agar tidak bersentuhan dengan kisi-kisi strain gauges atau kabel strain gauges.
Karena posisi spesimen yang berada di tengah-tengah secara tepat pada sumbu beban dan ceruk di badan perlengkapan uji kompresi end loading ZwickRoell, dimungkinkan juga untuk menggunakan Ekstensometer sensor arm otomatis makroXtens, yang mengukur kedua sisi tepi spesimen.
Dalam varian uji kompresi end loading yang dikembangkan dari ASTM D695, regangan hanya diukur untuk spesimen yang dimaksudkan untuk pengukuran modulus tekan. Standar pengujian yang sesuai terkadang menggunakan spesifikasi yang berbeda untuk kompresi maksimum dalam pengujian dan untuk kisaran di mana modulus Young harus ditentukan.
- DIN EN 2850 Method B: Beban tekan hingga setidaknya 0,5% (5000 µe) kompresi; Penentuan modulus Young antara 0,1% dan 0,5% (metode yang lebih disukai, kecuali ditentukan lain)
- Boeing BSS 7260: Beban tekan hingga setidaknya 3000 µe kompresi; Penentuan modulus Young antara 1000 dan 3000 µe.
- SACMA SRM-1R-94: Beban tekan hingga 5000 µe; Penentuan modulus Young antara 1000 dan 3000 µe; penggunaan strain gauges yang diterapkan pada kedua sisi untuk memantau beban lentur yang ditumpangkan direkomendasikan; jika deviasi antara kedua sinyal strain gauges lebih besar dari 10%, pengujian tidak valid dan harus diulang.
Seperti dijelaskan di atas, pengukuran regangan untuk spesimen dengan strip tutup yang diaplikasikan untuk menentukan kekuatan tekan tidak disediakan untuk standar pengujian ini karena panjang pengukuran bebas yang sangat pendek.
Ekstensometer clip-on yang mengukur pada tepi spesimen juga cocok untuk spesimen waisted yang digunakan dalam ASTM D695 untuk ketebalan spesimen kurang dari 3,2 mm, yang digunakan untuk menentukan modulus Young dan kekuatan tekan.
| Standar | Tipe spesimen | Schematic diagram (tidak untuk skala) | Penggunaan dan petunjuk |
|---|---|---|---|
| ASTM D695 | Waisted, untuk ketebalan spesimen kurang dari 3,2 mm |  | Plastik unreinforced dan yang diperkuat dengan stiffness hingga 41 Gpa (misalnya, juga komposit kain GFRP) |
DIN EN 2850 Metode B Boeing BSS 7260 SACMA SRM-1R-94 | B1 Tipe III Spesimen kekuatan kompresi |  | UD* dan komposit kain (GFRP, CFRP)
|
DIN EN 2850 Metode B Boeing BSS 7260 SACMA SRM-1R-94 | B2 Tipe IV Spesimen modulus kompresi |  |
Pertanyaan yang sering diajukan mengenai uji kompresi ASTM D695
ASTM D695 menjelaskan uji kompresi untuk menentukan sifat mekanik seperti modulus Young dan kekuatan plastik rigid sesuai dengan prinsip kompresi end loading (aplikasi beban frontal), di mana force diterapkan semata-mata melalui surfaces ujung spesimen uji. ASTM D695 dapat digunakan untuk komposit dengan stiffness hingga 41 Gpa, yang mencakup komposit kain fiber-reinforced kaca. Perangkat pendukung diperlukan untuk plastik dengan modulus tinggi dan plastik yang diperkuat dengan ketebalan laminasi < 3,2 mm.
Standar ASTM D695 menjelaskan uji kompresi untuk menentukan nilai karakteristik mekanik seperti modulus Young dan stiffness plastik rigid. ASTM D695-15 mengacu pada tahun publikasi 2015, tetapi telah diperbarui dan digantikan oleh ASTM D695-23 atau ASTM D695:2023.
ASTM D695 menetapkan geometri spesimen waisted dengan panjang L = 79,4 mm dan lebar B = 19 mm untuk plastik unreinforced dan yang diperkuat dengan ketebalan <3,2 mm, yang dengannya modulus tekan (jika menggunakan sistem pengukuran regangan yang sesuai) dan kekuatan tekan dapat ditentukan dalam pengujian. Namun, spesimen waisted tidak cocok untuk komposit UD. Oleh karena itu, varian yang dikembangkan dari ASTM D695 selalu menggunakan dua spesimen lurus rectangular yang berbeda: spesimen tanpa strip penutup untuk menentukan modulus tekan dan spesimen dengan strip penutup yang diaplikasikan untuk menentukan kekuatan tekan.
