Uji CAI: Kompresi Setelah Impak
Kompresi setelah uji impak adalah metode uji yang digunakan untuk menentukan kekuatan sisa kompresi dari material laminasi setelah terjadi kerusakan akibat impak. Uji CAI digunakan untuk menarik kesimpulan tentang toleransi kerusakan pada komposit multilayer.
Standar ASTM D7136 dan ASTM D7137 menjelaskan proses pra-kerusakan menggunakan alat uji beban jatuh, atau uji kompresi untuk mengukur ketahanan kerusakan komposit. Tes CAI juga dijelaskan dalam standar termasuk ISO 18352, Airbus AITM1-0010 dan Boeing BSS 7260 tipe II.
Tujuan tes CAI Standar Pre-damaging pelat uji Uji kompresi CAI Unduhan
Tujuan kompresi setelah uji tumbukan
Uji kompresi setelah impak (CAI) biasa digunakan untuk menentukan kekuatan sisa tekan dari bahan laminasi setelah kerusakan disebabkan oleh benturan. Spesimen yang terbuat dari laminasi multidirectional pertama-tama dirusak terlebih dahulu dengan energi tumbukan yang ditentukan dalam standar pengujian masing-masing.
Menggunakan pengujian impak dan penentuan kekuatan sisa tekan dari uji kompresi statis berikutnya, ketahanan laminasi komposit serat terhadap kemungkinan kerusakan akibat benturan dapat dievaluasi. Untuk struktur komposit yang digunakan dalam penerbangan, kerusakan akibat benturan dapat disebabkan, misalnya, oleh jatuhnya alat selama pemeliharaan, jatuhnya batu saat lepas landas dan mendarat, atau tabrakan dengan kendaraan pendukung darat.
Karena kerusakan pada sisi benturan sering kali sulit dideteksi, hal ini sering disebut sebagai "kerusakan benturan yang nyaris tidak terlihat", sementara di dalam laminasi dan di sisi yang berlawanan, beberapa kerusakan besar dengan retakan matriks yang signifikan dan delaminasi dapat terjadi.
Di sini, tes CAIdapat dibagi menjadi tiga fase :
- Penerapan kerusakan akibat benturan menggunakan yang sesuai penguji drop weight dan energi tumbukan yang ditentukan dalam standar yang digunakan.
- Evaluasi dan dokumentasi dampak kerusakan dengan mengukur deformasi pada lokasi benturan dan evaluasi tambahan terhadap kerusakan di dalam laminasi melalui penggunaan metode uji non-destruktif, misalnya melalui ultrasound (C-scan).
Catatan: Uji non-destruktif (NDT) melalui pemindaian-C bukan merupakan bagian dari portofolio ZwickRoell. Untuk hal ini, kami merujuk pada pemasok pihak ketiga. - Penentuan kekuatan sisa tekan statis dengan menggunakan mesin uji bahan statis yang sesuai dan perlengkapan uji CAI.
Standar mana yang digunakan saat melakukan tes CAI?
Standar yang umum digunakan untuk uji kompresi setelah tumbukan meliputi
- ASTM D7136: Mengukur Ketahanan Kerusakan Komposit Matriks Polimer yang Diperkuat Serat terhadap Peristiwa Tumbukan Berat Jatuh
- ASTM D7137: Sifat Kekuatan Sisa Tekan Pelat Komposit Matriks Polimer yang Rusak
- ISO 18352: Penentuan Properti Kompresi-Setelah-Tumbukan pada Tingkat Energi-Tumbukan Tertentu
- AITM1-0010: Metode Uji Airbus untuk Penentuan Kekuatan Kompresi Setelah Tumbukan
- Boeing BSS 7260 , Tipe II: Uji Kekuatan Tekan Pasca-Tumbukan pada Laminasi Komposit
Standar ASTM D7136 menjelaskan uji benturan dan evaluasi serta dokumentasi kerusakan akibat benturan setelah pengujian. ASTM D7137 menjelaskan uji kompresi statis untuk menentukan kekuatan sisa tekan dari laminasi yang rusak.
Semua standar lain yang disebutkan di atas menjelaskan tiga fase kinerja pengujian, meskipun prosedur untuk menentukan kerusakan di dalam melalui pengujian non-destruktif tidak dijelaskan secara rinci.
Melakukan uji CAI: melakukan pra-perusakan pada spesimen
Dalam HIT230F atau HIT600F penguji berat jatuh yang diinstrumentasi, spesimen pre-damaged menggunakan perlengkapan penjepit dan energi tumbukan yang ditentukan dalam salah satu standar. Tergantung pada standar yang digunakan, dimensi perangkat penjepit dan posisi penjepitan mungkin sedikit berbeda.
Untuk memudahkan pengujian, spesimen dicengkeram di luar drop weight tester dan kemudian dipindahkan ke posisi pengujian. Untuk uji tumbukan, penting untuk menggunakan penguji beban jatuh dengan sistem anti-pantul, untuk menghindari menutupi kerusakan tumbukan awal melalui tumbukan berulang-ulang antara spesimen dengan penumbuk. Menggunakan penguji beban jatuh yang terinstrumentasi juga memudahkan untuk menentukan kurva gaya, kecepatan tumbukan, dan energi tumbukan yang diserap oleh spesimen.
Mesin uji terkait untuk pelat uji pra-perusakan
HIT230F penguji berat jatuh yang diinstrumentasi dengan yang dapat disesuaikan ketinggian jatuh hingga 1 meter, Pengukuran kecepatan terintegrasi pada titik tumbukan, perangkat anti-pantulan, penumbuk yang sesuai untuk uji tumbukan (diameter 16 mm), dan pemberat yang mudah diganti untuk mengatur energi tumbukan yang berbeda, secara khusus dirancang untuk memenuhi persyaratan untuk spesimen CAI yang sudah rusak.
HIT600F penguji berat jatuh yang diinstrumentasi juga ideal untuk penerapan gaya pra-perusakan dalam uji CAI, dan dapat mencapai kecepatan dan energi tumbukan yang lebih tinggi dengan jarak jatuh yang lebih tinggi pengaturan dan penambahan unit akselerasi opsional. Oleh karena itu, kamera ini juga cocok untuk performa uji tusukan multi-aksial pada spesimen plastik.
Melakukan uji CAI: uji kompresi statis
Setelah melakukan pra-perusakan spesimen pada uji tumbukan pada alat uji beban jatuh dan evaluasi kerusakan tumbukan dengan mengukur deformasi pada lokasi tumbukan dan penentuan tingkat kerusakan pada bagian dalam laminasi melalui pengujian tidak merusak, uji kompresi statik yang sebenarnya untuk penentuan kekuatan residu tekan CAI dapat dilakukan.
Untuk pengujian ini, spesimen yang sudah rusak sebelumnya, dipasang pada perlengkapan uji kompresi CAI khusus. Karena persyaratan umum untuk penjepitan spesimen berbeda dalam standar uji CAI, maka digunakan dua perlengkapan uji kompresi yang berbeda.
- Untuk ASTM D7137 dan Boeing BSS 7260 Tipe II, spesimennya adalah guided on all four sides, tapi tidak mencengkeram
- Untuk ISO 18352 dan Airbus AITM1-0010, spesimennya adalah mencengkeram di bagian atas dan bawah dan dipandu pada sisi-sisinya melalui kontak garis
Perlengkapan uji kompresi CAI (kompresi setelah benturan)
Perlengkapan CAI diposisikan di antara dua pelat kompresi dalam mesin uji bahan statis. Selama pengujian CAI, spesimen dikenai beban tekan hingga mencapai titik kegagalan. Uji kompresi setelah tumbukan valid jika spesimen gagal di area kerusakan tumbukan yang diterapkan secara terpusat. Kegagalan pada atau di dekat penjepit atas atau bawah tidak diizinkan.
Manfaat:
- Penggantian spesimen yang mudah melalui penanganan perlengkapan CAI yang sederhana
- Gunakan dalam kisaran suhu yang besar, yaitu -70 °C hingga +300 °C
- Peningkatan kekakuan sisi melalui palang penyangga mencegah pembengkokan lateral perlengkapan, terutama saat menggunakan struktur laminasi yang tidak konvensional
- Sisipan karbida yang dapat dipertukarkan pada permukaan kontak atas dan bawah dengan spesimen meminimalkan keausan pada permukaan aplikasi gaya yang dibebani berat
Uji Kompresi Setelah Dampak (CAI) sesuai ASTM D7137
Selama pengujian kompresi setelah tumbukan (CAI), spesimen komposit yang sudah rusak diuji dengan menggunakan perlengkapan uji kompresi khusus hingga 600 kN. Uji kompresi setelah tumbukan dilakukan dengan mesin uji material Z600E pada kisaran suhu -60 °C hingga +350 °C.
Mesin uji terkait untuk uji kompresi CAI
Pada uji kompresi setelah impak, penggunaan spesimen yang relatif besar berukuran 100 mm x 150 mm x 5 mm (lebar x panjang x tebal) dapat dengan mudah menghasilkan gaya lebih dari 100 kN. Hal ini juga tergantung pada jenis material komposit yang diuji (misal: CFRP atau GFRP), jenis tulangan serat yang digunakan (misal: UD, scrim atau kain), atau penggunaan konstruksi laminasi dan ketebalan laminasi selain dari konstruksi laminasi nominal dan ketebalan laminasi yang ditentukan dalam standar pengujian di atas.
Oleh karena itu, tes CAI harus dilakukan pada mesin uji bahan statis dengan beban nominal 150 kN hingga 250 kN. Untuk pengujian CAI dengan laminasi yang sangat tebal, perlengkapan CAI yang diperkuat dan mesin uji material statis dengan beban nominal yang lebih tinggi hingga 600 kN juga dapat digunakan.
Untuk memverifikasi keselarasan yang akurat dari pengaturan pengujian dan akurasi dimensi perlengkapan kompresi CAI, spesimen uji dengan pengukur regangan yang diterapkan pada kedua sisi harus digunakan untuk setiap pengujian saat mengatur pengaturan pengujian atau pada interval yang ditentukan, tergantung pada standar pengujian CAI yang digunakan (total 4 per spesimen). Sinyal pengukur regangan dapat diintegrasikan ke dalam mesin uji dengan kotak pengukur regangan yang telah dirakit sebelumnya atau dengan menggunakan penguat pengukur universal yang sesuai.
FAQ
Uji tumbukan digunakan untuk merusak spesimen komposit. Uji kompresi statis berikutnya menentukan kekuatan sisa tekan spesimen. Hal ini memungkinkan evaluasi ketahanan laminasi komposit serat terhadap kerusakan akibat benturan.
Kompresi setelah tumbukan (juga uji CAI) mensimulasikan kerusakan pada material komposit, seperti yang dapat terjadi pada pesawat terbang atau kendaraan sebagai akibat dari benturan atau kecelakaan akibat benturan batu atau burung. Nilai karakteristik yang ditentukan melalui pengujian ini disebut sebagai kekuatan sisa tekan.
Untuk uji CAI, Anda memerlukan alat uji beban jatuh untuk merusak spesimen dan mesin uji bahan statik untuk uji kompresi statis.