Uji GIc / Uji DCB Menurut ASTM D5528 dan ISO 15024
Uji G1c sesuai dengan ASTM D5528 atau ISO 15024 dapat digunakan untuk menentukan laju pelepasan energi interlaminar kritis dari laminasi komposit untuk inisiasi retak dan perambatan retak pada laminasi pada mode I loading. Karena geometri spesimen yang digunakan, tes ini sering disebut sebagai Uji DCB (balok kantilever ganda).
Karena pentingnya metode pengujian dan properti material ini untuk tata letak dan desain struktur komposit di sektor kedirgantaraan, ada juga standar industri khusus di Airbus (AITM 1-0005) dan Boeing (BSS 7273). Namun demikian, jika dibandingkan dengan ASTM D5528 dan ISO 15024, metode ini menggunakan prosedur yang berbeda yang disebut sebagai metode area untuk perhitungan hasil.
Tujuan & aplikasi spesimen DCB Menjalankan pengujian Video Peralatan uji Unduhan Meminta konsultasi
Tujuan dan aplikasi tes GIc
Delaminasi pada komposit serat mengacu pada terlepasnya atau tidak tersambungnya masing-masing lapisan dalam laminasi. Kerusakan atau cacat tersebut mengurangi sifat mekanik laminasi dan oleh karena itu sangat penting untuk struktur komposit.
Di bawah pembebanan yang tidak menguntungkan dan ketika nilai kritis laju pelepasan energi interlaminar dari material komposit saat ini tercapai, perambatan retak terjadi pada laminasi. Jika ini terjadi melalui gaya tarik yang tegak lurus terhadap bidang retak, ini disebut sebagai pembebanan mode I.
Dengan menggunakan Uji DCB (balok kantilever ganda) sesuai dengan ASTM D5528 atau ISO 15024, Nilai inisiasi dan propagasi dari laju pelepasan energi interlaminar kritis di bawah beban mode I dapat ditentukan dengan andal.
Spesimen balok kantilever ganda/Double cantilever beam (DCB)
Spesimen balok kantilever ganda/Double cantilever beam (DCB) berdasarkan ASTM D5528 dan ISO 15024 terbuat dari pelat spesimen komposit dengan film pemisah tipis disisipkan pada satu sisi pada bidang simetri laminasi. Spesimen yang diambil dari ini kemudian dapat ditekuk terbuka seperti balok lentur pada sisi dengan celah laminasi (oleh karena itu dinamakan balok kantilever ganda), sementara masing-masing lapisan komposit masih terhubung di bagian yang tersisa dari spesimen.
Blok aplikasi beban atau tab berengsel biasanya diikat ke spesimen untuk aplikasi beban. Penandaan diterapkan pada tepi spesimen sesuai dengan spesifikasi standar yang relevan untuk memantau secara visual perkembangan retakan selama pengujian.
Menjalankan pengujian berdasarkan ASTM D5528 & ISO 15024
Elemen aplikasi gaya dari spesimen DCB (blok pemuatan atau lugs berengsel) dihubungkan ke pegangan spesimen mesin uji. Karena retakan yang dibuat di ujung film rilis yang dilaminasi sering kali tidak cukup tajam dan oleh karena itu nilai G1c yang tidak representatif dapat ditentukan, retakan pertama-tama diperlebar sedikit dan dihasilkan pra-retakan/pre-crack yang tajam. Panjang pre-crack ditentukan secara tepat, dan kemudian beban dilepaskan sepenuhnya dari spesimen. Pada bagian kedua dari tes DCB, spesimen dibebani lagi hingga retakan telah mencapai ujung tanda yang diaplikasikan secara lateral.
Tiga kriteria berbeda dijelaskan dalam ISO 15024 untuk nilai inisiasi dari laju pelepasan energi kritis (berlaku untuk pra-retak dan perambatan retak penuh):
- Timbulnya non-linearitas (NL): Dengan deformasi elastis murni pada bagian spesimen, kurva gaya-perpindahan/force-displacement dalam pengujian pada awalnya linier. Pasangan nilai gaya-perpindahan di mana non-linearitas kurva gaya-perpindahan dimulai digunakan untuk menghitung nilai inisiasi.
- Perambatan retak yang terlihat (VIS): Pasangan nilai gaya-perpindahan dari kurva gaya-perpindahan, di mana perambatan retak terlihat dimulai, digunakan untuk menghitung nilai inisiasi.
- Kriteria kepatuhan (5% atau maksimal): Untuk kriteria ini, pasangan nilai gaya-perpindahan ditentukan di mana kesesuaian bagian linier dari kurva gaya-perpindahan yang semula dikurangi sebesar 5%. Jika gaya maksimum tercapai sebelumnya, pasangan nilai gaya-perpindahan ini digunakan.
Panjang retak awal digunakan untuk nilai inisiasi masing-masing (dari retak laminasi atau dari retak awal). Dalam edisi ASTM D5528 saat ini, hanya kriteria kepatuhan digunakan untuk menentukan nilai inisiasi laju pelepasan energi kritis.
Nilai perambatan ditentukan untuk panjang retak dan pasangan nilai gaya-perpindahan yang sesuai pada tanda yang diterapkan pada sisi-sisinya. Pertumbuhan retak dipantau secara visual pada sisi spesimen. Sangatlah penting bahwa perekaman gaya/recording of force, perpindahan dan panjang retak disinkronkan.
Panjang retak dapat dievaluasi secara manual oleh operator yang mengikuti perkembangan retak dengan kaca pembesar atau dikendalikan komputer dengan sistem perekaman video.
Metode evaluasi yang berbeda digunakan dalam kedua standar tersebut untuk menghitung kurva-R (laju pelepasan energi kritis yang diplot terhadap panjang retak, termasuk nilai inisiasi dan perambatan):
- ISO 15024 berisi penghitungan menurut metode teori sinar terkoreksi (CBT) dan sesuai dengan metode kalibrasi kepatuhan yang dimodifikasi (MCC).
- ASTM D5528 gunakan metode kalibrasi kepatuhan (CC) dan daftar metode lain dalam lampiran. Pengurangan ke metode CC dilakukan di sini untuk memastikan komparabilitas antara nilai ketangguhan patah G2c yang ditentukan menurut ASTM D7905 di bawah pembebanan mode II.
Peralatan uji untuk uji GIc terhadap ASTM D5528 dan ISO 15024
Mesin uji single-column table-top ZwickRoell sangat cocok untuk uji GIc menurut ASTM D5528 dan ISO 15024.
Dengan menggunakan sistem perekaman video untuk uji G1c, pengukuran perambatan retak/crack propagation menjadi dapat dilacak dan lebih nyaman. Kamera digital digunakan untuk merekam perkembangan retakan di sepanjang spesimen dan membuat video dari keseluruhan pengujian. Dengan menggunakan video yang dibuat, setiap pengujian individu dapat diperiksa secara retrospektif jika ada keraguan dan nilai yang diukur dapat dikoreksi saat retakan berlangsung.
Software pengujian testXpert sangat menyederhanakan pelaksanaan dan evaluasi tes G1c. Di satu sisi, kamera terhubung ke testXpert sehingga perkembangan retakan dapat dengan mudah dilacak pada layar. Di sisi lain, testXpert memiliki program standar yang telah dikonfigurasikan sebelumnya yang berisi semua metode untuk menghitung nilai inisiasi dan propagasi dari laju pelepasan energi interlaminar kritis sesuai dengan spesifikasi dalam ASTM D5528 atau ISO 15024.
