Doel van de test
Deze waarden beschrijven de energie per oppervlakte-eenheid die op een bepaald sample uitgeoefend moet worden om een scheur te vergroten. Het resultaat is dus een waarde die de gevoeligheid voor scheurvorming van een laminaat beschrijft.
Tijdens de meting worden verschillende belastingsmethoden gebruikt.
- Mode I: scheuropening
- Mode II: afschuifbelasting in het vlak van het laminaat
- Mode II: torsiebelasting loodrecht op het vlak van het laminaat
De meting van de energie-afgiftesnelheid in Mode I wordt het vaakst gebruikt en is o.a. beschreven in ISO, ASTM en EN. Voor Mode III bestaat nog geen norm.
In de ASTM is bovendien een gemengde Mode beschreven die uit een combinatie bestaat van Mode I en Mode II met variabele verhouding.
| Mode I* | Mode II | Mode II | Mixed mode I/II | |
|---|---|---|---|---|
| Testopstelling | Double Cantilever Beam test (DCB test) | End Notch Flexure test (ENF test) | Calibrated End Loaded Split test (C-ELS test) | Mixed Mode test (MMB test) |
| Type belasting |
|
|
|
|
| Normen |
|
|
|
|
* Mode I wordt vaakst toegepast
Mode I meting met DCB opstelling
- Mode I energie-afgiftesnelheid wordt gewoonlijk gemeten op DCB (Double Cantilever Beam) samples.
- Dit sample is voorzien van een kerf in het vlak van het laminaat, die bv. ontstaat door het inleggen van een folie bij het lamineren.
- De belasting kan uitgeoefend worden via gekleefde blokjes, via scharnieren of met behulp van speciale tools die in de scheur geklemd worden.
- Tijdens de test wordt de opening van de scheur gemeten met de traverse en gecorrigeerd met de vervorming van de benen. Uit de integraal van de gemeten kracht ten opzichte van de vervorming wordt de uitgeoefende energie berekend. De groei van de scheur wordt visueel aan de zijkant van het sample gevolgd.
- De evaluatie van de scheurlengte kan manueel door een bediener gebeuren, die met een vergrootglas kijkt naar de zijkant van het sample. Voor een betere documentering van de meting worden ook digitale loupes gebruikt, die tijdens de scheurgroei aan de zijkant verplaatst worden en een film van de test registreren.
- Deze film wordt frame per frame gesynchroniseerd met de meetcurve. Zo kan de test bij twijfel nadien gecontroleerd en gecorrigeerd worden.
- De testmethode en de berekening van de resultaten verschillen naargelang de norm.
- Normen zijn: ISO 15024, ASTM D5528, AITM 1-0005, AITM 1-0053, Boeing BSS 7273, CRAG Methode 600, NASA methode RP 1092 ST-5, ESIS TC 4, prEN 6033 (teruggetrokken)
Opname webinar: G1C-Test Mode I
Voor de bepaling van de interlaminaire energie-afgiftesnelheid G1c met een Double Cantilever Beam (DCB) test vragen de meeste testnormen een synchrone registratie van kracht, verplaatsing en scheuropening. Ontdek hoe het ZwickRoell video-opnamesysteem de registratie van gegevens en de evaluatie van een DCB test volgens ASTM D5528 vergemakkelijkt:
- Onderscheid tussen Mode I DCB test en Mode II ENF test (4:04)
- Belangrijke normen voor Mode I DCB Test (5:10)
- Hoe werkt de DCB test? (5:42)
- DCB sample en testvoorbereiding (9:08)
- DCB testopstelling (15:15)
- Uitvoeren van de test - live demo (16:21)
- Q&A (31:48)
Mode II - Meting in een SENB / ENF testopstelling
Mode II belastingen kunnen zowel in een buigtest als in een trek-of druktest met gekerfde samples gemeten worden.
De meting van de Mode II energie-afgiftesnelheid is genormeerd als buigtest. Hierbij worden tijdens de buigtest optredende afschuifspanningen gebruikt om de scheur te doen groeien. De samples worden SENB (Single End Notch Bending) genoemd, maar ook ENF (End Notch Flexure) is een gangbare benaming. De doorbuiging wordt gemeten via de traverse (met stijfheidscorrectie) of met behulp van een meetstift in het midden.
Het initiële scheurpunt wordt gekenmerkt door een krachtpiek. Aan het einde van de meting wordt het sample gekoeld in vloeibaar stikstof en daarna volledig gebroken om het breukvlak op te meten.
Mixed Mode Bending (MMB)
"Mixed Mode" buiging kan gemeten worden op uni-directionele laminaten. Hierbij worden Mode I en Mode II gecombineerd, waarbij de positie van het scharnier bepaalt wat de verhouding is tussen Mode I en Mode II.
Profiteer van de voornaamste testsoftware voor materiaaltests
De ZwickRoell testXpert testsoftware brengt:
- Eenvoudige bediening: begin meteen te testen en word een testXpert met oog voor maximale veiligheid.
- Betrouwbaar en efficiënt testen: Haal voordeel uit betrouwbare testresultaten en maximale testefficiëntie.
- Flexibele integratie: testXpert is de optimale oplossing voor al uw toepassingen en processen: eenvoudig gesteld, een effectievere workflow.
- Toekomstzeker design: testsoftware voor de volledige levenscyclus, klaar voor uw toekomstige testtaken!