ISO 14126 | ASTM D3410: Kompozyty Badanie na ściskanie
Normy ASTM D3410 i ISO 14126 (Metoda 1) są standardowymi metodami badawczymi do określenia właściwości ściskających kompozytów w powierzchni laminatu i opisują badanie na ściskanie kompozytów z prowadzeniem siły przez ścinanie (Shear Loading Compression).
W tej metodzie badania ściskania kompozytu siła ściskająca przenoszona jest poprzez siły ścinające na próbkę, która zwykle jest zaopatrzona w klej na urządzeniu badawczym. Przy wystarczającej długości mocowania uzyskuje się równomierny rozkład naprężeń w niepodpartym środkowym obszarze próbki. Zaletą jest dobre prowadzenie osiowe próbki podczas badania, a także eliminacja wprowadzania siły przez powierzchnie końcowe. Eliminuje to potrzebę precyzyjnej obróbki końcowych powierzchni próbki.
Także norma DIN EN 2850 opisuje Shear Loading Compression Test na kompozytach (Typ A).
Obszar stosowania Urządzenie do ściskania IITRI i HCC Maszyny wytrzymałościowe Download Proszę o poradę
Dla jakich materiałów kompozytowych odpowiednia jest metoda Shear Loading Compression?
W ISO 14126 określono 2 metody określania właściwości ściskających materiałów kompozytowych z tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknami w powierzchni laminatu. ISO 14126 Metoda 1 opisuje próbę ściskania z przyłożeniem siły poprzez obciążenie ścinające (Shear Loading), natomiast ISO 14126 Metoda 2 obejmuje próbę ściskania z kombinowanym przyłożeniem siły (Combined Loading).
Metoda Shear Loading Compression zgodnie z ASTM D3410 i ISO 14126 (Metoda 1) jest odpowiednia dla jednokierunkowych materiałów kompozytowych o mniejszej wytrzymałości w kierunku włókien, a także do badania ściskania tkanin i wielokierunkowych laminatów kompozytowych.
W przypadku materiałów kompozytowych wzmocnionych włóknem węglowym o wysokiej wytrzymałości i badaniach ściskania z jednokierunkowymi laminatami w kierunku włókien (UD0°) samo wprowadzenie siły poprzez siły ścinające często nie jest już wystarczające. Występują albo nieprawidłowe rodzaje uszkodzeń (zgniecenie końcówek, uszkodzenie przy klejeniu), albo niższa wytrzymałość na ściskanie z powodu niejednorodnego rozkładu naprężeń na swobodnej długości próbki. W takim przypadku lepiej zastosować Combined Loading Compression Methode zgodnie z ASTM D6641 lub ISO 14126 (Metoda 2).
Narzędzia badawcze i przeprowadzenie badania zgodnie z ISO 14126, ASTM D3410
Badanie ściskania kompozytu Shear Loading Compression Methode zostało znormalizowane w 1980r. w normie ASTM D3410 jako uchwyt badawczy Celanese'a ze stożkowymi elementami mocującymi. Jednakże w tym oryginalnym urządzeniu Celanese’a wahania grubości próbki powodowały niepożądane podparcie linii stożkowych elementów mocujących. W normach DIN 65375 i DIN EN 2850 (typ A) zmodyfikowane urządzenia Celanese z prowadzonymi płaskimi klinami rozwiązują ten problem.
Urządzenie do ściskania IITRI (Shear-loading) zgodnie z ASTM D3410
IITRI w USA opracowało podobne urządzenie prowadzone na kolumnie, które zastępuje stare urządzenie Celeanese w aktualnej normie ASTM D3410 ASTM D3410 . Również tutaj, podobnie jak w przypadku zmodyfikowanego urządzenia Celanese, próbka ściskana jest mocowana w prowadzonych płaskich klinach.
Próbę ściskaną najpierw umieszcza się ww wkładkach klinowych, do czego często przydatne jest osobne narzędzie pomocnicze. Za pomocą środka centrującego próbę i wkładki klinowe są precyzyjnie ustawione względem siebie. Następnie wkładki klinowe z zainstalowaną próbką wkłada się do dolnego korpusu uchwytu mocującego. Górny uchwyt mocujący zostaje wsunięty w górne przyłącze. Części urządzenia są wsuwane jedna w drugą. Śruby centrujące zapewniają wyrównanie górnego do dolnego uchwytu mocującego.
Podczas próby ściskania naprężenie ściskające jest generowane przez siłę wzdłużną działającą w wyniku efektu klina. Może to jednak prowadzić do ruchu klinów i tym samym do nierównomiernego obciążenia badanej próbki.
Aby określić ważność próby ściskania poprzez ilościowe określenie nałożonych odkształceń zginających (procent ugięcia), przeprowadza się pomiar wydłużenia za pomocą oddzielnie mierzących tensometrów (DMS) umieszczonych pośrodku po obu stronach. Aby określić wydłużenie ściskające, sygnały z tensometrów są następnie uśredniane.
Zalety urządzenia ściskającego IITRI według ASTM D3410:
- Wzorzec centrujący do ustawienia próby
- dla sił ściskających do 220 kN
- Większy zakres temperatury od -70…300 °C
- Nie jest konieczna obróbka powierzchni czołowej próbek badanych
Hydrauliczne urządzenie ściskające HCCF według ISO 14126
Dzięki opatentowanemu hydraulicznemu urządzeniu ściskającemu HCCF (Hydraulic Composite Compression Fixture), pierwotnie opracowanemu przez IMA Dresden i dostępnemu w firmie ZwickRoell, testy ściskania kompozytów można przeprowadzać zgodnie z normą ISO 14126 , ale także zgodnie z innymi powszechnymi metodami Shear Loading Compression (ASTM D3410, EN 2850, Airbus AITM 1-0008) .
HCCF charakteryzuje się bardzo dobrą dostępnością, uproszczoną obsługą i stałymi wkładkami, które nawet podczas badania pozostają dokładnie wyrównane względem siebie i nie mogą się ślizgać.
Standardowo wydłużenie mierzone jest obustronnie za pomocą tensometrów (DMS) . W przypadku próbek, w których odległość klejów od długości mocowania jest co najmniej o 2 mm większa od początkowej długości pomiarowej, można zastosować czujnik zmiany wydłużenia Clip-on .
Zalety urządzenia ściskającego HCCF:
- Można go stosować do prób ściskania w rozszerzonym zakresie temperatur od -60°C do +150°C
- Ze względu na konstrukcję próbki są ułożone niezwykle precyzyjnie
- Zasada równoległego zamykania hydraulicznego umożliwia bezpieczne mocowanie próbki, płynną regulację siły zaciskania i w dużej mierze stałą prędkość odkształcania
- HCCF pozostaje w maszynie badawczej, co może znacznie zwiększyć przepustowość próbek
- Umożliwia badania na ściskanie próbek o szerokości do 35 mm
- Różnice w grubości ściskanych próbek, spowodowane na przykład wahaniami grubości naklejanego materiału lub grubością szczeliny klejącej, można wykryć i łatwo skorygować podczas mocowania próbki.
Skorzystaj z wiodącego oprogramowania badawczego w badaniu materiałów
Oprogramowanie badawcze testXpert firmy ZwickRoell oferuje:
- Prosta obsługa: Rozpocznij badanie natychmiast i po prostu bądź ekspertem – z maksymalną ochroną.
- Bezpieczne i wydajne badanie: Skorzystaj z wiarygodnych wyników badań i maksymalnej wydajności badania.
- Elastyczna integracja: testXpert idealnie pasuje do wszystkich Twoich aplikacji i procesów – po prostu zapewnia bardziej efektywny Workflow
- Przyszłościowy Design: Oprogramowanie badawcze na cały cykl życia, gotowe na przyszłe zadania badawcze!
