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Máquina de ensaios para materiais compostos com altas forças de ensaio

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Setores da indústria
  • Compósitos
Força de ensaio
  • 600 kN
Área de aplicação
  • Plain Tension
  • Open-Hole Tension (OHT)
  • Filled-Hole Tension (FHT)
  • Plain Compression
  • Open-Hole Compression (OHC)
  • Filled-Hole Compression (FHC)
  • CAI

Modularidade com altas forças de ensaio

O sistema de ensaio foi especialmente desenvolvido para ensaios em materiais compostos de altas forças de ensaio de até 600 kN a temperatura ambiente ou em um range de temperatura de -60 °C até +350 °C.

No caso normal, para a execução de ensaios de tração, ensaios de compressão, ensaios de cisalhamento ou outros ensaios como por ex. ensaios de flexão ou ILSS com utilização de amostras com a geometria definida nas respectivas normas uma máquina de ensaios de 100 kN ou 250 kN é suficiente. Para tal, a ZwickRoell desenvolveu uma máquina de ensaios modular para materiais compostos a qual permite a execução de até 21 métodos de ensaio e de aprox. 120 normas de ensaio em conformidade com as normas. Contudo, no caso de amostras com geometrias maiores e laminados com espessuras maiores poderão ser alcançadas rapidamente forças de ensaio maiores, especialmente no caso de laminados multidirecionais feitos em materiais compósitos reforçados por fibras de carbono. Esse sistema de ensaio é adotado para ensaios os quais exigem forças de ensaio de até 600 kN em decorrência das respectivas dimensões das amostras.

Normas típicas para essa máquina de ensaios

Airbus AITM 1-0007

A norma Airbus AITM 1-0007 para ensaios de tração em laminados multidirecionais são definidas geometrias de amostras para os ensaios Plain Tension, Open-Hole Tension (OHT) e Filled-Hole Tension (FHT) em dependência da espessura do laminado. Enquanto para amostras com laminados no range de 2-4 mm em espessura uma máquina de ensaios de 100 kN é recomendada, e para amostras com laminados no range de 4-7 mm em espessura uma máquina de ensaios de 200 kN, a execução de ensaios de tração com laminados de 7 – 12 mm em espessura já requer uma máquina de ensaios com força máxima de até no mínimo 500 kN.

Airbus AITM 1-0008

De forma análoga, a norma Airbus AITM 1-0008 para ensaios de compressão em laminados multidirecionais define geometrias de amostras para Plain Compression, Open-Hole Compression (OHC) e Filled-Hole Compression (FHC) em dependência da espessura do laminado. O tipo de amostra A3 para ensaios Plain Compression com laminados no range de 7-12 mm em espessura foi definido para o range de força de até 500 kN e requer uma máquina de ensaios adequada para altas forças de ensaio.

Ensaios de compressão Compression After Impact (CAI)

Além dos ensaios Plain Tension, Open-Hole-Tension e Filled-Hole-Tension e dos ensaios de compressão mencionados, também Ensaios CAI (Ensaios Compression-After-Impact) podem ser executados na máquina de ensaios de 600 kN. Ademais, a máquina de ensaios modular de 600 kN também pode ser utilizada para a execução de ensaios de tração e de compressão em nível dos componentes, ou para ensaios em elementos estruturais. Por meio da utilização de um sistema adaptador é garantida a máxima modularidade possível e a conversão do ensaio de tração para o ensaio de compressão é possível sem problemas com a utilização dos dispositivos de ensaio adequados, inclusive no ensaio de temperatura.

Ensaio de materiais compósitos de fibra de até 600 kN

  • Ensaio de tração conforme AITM 1-0007 ou ensaio de tração em laminados de grande espessura conforme ISO 527-4 & ISO 527-5 e ASTM D3039
  • Ensaio de compressão conforme AITM 1-0008 ou ensaio de compressão em laminados de grande espessura conforme ISO 14126 e ASTM D6641
  • Compression After Impact (Ensaio CAI) conforme AITM 1-0010 ou ASTM D7137

Vantagens & Características

Suporte de amostras
Medição Ótica
Máximos requisitos de segurança
Investimento Futuro

Suporte de amostras

A ZwickRoell utiliza garras de tração hidráulicas especiais com as quais podem ser realizados em conformidade com a norma ensaios de compressão padrão e ensaios de compressão que necessitam de guia longitudinal estável.

A guia longitudinal estável no suporte de amostra impede o movimento lateral o qual poderia influenciar o resultado de ensaio. Os mordentes estão equipados com “soft load introduction“ os quais providenciam na extremidade dos mordentes a aplicação suave da força para dessa forma evitar a danificação da amostra. Além da introdução da carga por meio de fixação (shear-loading) também é possível o “combined loading“, no qual a amostra é adicionalmente escorada nos lados frontais. O encaixe da superfície de referência deve ser perfeito e ela deve ser resistente ao desgaste para assegurar que os requisitos quanto ao alinhamento sejam atendidos.

A centralização exata das garras foi comprovada no âmbito das medições de alinhamento conforme Nadcap AC 7122. A comprovação conforme AITM 1- 0008 para observância do movimento transversal sob carga também foi possível com este arranjo de ensaio sem problemas. A garra pode ser utilizada tanto a temperatura ambiente quanto no range de temperatura de -60 °C até +350 °C.

Medição Ótica

Com o extensômetro ótico está disponível um sistema de medição de deslocamento de alta resolução o qual pode ser utilizado não somente para ensaios de tração em materiais compostos, mas também para ensaios de flexão.

Por meio da medição sem contato as amostras de ruptura explosiva não podem danificar o extensômetro.

Máximos requisitos de segurança

  • Os requisitos legais de segurança da diretiva de máquinas CE foram implementadas em todas as máquinas de ensaio Zwick, e uma declaração CE de conformidade está incluída.
  • São utilizadas exclusivamente as mais modernas tecnologias de segurança e comprovados componentes industriais etc.).
  • O máximo grau de segurança para usuários, resultados de ensaio, material das amostras e o sistema de ensaio é garantido.

Investimento Futuro

  • Graças ao seu design modular, o sistema de ensaio pode ser reequipado ou modernizado conforme necessário.
  • Além disso, a eletrônica de controle testControl II é compatível com a futura geração de software da ZwickRoell.
  • Peças de reposição estão disponíveis por pelo menos 10 anos, mesmo após a descontinuidade do produto.

Visão geral técnica

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Aplicações interessantes

Compósitos | Ensaio de compressão (carga combinada)
ASTM D6641, ISO 14126 (Procedimento 2), Airbus AITM1-0008
para Compósitos | Ensaio de compressão (carga combinada)
Compósitos | Compressão após impacto (CAI)
ASTM D7136, ASTM D7137, ISO 18352, Airbus AITM1-0010, Boeing BSS 7260 type II
CAI é utilizada para caracterização de uma danificação a qual poderá ocorrer por ex. em aviões ou veículos por meio de impacto de pedra, choque com pássaros ou em decorrência de acidentes.
para Compósitos | Compressão após impacto (CAI)

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  • Informação do produto: Câmara térmica para ensaios em materiais compósitos de fibra PDF 1 MB
  • Informação do produto: Suportes de amostras hidráulicos de 600 kN para materiais compósitos de fibra PDF 2 MB
  • Informação do produto: Unidade de alinhamento PDF 2 MB
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