ISO 14126 | ASTM D3410: Shear Loading Compression
Стандарты ISO 14126 и ASTM D3410 содержат описание испытания на сжатие с приложением усилия посредством сдвига (Shear Loading Compression) у композитов. Целью этого стандартного метода испытания является определение характеристик при сжатии в плоскости ламината.
При этом методе усилие сжатия посредством усилий сдвига передается в установленный в испытательном приспособлении и, как правило, оснащенный наклейками образец. При достаточной зажимной длине в лишенной поддержки центральной зоне образца достигается равномерное распределение напряжения.
Преимуществом является хорошее осевое проведение образца во время испытания, а также отсутствие приложения усилия через концевые поверхности. Также отсутствует необходимость высокоточной обработки концевых поверхностей образцов.
Стандарт DIN EN 2850 также содержит описание испытания Shear Loading Compression для композитов (тип A).
Shear Loading Compression по ISO 14126 , ASTM D3410
Метод Shear Loading Compression был нормирован в 1980-ых годах в стандарте ASTM D3410 как испытательное приспособление Celanese с коническими зажимными элементами. В этом изначальном приспособлении Celanese отклонения толщины образца приводят к нежелательному линейному прилеганию конических зажимных элементов. В стандартах DIN 65375 и DIN EN 2850 (тип A) модифицированные приспособления Celanese с плоскими клиньями решают эту проблему.
Специалисты IITRI в США разработали похожее приспособление с направляющей колонной, которое в актуальном стандарте ASTM D3410 заменяет старое приспособление Celanese. Как и в случае модифицированного приспособления Celanese, здесь образец также зажимается плоскими клиньями.
При этом образец сначала вводят в клиновые губки, для чего зачастую используют отдельный вспомогательный инструмент. Затем клиновые губки вставляются в приспособление для испытаний на сжатие.
Давление прижима во время испытания на сжатие создается действующим продольным усилием посредством клинового принципа. Однако это может приводить к перемещению клиньев и, как следствие, неравномерному нагружению образца.
Для определения достоверности испытания на сжатие путем количественной оценки наложенных деформаций изгиба (Percent Bending) проводится измерение деформации с помощью отдельно измеряющих тензорезисторов (DMS), нанесенных по центру с обеих сторон. Для определения деформации сжатия сигналы DMS затем усредняются.
С помощью разработанного в испытательном центре IMA Dresden и затем запатентованного фирмой ZwickRoell гидравлического приспособления HCCF можно проводить испытания композитов на сжатие согласно действующим методам Shear Loading Compression.
Приспособление HCCF обладает очень хорошей доступностью, простотой в управлении, оборудовано неподвижными губками, которые даже во время испытания остаются точно выровненными относительно друг друга и не проскальзывают.
Метод Shear Loading Compression подходит для однонаправленных композитных материалов с пониженной прочностью в направлении волокон, а также для испытаний тканей и многонаправленных композитных ламинатов на сжатие.
Для усиленных углеродным волокном композитных материалов с высокой прочностью и испытаний на сжатие с однонаправленными слоистыми материалами в направлении волокон (UD0°) одного только приложения усилия посредством усилий сдвига зачастую бывает уже недостаточно. Возникает либо недействительный тип разрушения (End Crushing, разрушение наклейки), либо слишком низкая прочность при сжатии вследствие неоднородного распределения напряжения в свободной длине образца. В этом случае лучше использовать метод Combined Loading Compression.
Нажимное приспособление (Shear-loading), исполнение IITRI
- Диапазон применения: Нажимное приспособление применяется для испытаний волокнистых композитов по ASTM D 3410.
- Функциональное описание: Нажимное приспособление работает по принципу клинового зажима. Приспособление состоит из следующих компонентов: верхнее крепление, захваты, 3 комплекта клиновых губок, шаблон с центровкой.
С помощью центровочного механизма образец и клиновые губки точно выравниваются друг относительно друга. Зажатый образец вместе с клиновыми губками устанавливается в нижний захват. Верхний захват вставляется в верхнее крепление. Элементы приспособления входят друг в друга. Центрирующие болты обеспечивают выравнивание верхнего захвата относительно нижнего.
- Преимущества:
- Вспомогательный центрирующий механизм для выравнивания образцов
- Для усилий сжатия до 220 кН
- Большой температурный диапазон: -70…300 °C
- Обработка торцевой стороны образцов не требуется
Гидравлическое приспособление для испытаний композитов на сжатие (HCCF)
- Диапазон применения:
- Испытания по ISO 14126, prEN2850, Airbus AITM 1-0008, ASTM D 3410, ASTM D 6641, JIS K 7076, RAE TR 88012 CRAG meth. 400 и 401, QVA-Z10-46-38, ASTM C 1358, Airbus Dokument X88SP1105735: „Compression plain test according to AITM 1.0008 A1 and A2 with ZwickRoell HCCF“
- „Plain“, „Open Hole“ и „Filled Hole“ с приложением усилия через зажим (Shear Loading) или с комбинированным приложением усилия с помощью торцевых подпорок и одновременного зажима (Combined Loading)
- Функциональное описание: Гидравлическое приспособление для испытаний композитов на сжатие (HCCF = Hydraulic Composites Compression Fixture) предназначено для определения характеристик усиленных волокном композитов при сжатии. Обычно деформация измеряется с обеих сторон с помощью DMS (длина решетки > 3 мм).
Нажимное приспособление располагает сверху соединительным отверстием. Снизу оно устанавливается на нажимную плиту. Для образцов, при которых расстояние между наклейками (и зажимная длина) минимум на 2 мм превышает начальную расчетную длину, можно по спецификации заказчика использовать проводящий измерение с обеих сторон датчик продольной деформации Clip-on с опорным механизмом.
Преимущества:
- Для испытаний в расширенном температурном диапазоне от -60 °C до +150 °C.
- Открытая конструкция C-образной формы позволяет удобно менять образцы и упрощает применение систем измерения продольной деформации.
- Благодаря этой конструкции, обеспечивается крайне точное выравнивание образца.
- Принцип параллельного гидравлического закрытия обеспечивает равномерное и свободное от изгиба приложение усилия с постоянной скоростью деформации.
- Оба захвата точно выровнены относительно друг друга, благодаря прецизионным направляющим колоннам.
- Шариковые направляющие с малыми потерями на трение предотвращают искажение результатов измерений.
- Магнитные опоры подвижных губок облегчают замену образцов и очистку прижимных поверхностей
Воспользуйтесь ведущим программным обеспечением в области испытаний материалов
Программное обеспечение testXpert фирмы ZwickRoell предлагает следующее:
- Простота в управлении: немедленно приступить к испытаниям и легко стать экспертом - при максимальной защите.
- Безопасное и эффективное проведение испытаний: получайте выгоду от надежных результатов и максимальной эффективности испытаний.
- Гибкая интеграция: testXpert оптимально подходит для всех Ваших испытаний и процессов – просто увеличивается эффективность.
- Перспективный дизайн: программное обеспечение для всего срока службы, готово для решения задач будущего!
