GIc preskus / DCB preskus v skladu z ASTM D5528 in ISO 15024
Preskus G1c v skladu z ASTM D5528 ali ISO 15024 se lahko uporabi za določitev kritične interlaminarne stopnje sproščanja energije kompozitnih laminatov za nastanek in širjenje razpok v laminatu pri obremenitvi načina I. Zaradi uporabljene geometrije vzorca se preskus pogosto imenuje preskus DCB (dvojni konzolni nosilec).
Zaradi pomena te preskusne metode in te lastnosti materiala za postavitev in načrtovanje kompozitnih struktur v vesoljskem sektorju obstajajo tudi posebni industrijski standardi pri Airbusu (AITM 1-0005) in Boeingu (BSS 7273). Ti pa v primerjavi z ASTM D5528 in ISO 15024 za izračun rezultatov uporabljajo drugačen postopek, imenovan površinska metoda.
Cilj in aplikacije DCB vzorec Izvajanje preskusa Video Preskusna oprema Prenosi Zahtevajte posvet
Cilj in uporaba preskusa GIc
Delaminacija v vlaknastih kompozitih se nanaša na odvajanje ali nepovezanost posameznih plasti znotraj laminata. Takšne poškodbe ali napake zmanjšajo mehanske lastnosti laminata in so zato še posebej kritične za kompozitne strukture.
Pri neugodni obremenitvi in ko je dosežena kritična vrednost interlaminarne hitrosti sproščanja energije sedanjega kompozitnega materiala, pride do širjenja razpoke v laminatu. Če se to zgodi zaradi natezne sile, pravokotne na ravnino razpoke, se to imenuje obremenitev načina I.
Z uporabo preskusa DCB (dvojni konzolni žarek) v skladu z ASTM D5528 ali ISO 15024 je mogoče zanesljivo določiti vrednosti začetka in širjenja kritične interlaminarne hitrosti sproščanja energije pri obremenitvi načina I.
Vzorec dvojnega konzolnega nosilca (DCB)
Vzorec dvojnega konzolnega nosilca (DCB) v skladu z ASTM D5528 in ISO 15024 je izdelan iz kompozitne plošče vzorca s tanko ločilno folijo, vstavljeno na eni strani v simetrično ravnino laminata. Iz tega vzete vzorce lahko nato na strani z laminirano razpoko upognemo kot upogibne tramove (od tod ime dvojni konzolni nosilec), medtem ko so posamezne plasti kompozita še vedno povezane v preostalem delu vzorca.
Bloki za uporabo obremenitve ali zgibni jezički so običajno pritrjeni na vzorec za uporabo obremenitve. Oznake se nanesejo na rob vzorca v skladu z ustreznimi standardnimi specifikacijami za vizualno spremljanje napredovanja razpoke med preskusom.
Izvajanje preskusa v skladu z ASTM D5528 in ISO 15024
Elementi za uporabo sile vzorca DCB (obremenilni bloki ali tečaji) so povezani s čeljustmi preskusnega stroja. Ker izdelana razpoka na koncu laminirane ločilne folije pogosto ni dovolj ostra in je zato mogoče določiti nereprezentativno vrednost G1, se razpoka najprej rahlo razširi in nastane ostra predrazpoka. Natančno se določi dolžina predrazpoke, nato pa se obremenitev v celoti odstrani iz vzorca. V drugem delu preskusa DCB se vzorec ponovno obremenjuje, dokler razpoka ne doseže konca bočno nanesenih oznak.
V standardu ISO 15024 so opisana tri različna merila za začetno vrednost kritične stopnje sproščanja energije (velja za pred razpoko in za popolno širjenje razpoke):
- Začetek nelinearnosti (NL): Pri čisti elastični deformaciji polovic vzorca je krivulja sila-premik pri preskusu na začetku linearna. Za izračun začetne vrednosti se uporabi par vrednosti sila-premik, pri katerem se začne nelinearnost krivulje sila-premik.
- Vidno širjenje razpok (VIS): Za izračun iniciacijske vrednosti se uporabi par vrednosti sila-premik krivulje sila-premik, pri kateri se vidno začne širjenje razpoke.
- Merilo skladnosti (5 % ali največ): Za ta kriterij je določen par vrednosti sila-premik, pri katerem se skladnost prvotno linearnega dela krivulje sila-premik zmanjša za 5 %. Če je največja sila dosežena vnaprej, se uporabi ta par vrednosti sile in premika.
Začetna dolžina razpoke se uporablja za ustrezno začetno vrednost (od laminirane razpoke ali od predrazpoke). V trenutni izdaji ASTM D5528, se za določitev začetne vrednosti kritične stopnje sproščanja energije uporablja samo merilo skladnosti.
Vrednosti širjenja so določene za dolžine razpok in ustrezne pare vrednosti sile-pomika na oznakah na straneh. Rast razpoke spremljamo vizualno na strani vzorca. Zelo pomembno je, da je beleženje sile, pomika in dolžine razpoke sinhronizirano.
Dolžino razpoke lahko ročno oceni operater, ki potek razpoke spremlja s povečevalnim steklom ali računalniško vodeno s sistemom za video snemanje.
V obeh standardih se za izračun R-krivulje uporabljajo različne metode vrednotenja (kritična stopnja sproščanja energije, narisana glede na dolžino razpoke, vključuje vrednosti iniciacije in širjenja):
- ISO 15024 vsebuje izračune po teoriji popravljenega žarka (CBT) in po metodi spremenjene skladnosti umerjanja (MCC).
- ASTM D5528 uporablja metodo umerjanja skladnosti (CC) in navaja druge metode v dodatku. Tu je bila izvedena redukcija na metodo CC, da se zagotovi primerljivost med vrednostmi lomne žilavosti G2c, določenimi v skladu z ASTM D7905 pri obremenitvi načina II.
Preskusna oprema za preskus GIc po ASTM D5528 in ISO 15024
ZwickRoell namizni preskusni stroj z enim stebrom je še posebej primeren za preskus GIc po ASTM D5528 in ISO 15024.
Z uporabo motoriziranega sistema video snemanja za preskus G1c postanejo meritve širjenja razpok sledljive in bolj priročne. Digitalni fotoaparat se uporablja za snemanje napredovanja razpoke vzdolž vzorca in ustvarjanje video posnetka celotnega preskusa. Z ustvarjenim videoposnetkom je mogoče vsak posamezen preskus v primeru dvoma preveriti za nazaj in izmerjene vrednosti popravljati, ko razpoka napreduje.
Preskusna programska oprema testXpert močno poenostavi izvedbo in vrednotenje preskusa G1c. Po eni strani je kamera povezana s testXpert, tako da je napredek razpoke mogoče priročno spremljati na zaslonu. Po drugi strani ima testXpert vnaprej konfigurirane standardne programe, ki vsebujejo vse metode za izračun vrednosti iniciacije in širjenja kritične interlaminarne stopnje sproščanja energije v skladu s specifikacijami v ASTM D5528 ali ISO 15024.
Prenosi
- Informacije o izdelku: zwickiLine do Fmax 5 kN PDF 1 MB
- Produktne informacije: Pritrditev za G1C preskus na kompozitih, ojačanih z dolgimi vlakni PDF 2 MB
- Produktne informacije: Komplet za upogibno preskušanje v mešanem načinu PDF 254 KB
- Industrijska brošura: Kompoziti PDF 7 MB