ASTM D6641/D6641M خصائص الضغط للمواد المركبة ذات مصفوفة البوليمر

ASTM D6641/D6641M خصائص الضغط للمواد المركبة ذات مصفوفة البوليمر

يصف معيار "طريقة الاختبار القياسية ASTM D6641/D6641M لخصائص ضغط المواد المركبة ذات مصفوفة بوليمرية باستخدام جهاز اختبار الحمل والضغط المشترك (CLC)"، الذي طورته الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM)، خصائص قوة الضغط والصلابة للمواد المركبة ذات مصفوفة بوليمرية باستخدام جهاز اختبار الحمل والضغط المشترك (CLC). وتُطبق طريقة الاختبار هذه على المواد المركبة العامة المتوازنة والمتماثلة.

ASTM D6641/D6641M خصائص الضغط للمواد المركبة ذات مصفوفة البوليمر

يمكن أن تكون العينة غير مُلَوَّنة (الطريقة أ) أو مُلَوَّنة (الطريقة ب)، حسب الحاجة. من شروط نجاح الاختبار عدم سحق أطراف العينة أثناء الاختبار. تُعدّ العينات غير المُلَوَّنة مناسبةً للاستخدام مع المواد منخفضة الاستقامة، مثل الأقمشة، والمركبات المصنوعة من الألياف المقطعة، والصفائح ذات التصفيح بزاوية صفر درجة كحد أقصى 50% أو ما يعادلها. أما المواد ذات الاستقامة العالية، بما في ذلك المركبات أحادية الاتجاه، فتتطلب عادةً استخدام صفائح.

تُدخل قوة الضغط إلى العينة عن طريق الجمع بين التحميل الطرفي والقص. بالمقارنة، فإن طريقة الاختبار الموضحة في ASTM D3410/D3410M هي طريقة اختبار ضغط تحميل قص خالصة، وتتضمن ASTM D695 طريقة اختبار تحميل طرفي خالصة. يمكن اختبار المواد المركبة أحادية الاتجاه (اتجاه الطبقات 0 درجة) والصفائح المركبة متعددة الاتجاهات، والمركبات النسيجية، والمركبات المصنوعة من الألياف المقطعة، والمواد المماثلة.

صُممت طريقة الاختبار هذه لإنتاج بيانات خصائص الضغط لخصائص المواد، والبحث والتطوير، وضمان الجودة، والتصميم والتحليل الإنشائي. العينات الجدولية (الإجراء ب)، المستخدمة عادةً لاختبار المركبات أحادية الاتجاه، تُشبه طريقة اختبار ضغط التحميل المشترك (CLC) (تحميل القص النهائي المشترك)، ومعيار ASTM D3410/D3410M (تحميل القص)، ومعيار ASTM D695 (تحميل النهاية).

تتجلى فوائد التحميل المشترك بشكل خاص عند اختبار المواد منخفضة القوة (الإجراء أ)، حيث يمكن استخدام عينات ضغط التحميل المشترك (CLC) غير المزوّدة بعلامات تبويب. قد لا يكون من الممكن اختبار عينات غير مزوّدة بعلامات تبويب من نفس المواد بنجاح باستخدام أي من الطريقتين الأخريين. عند اختبار صفائح محددة، غالبًا ما تُستخدم بيانات ضغط التحميل المشترك (CLC) لاستنتاج قوة الطبقة بزاوية صفر درجة، وتُستخدم نظرية التصفيح لحساب قوة الطبقة أحادية الاتجاه بزاوية صفر درجة.

تشمل العوامل المؤثرة على استجابة الضغط ما يلي: نوع المادة، وطرق تحضيرها ووضعها، وترتيب تكديس العينات، وتجهيزها، وتكييفها، وبيئة الاختبار، وسرعة الاختبار، والوقت عند درجة الحرارة، ومحتوى الفراغات، ونسبة التعزيز الحجمية. تشمل خصائص المواد المركبة في اتجاه الاختبار، والتي يمكن الحصول عليها من هذه الطريقة، ما يلي:

  • قوة الانضغاط القصوى
  • الإجهاد الانضغاطي النهائي
  • معامل المرونة الانضغاطي (الخطي أو الوتر)
  • نسبة بواسون في الضغط

في معيار ASTM D6641، تشير الطريقة أ والطريقة ب إلى إجراءين مختلفين لقياس خصائص الضغط للمواد المركبة، اعتمادًا على كيفية قياس الانفعال:

  • الطريقة أ: قياس الانفعال (باستخدام مقاييس الانفعال أو مقاييس التمدد): يُقاس الانفعال باستخدام مقاييس الانفعال أو مقياس التمدد المُطبّق مباشرةً على عينة الاختبار. تتيح هذه الطريقة تحديد معامل الانضغاط (E)، ونسبة بواسون، وسلوك الإجهاد-الانفعال، بالإضافة إلى مقاومة الانضغاط. تُستخدم مقاييس الانفعال المحورية أو مقاييس التمدد في هذه الاختبارات. كما تُجرى قياسات الانفعال العرضي اختياريًا لتحديد نسبة بواسون. مزايا هذه الطريقة، يوفر دقة عالية في تحديد معامل المرونة ومنحنى الإجهاد والانفعال الكامل.
  • الطريقة ب: قياس القوة فقط (بدون قياس الشد): تُقاس قوة الضغط فقط؛ ولا تُستخدم مقاييس الانفعال أو مقاييس التمدد. تتميز هذه الطريقة بأنها تُستخدم فقط عند الحاجة إلى قوة الضغط القصوى. في هذه الاختبارات، يُقاس الحمل فقط (عبر خلية حمل في جهاز الاختبار). تتميز هذه الطريقة بسهولة إعدادها وسرعتها ورخص تكلفتها عند عدم الحاجة إلى بيانات الشد.

تُعبّر نسبة بواسون عن نسبة الانخفاض النسبي في البعد الجانبي إلى الزيادة النسبية في الطول في عينة مادة مُجهّزة بإجهاد مرن. وتُعدّ نسبة بواسون ثابتًا أساسيًا في تحليلات تحديد خصائص الشد والانحراف للمواد (البلاستيك أو المعادن).

توفر الطريقة (أ) توصيفًا ميكانيكيًا كاملاً، بينما توفر الطريقة (ب) تقييمًا سريعًا للقوة.

يشير ضغط التحميل المشترك (CLC) إلى طريقة تطبيق القوة الانضغاطية على عينة اختبار باستخدام مزيج من:

  • التحميل النهائي (الضغط المحوري المباشر من الأطراف)
  • تحميل القص (القوة المنقولة من أسطح العينة من خلال تفاعل القص والقبضة)

يتم استخدام هذه التقنية لتحديد خصائص الضغط للمركبات ذات مصفوفة البوليمر المقواة بالألياف وفقًا لمعيار ASTM D6641.

يمكن أن يكون اختبار الضغط للمركبات مشكلة عندما:

  • انبعاج العينات الرقيقة
  • السحق عند نقاط دخول الحمل (النهايات)
  • الانزلاق أو التحميل غير المتساوي في الأنظمة القائمة على الاحتفاظ

يعالج نهج التحميل المشترك هذه المشكلات من خلال توزيع الحمل:

  • يوفر التحميل النهائي قوة ضغط محورية
  • يساعد التحميل القصي على نقل الحمل بسلاسة عبر المقابض الجانبية

تتضمن فوائد ضغط الحمل المشترك ما يلي:

  • يقلل من انبعاج أويلر (خاصة في العينات الرقيقة)
  • يقلل من السحق الموضعي على المقابض أو الأطراف
  • يوفر قياسًا دقيقًا لكل من القوة والمعامل
  • يمكن أن تستوعب صفائح أحادية الاتجاه ومتعددة الاتجاهات
  • يوفر نتائج متسقة وقابلة للتكرار
  • يجمع بين مزايا القطع والتحميل النهائي

مؤسستنا، التي تدعم الشركات في جميع القطاعات منذ سنوات من خلال مجموعة واسعة من أنشطة الاختبار والقياس والتحليل والتقييم، تضم فريقًا قويًا من الموظفين يتابعون عن كثب التطورات العالمية في العلوم والتكنولوجيا، ويعملون باستمرار على تطوير أنفسهم. وفي هذا السياق، نقدم أيضًا خدمات الاختبار وفقًا لـ "طريقة الاختبار القياسية ASTM D6641/D6641M لخصائص ضغط المواد المركبة ذات مصفوفة البوليمر باستخدام جهاز اختبار ضغط الحمل المشترك (CLC)."

واتس اب