ASTM D5379/D5379M-19 Стандартен метод за изпитване на свойствата на срязване на композитни материали по метода на V-образна греда

Стандартът „ASTM D5379/D5379M-19 Стандартен метод за изпитване на свойствата на срязване на композитни материали чрез метод с V-образна греда“ , разработен от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM) , описва метод за изпитване, обхващащ свойствата на срязване на композитни материали, армирани с високомодулни влакна. Композитните материали са ограничени до композити, армирани с непрекъснати или щапелни влакна в следните материални форми:

Ламинати, състоящи се от ламинати само с еднопосочни влакна и с посока на влакната, ориентирана успоредно или перпендикулярно на оста на натоварване.
Ламинати, състоящи се единствено от ламинати от тъкани нишки с посока на основата, ориентирана успоредно или перпендикулярно на оста на натоварване.
Ламинати, състоящи се единствено от еднопосочни влакнести ламинати и съдържащи равен брой слоеве, ориентирани под ъгъл 0 и 90 градуса в балансиран и симетричен ред за подреждане, като посоката на 0 градуса е ориентирана успоредно или перпендикулярно на оста на натоварване.
Подсилени с къси влакна композити, в които по-голямата част от влакната са произволно разпределени.

Тази концепция за изпитване на срязване първоначално е разработена без позоваване на ориентацията на влакната за използване върху изотропни материали като метали или керамика.

Стандартът „ ASTM D3878-23 Стандартна терминология за композитни материали“ дефинира термини, свързани с високомодулни влакна и техните композити. Стандартът „ASTM D883-22 Стандартна терминология за пластмаси“ дефинира термини, свързани с пластмаси. Стандартът „ASTM E6-23a Стандартна терминология за методи за механично изпитване“ дефинира термини, свързани с механичното изпитване. Стандартът „ASTM E456-13 Стандартна терминология за качество и статистика“ дефинира термини, свързани със статистиката. В случай на противоречие между термините, ASTM D3878-23 има предимство пред другите стандарти. Освен това, следните термини и определения, специфични за този стандарт, също са валидни:

Рязане в равнина е всяка от характеристиките на рязане, които описват реакцията в резултат на сила на рязане или деформация, приложена към 1-2 равнини на материала.
Интерламинарното срязване е всяко от свойствата на срязване, които описват реакцията в резултат на сила на срязване или деформация, приложена към 1-3 или 2-3 равнини на материала.
Координатната система на материала е декартова координатна система, която определя основната координатна система на материала, като използва 1, 2 и 3 за осите, както е показано на фигурата, дадена в стандарта.
Номиналната стойност е стойност, определена за целите на правилното идентифициране на измерима характеристика, която съществува само на име. Допустимите отклонения могат да бъдат приложени към номинална стойност, за да се определи приемлив диапазон за функцията.
Якостта на срязване е напрежението на срязване, носено от материала в момента на счупване при условия на чисто срязване. Няма стандартни методи за изпитване, които могат да създадат идеално състояние на чисто напрежение на срязване за всеки материал, но някои методи за изпитване могат да бъдат приемливо близки за определен материал за конкретна инженерна цел.

При извършване на изпитването в машина за механични изпитвания със специално приспособление се зарежда купон от материал под формата на правоъгълна плоска лента със симетрични централни V-образни прорези, показани схематично на фигурата, дадена в стандарта.

Пробата се поставя в приспособлението с вдлъбнатината по линията на ефекта на натоварване с помощта на инструмент за подравняване, който се ориентира към приспособлението. Двете половини на приспособлението се затягат от тестова машина, докато се наблюдава силата. Относителното изместване между двете половини на приспособлението натоварва назъбената проба. Чрез поставяне на два тензометрични елемента, ориентирани в средата на пробата (далече от прорезите) и по протежение на оста на натоварване под ъгъл плюс/минус 45 градуса спрямо оста на натоварване, може да се измери реакцията на срязване на материала.

Натоварването може да се идеализира като асиметрично огъване, както е показано на диаграмите на срязване и момент на огъване на фигурата. Прорезите влияят на напрежението на срязване по посока на натоварване, осигурявайки по-равномерно разпределение, отколкото би се видяло без прорезите. Въпреки че степента на гладкост е функция на ортотропията на материала, най-добрите общи резултати са получени с ламинати тип [1/2]ns, когато са тествани в равнина 0-90.

Този метод за изпитване е предназначен да генерира данни за свойствата на срязване за свойства на материалите, изследвания и разработки, осигуряване на качеството и структурно проектиране и анализ. В зависимост от ориентацията на координатната система на материала спрямо оста на натоварване могат да бъдат оценени свойствата на срязване в равнината или между слоевете. Факторите, които влияят на реакцията на срязване и следователно трябва да бъдат докладвани, са: материал, подготовка на материала и методи за поставяне, ред на подреждане на пробата, подготовка на пробата, кондициониране на пробата, среда за изпитване, подравняване и захващане на пробата, скорост на изпитване, време при температура, съдържание на празнини и обем процентно укрепване.

При анизотропни материали могат да се получат характеристики във всяка от шест възможни равнини на срязване чрез ориентиране на тестовата равнина на пробата към желаната равнина на материала (1-2 или 2-1, 1-3 или 3-1, 2-3 или 3 -2). Само една режеща равнина може да бъде оценена за всяка проба. Тестовите насочени характеристики, които могат да бъдат получени от този метод на тестване, включват:

Реакция на срязващо напрежение/деформация
крайна сила
крайно напрежение
Модул на еластичност при срязване

Оборудването, използвано в тестовете, включва:

Микрометри и дебеломер
устройство за измерване на ъгли
Устройство за измерване на радиус
Машина за изпитване (глави на машина за изпитване, задвижващ механизъм, манометър, плочи/адаптер, приспособление)
Устройство за индикация на деформация (избор на свързан съпротивителен тензодатчик)
стая за климатизация
Камера за изпитване на околната среда

Сред многобройните проучвания за изпитване, измерване, анализ и оценка, извършени за предприятия в различни сектори, нашата организация, със своя обучен и експертен персонал и усъвършенствано технологично оборудване, разработи стандартен метод за изпитване за свойства на рязане на композитни материали с ASTM D5379/ D5379M-19 Метод с V-образен лъч Той също така предоставя услуги за тестване, определени в стандарта.