Método de prueba estándar ASTM D5379/D5379M-19 para propiedades de corte de materiales compuestos mediante el método de viga con muescas en V

Método de prueba estándar ASTM D5379/D5379M-19 para propiedades de corte de materiales compuestos mediante el método de viga con muescas en V

La norma “ASTM D5379/D5379M-19 Método de ensayo estándar para las propiedades de corte de materiales compuestos mediante el método de viga con entalla en V” , desarrollada por la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (ASTM) , describe un método de ensayo que abarca las propiedades de corte de materiales compuestos reforzados con fibras de alto módulo. Los materiales compuestos se limitan a compuestos reforzados con fibras continuas o discontinuas en las siguientes formas de material:

Método de prueba estándar ASTM D5379/D5379M-19 para propiedades de corte de materiales compuestos mediante el método de viga con muescas en V

  • Laminados que consisten en laminados con fibras unidireccionales únicamente y con la dirección de las fibras orientada paralela o perpendicular al eje de carga.
  • Laminados que consisten únicamente en laminados de filamentos de tela tejida con la dirección de la urdimbre orientada paralela o perpendicular al eje de carga.
  • Laminados que consisten únicamente en laminados fibrosos unidireccionales y que contienen un número igual de capas orientadas a 0 y 90 grados en una disposición de apilamiento equilibrada y simétrica, con la dirección de 0 grados orientada paralela o perpendicular al eje de carga.
  • Compuestos reforzados con fibras cortas en los que la mayoría de las fibras están distribuidas aleatoriamente.

Este concepto de prueba de corte se desarrolló originalmente sin hacer referencia a la orientación de las fibras para su uso en materiales isotrópicos como metales o cerámicas.

La norma « ASTM D3878-23 Terminología estándar para materiales compuestos» define términos relacionados con fibras de alto módulo y sus compuestos. La norma «ASTM D883-22 Terminología estándar para plásticos» define términos relacionados con los plásticos. La norma «ASTM E6-23a Terminología estándar para métodos de ensayo mecánico» define términos relacionados con los ensayos mecánicos. La norma «ASTM E456-13 Terminología estándar para calidad y estadística» define términos relacionados con la estadística. En caso de conflicto entre términos, la norma ASTM D3878-23 prevalece sobre las demás. Además, los siguientes términos y definiciones específicos de esta norma también son válidos:

  • El corte en el plano es cualquiera de las características de corte que describen la respuesta resultante de una fuerza de corte o deformación aplicada a 1 o 2 planos de material.
  • El corte interlaminar es cualquiera de las propiedades de corte que describen la respuesta resultante de una fuerza de corte o deformación aplicada a 1-3 o 2-3 planos de material.
  • El sistema de coordenadas de material es un sistema de coordenadas cartesiano que define el sistema de coordenadas de material maestro, utilizando 1, 2 y 3 para los ejes, como se muestra en la figura proporcionada en la norma.
  • El valor nominal es un valor asignado con el fin de identificar adecuadamente una característica mensurable que existe únicamente de nombre. Se pueden aplicar tolerancias a un valor nominal para definir un rango aceptable para la característica.
  • La resistencia al corte es el esfuerzo cortante soportado por un material en el momento de la fractura en condiciones de corte puro. No existen métodos de prueba estándar que puedan producir una condición de tensión de corte pura perfecta para cada material, pero algunos métodos de prueba pueden ser aceptablemente cercanos para un material en particular para un propósito de ingeniería particular.

Durante la realización de la prueba, se carga en una máquina de prueba mecánica con un dispositivo especial una muestra de material en forma de una tira plana rectangular con muescas en V centrales simétricas, como se muestra esquemáticamente en la figura de la norma.

La muestra se coloca en el dispositivo con la muesca a lo largo de la línea de efecto de carga mediante una herramienta de alineación que hace referencia al dispositivo. Las dos mitades del dispositivo se sujetan mediante una máquina de prueba mientras se controla la fuerza. El desplazamiento relativo entre las dos mitades del dispositivo carga la muestra con muescas. Al colocar dos elementos extensímetros orientados en el medio de la muestra (lejos de las muescas) y a lo largo del eje de carga en un ángulo de más/menos 45 grados con respecto al eje de carga, se puede medir la respuesta al corte del material.

La carga se puede idealizar como flexión asimétrica como se muestra en los diagramas de momento cortante y flector de la figura. Las muescas afectan el esfuerzo cortante a lo largo de la dirección de carga, proporcionando una distribución más uniforme que la que se vería sin las muescas. Aunque el grado de suavidad es función de la ortotropía del material, los mejores resultados generales se obtuvieron con laminados tipo [1/2]ns cuando se probaron en el plano 0-90.

Este método de prueba está diseñado para producir datos de propiedades de corte para propiedades de materiales, investigación y desarrollo, control de calidad y diseño y análisis estructural. Dependiendo de la orientación del sistema de coordenadas del material con respecto al eje de carga, se pueden evaluar las propiedades de corte en el plano o entre capas. Los factores que afectan la respuesta al corte y, por lo tanto, deben informarse son: material, métodos de preparación y colocación del material, orden de apilamiento de las muestras, preparación de las muestras, acondicionamiento de las muestras, entorno de prueba, alineación y agarre de las muestras, velocidad de prueba, tiempo a temperatura, contenido de huecos y volumen. porcentaje de refuerzo.

En materiales anisotrópicos, las características se pueden obtener en cualquiera de los seis posibles planos de corte orientando el plano de prueba de la muestra hacia el plano del material deseado (1-2 o 2-1, 1-3 o 3-1, 2-3 o 3). -2). Sólo se puede evaluar un único plano de corte para cualquier muestra. Las características direccionales de prueba que se pueden obtener con este método de prueba incluyen:

  • Respuesta de tensión/deformación cortante
  • fuerza máxima
  • cepa final
  • Módulo de elasticidad de la cuerda cortante

El equipo utilizado en las pruebas incluye:

  • Micrómetros y calibres
  • dispositivo de medición de ángulos
  • Dispositivo de medición de radio
  • Máquina de prueba (cabezales de máquina de prueba, mecanismo de accionamiento, dinamómetro, placas/adaptador, accesorio)
  • Dispositivo indicador de tensión (selección del medidor de tensión de resistencia conectado)
  • sala de acondicionamiento
  • Cámara de pruebas ambientales

Entre los numerosos estudios de prueba, medición, análisis y evaluación realizados para empresas de diversos sectores, nuestra organización, con su personal capacitado y experto y equipo tecnológico avanzado, ha desarrollado el método de prueba estándar para las propiedades de corte de materiales compuestos con la norma ASTM D5379/ D5379M-19 Método de viga con muescas en V. También proporciona servicios de prueba definidos en la "norma".

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