La norma ASTM D6641/D6641M, Método de Ensayo Estándar para Propiedades Compresivas de Materiales Compuestos de Matriz Polimérica Utilizando un Dispositivo de Ensayo Combinado de Carga-Compresión (CLC), desarrollada por la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM), describe las propiedades de resistencia a la compresión y dureza de los materiales compuestos de matriz polimérica utilizando un dispositivo de ensayo combinado de carga-compresión (CLC). Este método de ensayo es aplicable a compuestos generales equilibrados y simétricos.
La muestra puede ser sin lengüetas (Método A) o con lengüetas (Método B), según sea necesario. Un requisito para una prueba exitosa es que los extremos de la muestra no se aplasten durante la misma. Las muestras sin lengüetas generalmente son adecuadas para materiales de baja ortotropía, como telas, compuestos de fibra cortada y laminados con un máximo del 50 % de laminación a 0 grados o equivalente. Los materiales de mayor ortotropía, incluidos los compuestos unidireccionales, generalmente requieren lengüetas.
La fuerza de compresión se introduce en la muestra mediante una combinación de cargas axiales y de cizallamiento. En comparación, el método de ensayo descrito en las normas ASTM D3410/D3410M es un método de ensayo de compresión con carga axial pura, mientras que la norma ASTM D695 incluye un método de ensayo de carga axial pura. Se pueden ensayar compuestos unidireccionales (orientación de las capas a 0 grados) y laminados compuestos multidireccionales, compuestos textiles, compuestos de fibra cortada y materiales similares.
Este método de ensayo está diseñado para generar datos de propiedades de compresión para aplicaciones de materiales, investigación y desarrollo, control de calidad, y diseño y análisis estructural. Las muestras tabulares (Procedimiento B), que se utilizan habitualmente en ensayos de compuestos unidireccionales, son similares al método de ensayo de compresión por carga combinada (CLC) (carga de corte combinada en el extremo), a la norma ASTM D3410/D3410M (carga de corte) y a la norma ASTM D695 (carga en el extremo).
Las ventajas de la carga combinada se hacen especialmente evidentes al ensayar materiales de menor resistencia (Procedimiento A), donde se pueden utilizar probetas de compresión de carga combinada (CLC) sin lengüeta. Es posible que no sea posible ensayar con éxito probetas sin lengüeta del mismo material utilizando ninguno de los otros dos métodos. Al ensayar laminados específicos, se suelen utilizar los datos de compresión de carga combinada (CLC) para deducir la resistencia de la capa a 0 grados, y la teoría de laminación se utiliza para calcular la resistencia unidireccional del laminado a 0 grados.
Los factores que afectan la respuesta a la compresión incluyen: tipo de material, métodos de preparación y colocación del material, orden de apilamiento de las muestras, preparación y acondicionamiento de las muestras, entorno de ensayo, velocidad de ensayo, tiempo a temperatura, contenido de huecos y porcentaje de refuerzo en volumen. Las propiedades del compuesto en la dirección de ensayo que se pueden obtener con este método incluyen:
En la norma ASTM D6641, el Método A y el Método B se refieren a dos procedimientos diferentes para medir las propiedades de compresión de materiales compuestos, dependiendo de cómo se mida la deformación:
El coeficiente de Poisson expresa la relación entre la disminución proporcional de la dimensión lateral y el aumento proporcional de la longitud en una muestra de material sometido a tensión elástica. El coeficiente de Poisson es una constante esencial en los análisis para determinar las propiedades de tracción y deflexión de los materiales (plásticos o metales).
El método A proporciona una caracterización mecánica completa, mientras que el método B proporciona una evaluación rápida de la resistencia.
La compresión de carga combinada (CLC) se refiere al método de aplicar fuerza de compresión a una muestra de prueba utilizando una combinación de:
Esta técnica se utiliza para determinar las propiedades de compresión de compuestos de matriz polimérica reforzada con fibra en la norma ASTM D6641.
Las pruebas de compresión de materiales compuestos pueden ser problemáticas cuando:
El enfoque de carga combinada aborda estos problemas distribuyendo la carga:
Los beneficios de la compresión de carga combinada incluyen:
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