ASTM D6641/D6641M خواص فشاری مواد کامپوزیتی زمینه پلیمری

ASTM D6641/D6641M خواص فشاری مواد کامپوزیتی زمینه پلیمری

استاندارد "ASTM D6641/D6641M روش آزمون استاندارد برای خواص فشاری مواد کامپوزیت ماتریس پلیمری با استفاده از دستگاه آزمایش ترکیبی بار-فشار (CLC)" که توسط انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) تدوین شده است، مقاومت فشاری و خواص سختی مواد کامپوزیت ماتریس پلیمری را با استفاده از دستگاه آزمایش ترکیبی بار-فشار (CLC) توصیف می‌کند. این روش آزمون برای کامپوزیت‌های عمومی که متعادل و متقارن هستند، قابل استفاده است.

ASTM D6641/D6641M خواص فشاری مواد کامپوزیتی زمینه پلیمری

نمونه می‌تواند بسته به نیاز، بدون زبانه (روش الف) یا زبانه‌دار (روش ب) باشد. یکی از الزامات آزمایش موفقیت‌آمیز، خرد نشدن انتهای نمونه در حین آزمایش است. نمونه‌های بدون زبانه عموماً برای استفاده با مواد با ارتوتروپی کم، مانند پارچه‌ها، کامپوزیت‌های الیاف خرد شده و لمینت‌هایی با حداکثر 50 درصد لایه لایه شدن 0 درجه یا معادل آن، مناسب هستند. مواد با ارتوتروپی بالاتر، از جمله کامپوزیت‌های تک جهته، عموماً به زبانه نیاز دارند.

نیروی فشاری با بارگذاری ترکیبی انتها و برش به نمونه وارد می‌شود. در مقام مقایسه، روش آزمایش شرح داده شده در ASTM D3410/D3410M یک روش آزمایش فشار با بارگذاری برشی خالص است و ASTM D695 شامل یک روش آزمایش بارگذاری انتهایی خالص است. کامپوزیت‌های تک جهته (با جهت‌گیری لایه‌ای ۰ درجه) و چند جهته کامپوزیتی، کامپوزیت‌های پارچه‌ای، کامپوزیت‌های الیاف خرد شده و مواد مشابه را می‌توان آزمایش کرد.

این روش آزمایش برای تولید داده‌های خواص فشاری برای خواص مواد، تحقیق و توسعه، تضمین کیفیت و طراحی و تحلیل سازه طراحی شده است. نمونه‌های جدولی (روش B) که معمولاً هنگام آزمایش کامپوزیت‌های تک جهته استفاده می‌شوند، مشابه روش آزمایش فشار بارگذاری ترکیبی (CLC) (بارگذاری برشی ترکیبی انتهایی)، استاندارد ASTM D3410/D3410M (بارگذاری برشی) و استاندارد ASTM D695 (بارگذاری انتهایی) هستند.

مزایای بارگذاری ترکیبی به ویژه هنگام آزمایش مواد با مقاومت کمتر (روش A) آشکار می‌شود، جایی که می‌توان از نمونه‌های فشرده‌سازی بارگذاری ترکیبی غیر زبانه‌دار (CLC) استفاده کرد. ممکن است آزمایش موفقیت‌آمیز نمونه‌های غیر زبانه‌دار از همان مواد با استفاده از هر یک از دو روش دیگر امکان‌پذیر نباشد. هنگام آزمایش لمینت‌های خاص، اغلب از داده‌های فشرده‌سازی بارگذاری ترکیبی (CLC) برای استنباط مقاومت لایه 0 درجه استفاده می‌شود و از نظریه لایه‌بندی برای محاسبه مقاومت لمینت تک جهته 0 درجه استفاده می‌شود.

عوامل مؤثر بر پاسخ فشاری عبارتند از: نوع ماده، روش‌های آماده‌سازی و قرارگیری مواد، ترتیب چیدن نمونه‌ها، آماده‌سازی نمونه، شرایط نمونه، محیط آزمایش، سرعت آزمایش، زمان در دما، محتوای فضای خالی و درصد حجمی تقویت‌کننده. خواص کامپوزیت در جهت آزمایش که می‌توان از این روش آزمایش به دست آورد عبارتند از:

  • مقاومت فشاری نهایی
  • تنش فشاری نهایی
  • مدول الاستیسیته فشاری (خطی یا وتری)
  • نسبت پواسون در فشار

در استاندارد ASTM D6641، روش A و روش B به دو رویه مختلف برای اندازه‌گیری خواص فشاری مواد کامپوزیتی اشاره دارند که بستگی به نحوه اندازه‌گیری کرنش دارد:

  • روش الف: اندازه‌گیری کرنش (با کرنش‌سنج‌ها یا اکستنسومترها): کرنش با استفاده از کرنش‌سنج‌ها یا اکستنسومتری که مستقیماً روی نمونه آزمایش اعمال می‌شود، اندازه‌گیری می‌شود. این روش علاوه بر مقاومت فشاری، امکان تعیین مدول فشاری (E)، نسبت پواسون و رفتار تنش-کرنش را نیز فراهم می‌کند. در این آزمایش‌ها از کرنش‌سنج‌های محوری یا اکستنسومترها استفاده می‌شود. اندازه‌گیری کرنش عرضی به صورت اختیاری برای تعیین نسبت پواسون انجام می‌شود. مزایای این روش، دقت بالایی در تعیین مدول و منحنی تنش-کرنش کامل ارائه می‌دهد.
  • روش ب: فقط مقاومت (بدون اندازه‌گیری کشش): فقط مقاومت فشاری اندازه‌گیری می‌شود؛ از کرنش‌سنج یا کشش‌سنج استفاده نمی‌شود. این روش از این نظر منحصر به فرد است که فقط در مواردی که مقاومت فشاری نهایی مورد نیاز است، استفاده می‌شود. در این آزمایش‌ها، فقط بار (از طریق یک سلول بار روی دستگاه آزمایش) اندازه‌گیری می‌شود. مزایای این روش، راه‌اندازی ساده‌تر و ماهیت سریع‌تر و ارزان‌تر آن در زمانی است که داده‌های کشش مورد نیاز نیست.

نسبت پواسون، نسبت کاهش متناسب در بُعد جانبی به افزایش متناسب در طول در یک نمونه ماده تحت تنش الاستیک را بیان می‌کند. نسبت پواسون یک ثابت ضروری در تجزیه و تحلیل‌ها برای تعیین خواص کششی و انحراف مواد (پلاستیک یا فلزات) است.

روش الف مشخصات مکانیکی کاملی را ارائه می‌دهد، در حالی که روش ب ارزیابی سریع مقاومت را ارائه می‌دهد.

بارگذاری ترکیبی فشرده‌سازی (CLC) به روش اعمال نیروی فشاری به یک نمونه آزمایشی با استفاده از ترکیبی از موارد زیر اشاره دارد:

  • بارگذاری انتهایی (فشار محوری مستقیم از انتها)
  • بارگذاری برشی (نیروی منتقل شده از سطوح نمونه از طریق برهمکنش برش-گیرش)

این تکنیک برای تعیین خواص فشاری کامپوزیت‌های ماتریس پلیمری تقویت‌شده با الیاف در استاندارد ASTM D6641 استفاده می‌شود.

آزمایش فشرده‌سازی کامپوزیت‌ها می‌تواند در موارد زیر مشکل‌ساز باشد:

  • کمانش نمونه‌های نازک
  • خرد شدن در نقاط ورود بار (انتها)
  • لغزش یا بارگذاری ناهموار در سیستم‌های مبتنی بر نگهدارنده

رویکرد بارگذاری ترکیبی با توزیع بار، این مشکلات را برطرف می‌کند:

  • بارگذاری انتهایی نیروی فشاری محوری ایجاد می‌کند
  • بارگذاری برشی به انتقال روان بار از طریق دسته‌های جانبی کمک می‌کند.

مزایای فشرده‌سازی بار ترکیبی عبارتند از:

  • کمانش اویلر را به حداقل می‌رساند (به خصوص در نمونه‌های نازک)
  • له شدن موضعی روی دسته‌ها یا نوک‌ها را کاهش می‌دهد
  • اندازه‌گیری دقیق استحکام و مدول را فراهم می‌کند
  • قابلیت نصب لمینت‌های یک‌جهته و چندجهته
  • نتایج ثابت و تکرارپذیری ارائه می‌دهد
  • مزایای برش و بارگذاری انتهایی را با هم ترکیب می‌کند

سازمان ما که سال‌هاست از طریق طیف گسترده‌ای از فعالیت‌های آزمایش، اندازه‌گیری، تجزیه و تحلیل و ارزیابی، از مشاغل در تمام بخش‌ها پشتیبانی می‌کند، دارای تیمی قوی از کارکنان است که از نزدیک پیشرفت‌های جهانی در علم و فناوری را دنبال می‌کنند و دائماً در حال بهبود خود هستند. در این زمینه، ما همچنین خدمات آزمایشی را مطابق با "روش آزمون استاندارد ASTM D6641/D6641M برای خواص فشاری مواد کامپوزیت ماتریس پلیمری با استفاده از دستگاه آزمون فشار بار ترکیبی (CLC)" ارائه می‌دهیم.

واتساپ