ASTM D7136/D7136M-12 روش آزمون استاندارد برای اندازه‌گیری مقاومت در برابر آسیب کامپوزیت ماتریس پلیمری تقویت‌شده با الیاف در برابر ضربه ناشی از سقوط وزنه

ASTM D7136/D7136M-12 روش آزمون استاندارد برای اندازه‌گیری مقاومت در برابر آسیب کامپوزیت ماتریس پلیمری تقویت‌شده با الیاف در برابر ضربه ناشی از سقوط وزنه

استاندارد «ASTM D7136/D7136M-12 روش آزمون استاندارد برای اندازه‌گیری مقاومت به آسیب کامپوزیت ماتریس پلیمری تقویت‌شده با الیاف در برابر ضربه ناشی از سقوط وزنه» که توسط انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) منتشر شده است، روشی را برای تعیین مقاومت به آسیب چندلایه‌های کامپوزیت ماتریس پلیمری چند جهته که در معرض ضربه ناشی از سقوط وزنه قرار گرفته‌اند، شرح می‌دهد. اشکال مواد کامپوزیتی به کامپوزیت‌های ماتریس پلیمری فشرده با الیاف پیوسته با طیف وسیعی از لایه‌های آزمایشی قابل قبول و ضخامت‌های تعریف شده در این استاندارد محدود می‌شوند. دستورالعمل‌های اصلاح این رویه‌ها برای تعیین خواص مقاومت در برابر آسیب سازه‌های ساندویچی در ASTM D7766/D7766M آمده است.

ASTM D7136/D7136M-12 روش آزمون استاندارد برای اندازه‌گیری مقاومت در برابر آسیب کامپوزیت ماتریس پلیمری تقویت‌شده با الیاف در برابر ضربه ناشی از سقوط وزنه

یک صفحه کامپوزیتی مسطح و مستطیلی با استفاده از یک دستگاه وزنه سقوطی با ضربه زننده نیم‌کروی، تحت ضربه شدید خارج از صفحه قرار می‌گیرد. انرژی پتانسیل وزنه ضربه، همانطور که توسط جرم ضربه زننده و ارتفاع سقوط تعریف می‌شود، قبل از آزمایش مشخص می‌شود. تجهیزات و رویه‌هایی برای اندازه‌گیری اختیاری نیروی تماسی و سرعت در طول رویداد ضربه ارائه شده است. مقاومت در برابر آسیب به صورت کمی و بر اساس میزان و نوع آسیبی که در نمونه رخ می‌دهد، تعیین می‌شود.

این روش آزمایش می‌تواند برای غربالگری مواد برای مقاومت در برابر آسیب یا برای آسیب رساندن به یک نمونه برای آزمایش تحمل آسیب بعدی استفاده شود. وقتی صفحه ضربه‌گیر طبق روش آزمون استاندارد ASTM D7137/D7137M آزمایش می‌شود، توالی کلی آزمون معمولاً به عنوان روش فشرده‌سازی پس از ضربه شناخته می‌شود. فرورفتگی شبه‌استاتیکی مطابق با روش آزمون استاندارد ASTM D6264/D6264M می‌تواند به عنوان روشی جایگزین برای ایجاد آسیب ناشی از نیروی خارج از صفحه و اندازه‌گیری خواص مقاومت در برابر آسیب مورد استفاده قرار گیرد.

خواص مقاومت در برابر آسیب که توسط این روش آزمایش تعیین می‌شود، به عوامل مختلفی مانند هندسه نمونه، لایه‌بندی، هندسه ضربه، جرم ضربه، نیروی ضربه، انرژی ضربه و شرایط مرزی بسیار وابسته است. بنابراین، نتایج عموماً برای سایر پیکربندی‌ها قابل تعمیم نیستند و مختص ترکیب شرایط هندسی و فیزیکی مورد آزمایش می‌باشند.

برای اهداف این استاندارد، اصطلاحات و تعاریف زیر اعمال می شود:

  • عمق شیار به عمق باقی مانده از فرورفتگی ایجاد شده توسط یک جسم ضربه زننده پس از رویداد ضربه اشاره دارد. عمق شیار به صورت حداکثر فاصله در جهت عمود بر سطح نمونه از پایین‌ترین نقطه شیار تا صفحه سطح ضربه‌دیده که توسط شیار مختل نشده باشد، تعریف می‌شود.
  • ارزش اسمی، مقداری است که به منظور شناسایی راحت، به یک ویژگی قابل اندازه‌گیری اختصاص داده می‌شود و فقط در نام وجود دارد. می‌توان تلرانس‌ها را برای یک مقدار اسمی اعمال کرد تا محدوده قابل قبولی برای آن ویژگی تعریف شود.
  • سیستم مختصات ماده مادر، سیستم مختصاتی است که محورهای آن عمود بر صفحات تقارن مختص به یک ماده هستند.
  • نیروی تماسی ثبت شده، نیرویی است که توسط ضربه زننده در حین رویداد ضربه به نمونه اعمال می‌شود، همانطور که توسط یک نیروسنج ثبت شده است.
  • سیستم مختصات مرجع، یک سیستم مختصات برای کامپوزیت‌های چندلایه است که برای تعریف جهت‌گیری لایه‌ها استفاده می‌شود.
  • نوک ضربه زننده، بخشی یا جزئی از ابزار ضربه زننده است که در حین ضربه، ابتدا با نمونه آزمایش تماس پیدا می‌کند.

آزمایش ضربه سقوط وزنه با استفاده از یک صفحه چند لایه متقارن و متعادل انجام می‌شود. آسیب توسط یک ضربه متمرکز و خارج از صفحه (عمود بر صفحه لمینت) با استفاده از یک وزنه با نوک نیم‌کره وارد می‌شود. مقاومت در برابر آسیب به صورت کمی و بر اساس میزان و نوع آسیب رخ داده در نمونه تعیین می‌شود. پاسخ به آسیب تابعی از پیکربندی آزمایش است، مقایسه بین مواد امکان‌پذیر نیست مگر اینکه از پیکربندی‌های آزمایش یکسان، شرایط آزمایش و شرایط مشابه استفاده شود.

روش‌های اختیاری برای ثبت سرعت ضربه و نیروی تماسی اعمال شده در برابر داده‌های تاریخچه زمانی ارائه شده است. حالت‌های آسیب ترجیحی ناشی از ضربه در مرکز صفحه و به اندازه کافی دور از لبه‌های صفحه قرار دارند تا حالت‌های تنش موضعی در لبه‌ها و در محل ضربه در طول رویداد ایجاد آسیب با هم تداخل نداشته باشند.

حساسیت به آسیب ناشی از نیروهای ضربه‌ای متمرکز خارج از صفحه، یکی از دغدغه‌های اصلی طراحی بسیاری از سازه‌های ساخته شده از لایه‌های کامپوزیتی پیشرفته است. دانستن خواص مقاومت در برابر آسیب یک صفحه کامپوزیتی چندلایه برای توسعه محصول و انتخاب مواد مفید است.

آزمایش ضربه سقوطی می‌تواند اهداف زیر را برآورده کند:

  • تعیین کمیت اثرات توالی چیدن الیاف، عملیات سطحی الیاف، تغییرات در کسر حجمی الیاف، و متغیرهای فرآیندی و محیطی بر مقاومت در برابر آسیب یک لمینت کامپوزیتی معین در برابر نیرو یا انرژی ضربه ناشی از سقوط متمرکز.
  • برای مقایسه کمی مقادیر نسبی پارامترهای مقاومت در برابر آسیب برای مواد کامپوزیتی با اجزای مختلف. پارامترهای پاسخ به آسیب ممکن است شامل عمق لهیدگی، ابعاد آسیب و مکان‌های آسیب در امتداد ضخامت، منحنی نیرو-زمان باشد.
  • برای آسیب رساندن به نمونه جهت آزمایش‌های تحمل آسیب بعدی (مثلاً روش آزمایش استاندارد ASTM D7137/D7137M).

خواص به‌دست‌آمده با استفاده از این روش آزمایش می‌تواند راهنمایی در مورد مقاومت در برابر آسیب مورد انتظار ارائه دهد.

سازمان ما که سال‌هاست با طیف گسترده‌ای از مطالعات آزمایش، اندازه‌گیری، تحلیل و ارزیابی که انجام می‌دهد، سعی در حمایت از کسب‌وکارها از هر بخشی دارد، دارای کارکنانی قوی است که از نزدیک تحولات جهان در زمینه علم و فناوری را دنبال می‌کنند و دائماً خود را بهبود می‌بخشند. در این زمینه، خدمات آزمایش نیز مطابق با استاندارد «روش آزمایش استاندارد ASTM D7136/D7136M-12 برای اندازه‌گیری مقاومت در برابر آسیب کامپوزیت ماتریس پلیمری تقویت‌شده با الیاف در برابر ضربه ناشی از سقوط وزنه» به مشاغل ارائه می‌شود.

واتساپ