ASTM D6641/D6641M Sifat Kompresi Material Komposit Matriks Polimer

Standar "Metode Uji Standar ASTM D6641/D6641M untuk Sifat Tekan Material Komposit Matriks Polimer Menggunakan Alat Uji Beban-Kompresi Gabungan (CLC)" yang dikembangkan oleh American Society for Testing and Materials (ASTM) menjelaskan sifat kuat tekan dan kekerasan material komposit matriks polimer menggunakan alat uji beban-kompresi gabungan (CLC). Metode uji ini berlaku untuk komposit umum yang seimbang dan simetris.

Spesimen dapat berupa spesimen tanpa tab (Metode A) atau dengan tab (Metode B), sesuai kebutuhan. Syarat keberhasilan pengujian adalah ujung spesimen tidak tergencet selama pengujian. Spesimen tanpa tab umumnya cocok digunakan dengan material ortotropi rendah, seperti kain, komposit serat cacah, dan laminasi dengan laminasi 0 derajat maksimum 50 persen atau setara. Material dengan ortotropi tinggi, termasuk komposit unidirectional, umumnya memerlukan tab.

Gaya tekan dimasukkan ke dalam spesimen melalui kombinasi pembebanan ujung dan geser. Sebagai perbandingan, metode uji yang dijelaskan dalam ASTM D3410/D3410M merupakan metode uji pembebanan geser dan tekan murni, sementara ASTM D695 mencakup metode uji pembebanan ujung murni. Komposit searah (orientasi lapis 0 derajat) dan laminasi komposit multiarah, komposit kain, komposit serat cacah, dan material serupa dapat diuji.

Metode uji ini dirancang untuk menghasilkan data sifat tekan untuk properti material, penelitian dan pengembangan, jaminan mutu, serta desain dan analisis struktur. Spesimen tabular (Prosedur B), yang biasanya digunakan saat menguji komposit searah, serupa dengan metode uji kompresi beban gabungan (CLC) (beban geser ujung gabungan), standar ASTM D3410/D3410M (beban geser), dan standar ASTM D695 (beban ujung).

Manfaat pembebanan gabungan menjadi sangat jelas ketika menguji material dengan kekuatan lebih rendah (Prosedur A), di mana spesimen dengan pembebanan gabungan (CLC) non-tab dapat digunakan. Pengujian spesimen non-tab dari material yang sama mungkin tidak berhasil menggunakan salah satu dari dua metode lainnya. Ketika menguji laminasi tertentu, data pembebanan gabungan (CLC) sering digunakan untuk menyimpulkan kekuatan lapis 0 derajat, dan teori laminasi digunakan untuk menghitung kekuatan laminasi searah 0 derajat.

Faktor-faktor yang memengaruhi respons tekan meliputi: jenis material, metode persiapan dan penempatan material, urutan penumpukan spesimen, persiapan spesimen, pengkondisian spesimen, lingkungan pengujian, kecepatan uji, waktu pada suhu, kandungan rongga, dan persentase volume tulangan. Sifat komposit pada arah pengujian yang dapat diperoleh dari metode pengujian ini meliputi:

kekuatan tekan pamungkas
tegangan tekan pamungkas
Modulus elastisitas kompresif (linier atau kord)
Rasio Poisson dalam tekanan

Dalam standar ASTM D6641, Metode A dan Metode B mengacu pada dua prosedur berbeda untuk mengukur sifat tekan bahan komposit, tergantung pada bagaimana regangan diukur:

Metode A: Pengukuran regangan (dengan pengukur regangan atau ekstensometer): Regangan diukur menggunakan pengukur regangan atau ekstensometer yang diaplikasikan langsung pada spesimen uji. Metode ini memungkinkan penentuan modulus tekan (E), rasio Poisson, dan perilaku tegangan-regangan, selain kekuatan tekan. Pengukur regangan aksial atau ekstensometer digunakan dalam pengujian ini. Pengukuran regangan transversal dapat dilakukan secara opsional untuk menentukan rasio Poisson. Keuntungan dari metode ini, memberikan akurasi tinggi dalam penentuan modulus dan kurva tegangan-regangan lengkap.
Metode B: Hanya kekuatan (tanpa pengukuran tegangan): Hanya kuat tekan yang diukur; tidak ada pengukur regangan atau ekstensometer yang digunakan. Metode ini unik karena hanya digunakan ketika kuat tekan ultimit dibutuhkan. Dalam pengujian ini, hanya beban yang diukur (melalui sel beban pada mesin uji). Keunggulan metode ini adalah pengaturannya yang lebih sederhana serta sifatnya yang lebih cepat dan murah ketika data tegangan tidak diperlukan.

Rasio Poisson menyatakan rasio penurunan proporsional dimensi lateral terhadap pertambahan proporsional panjang pada spesimen material yang diberi tegangan elastis. Rasio Poisson merupakan konstanta penting dalam analisis untuk menentukan sifat tarik dan lendutan material (plastik atau logam).

Metode A menyediakan karakterisasi mekanis lengkap, sementara Metode B menyediakan penilaian kekuatan cepat.

Kompresi beban gabungan (CLC) mengacu pada metode penerapan gaya tekan pada spesimen uji menggunakan kombinasi:

Beban ujung (kompresi aksial langsung dari ujung)
Beban geser (gaya yang ditransfer dari permukaan spesimen melalui interaksi geser-cengkeraman)

Teknik ini digunakan untuk menentukan sifat kompresi komposit matriks polimer yang diperkuat serat dalam standar ASTM D6641.

Pengujian kompresi komposit dapat menjadi masalah ketika:

Tekuk sampel tipis
Penghancuran pada titik masuk beban (ujung)
Tergelincir atau beban tidak merata pada sistem berbasis penahan

Pendekatan pembebanan gabungan mengatasi masalah ini dengan mendistribusikan beban:

Pembebanan ujung memberikan gaya tekan aksial
Pembebanan geser membantu mentransfer beban dengan lancar melalui pegangan samping

Manfaat kompresi beban gabungan meliputi:

Meminimalkan tekuk Euler (terutama pada sampel tipis)
Mengurangi penghancuran lokal pada pegangan atau ujung
Memberikan pengukuran kekuatan dan modulus yang akurat
Dapat mengakomodasi laminasi searah dan multi arah
Memberikan hasil yang konsisten dan dapat diulang

Menggabungkan keuntungan pemotongan dan pemuatan akhir

Organisasi kami, yang telah mendukung berbagai bisnis di berbagai sektor selama bertahun-tahun melalui beragam kegiatan pengujian, pengukuran, analisis, dan evaluasi, memiliki tim karyawan yang tangguh yang senantiasa mengikuti perkembangan global dalam sains dan teknologi serta terus meningkatkan diri. Dalam konteks ini, kami juga menyediakan layanan pengujian sesuai dengan "Metode Uji Standar ASTM D6641/D6641M untuk Sifat Kompresi Material Komposit Matriks Polimer Menggunakan Perlengkapan Uji Kompresi Beban Gabungan (CLC)".