ASTM D3410 Мерење на компресивни својства на композитни материјали од полимерна матрица со смолкнување

ASTM D3410 Мерење на компресивни својства на композитни материјали од полимерна матрица со смолкнување

Стандардниот метод за тестирање ASTM D3410 за смичко оптоварување на компресивни својства на неподдржани мерни композитни материјали од полимерна матрица, развиен од Американското здружение за тестирање и материјали (ASTM), опишува метод за тестирање за одредување на компресиските својства во рамнината на композитни материјали од полимерна матрица зајакнати со влакна со висок модул.

ASTM D3410 Мерење на компресивни својства на композитни материјали од полимерна матрица со смолкнување

Формите на композитниот материјал се ограничени на континуирани или дисконтинуирани композити зајакнати со влакна чии еластични својства се специфично ортотропни во однос на насоката на тестирање. Оваа постапка на тестирање применува сила на притисок врз примерокот со смолкнување на граничните површини што држат клин. Овој тип на пренос на сила се разликува од следниве процедури:

  • Стандарден тест метод ASTM D695 во кој силата на притисок се пренесува на примерокот со крајно оптоварување.
  • Стандарден тест метод ASTM D6641 во кој силата на притисок се пренесува со комбинирано смолкнување и крајно оптоварување.
  • Стандарден тест метод ASTM D5467 во кој силата на притисок се пренесува со подложување на тенкообложена сендвич-греда со јадро од саќе на свиткување во четири точки.

Овој метод на тестирање е применлив за композити направени од еднонасочна лента, вметнување на влажни влакна, текстил (на пр., ткаенина), кратки влакна или слични форми на производи. Некои форми на производи може да бараат отстапувања од методот на тестирање.

Овој метод на тестирање е дизајниран да генерира податоци за компресивна цврстина за својства на материјалите, истражување и развој, обезбедување квалитет и структурен дизајн и анализа. Факторите што влијаат на компресивниот одговор, а со тоа бараат известување, вклучуваат: материјал, методи за подготовка на материјалот и слоевитост, секвенца на редење на примероци, подготовка на примероци, кондиционирање на примероци, тест средина, усогласување и лепење на примероците, брзина на тестирање, време на задржување на температурата, содржина на празнини и процент на волуметриско засилување. Карактеристиките на тест-насочувањето што може да се добијат од овој метод на тестирање вклучуваат:

  • Крајна цврстина на притисок
  • Максимално компресивно оптоварување
  • Модул на еластичност на компресија (линеарен или зрак)
  • Пуасонов однос при притисок
  • Преодна напнатост

ASTM D3410 е стандарден метод за тестирање што се користи за одредување на компресивни својства на композитните материјали од полимерна матрица. Тој е особено важен за јаглеродни влакна, стаклени влакна, арамидни влакна и други зајакнати полимерни композити, бидејќи компресивната цврстина и модулот на компресија се критични својства на дизајнот. Овој стандард обезбедува контролирана лабораториска постапка за подложување на композитните примероци на компресивно оптоварување и мерење на нивниот одговор до кршење.

Опишаниот метод на тестирање е првенствено дизајниран за композити од полимерна матрица со континуирани или дисконтинуирани влакна. За разлика од конвенционалниот тест за компресија каде што врвовите на примерокот се директно компресирани, стандардот ASTM D3410 користи фиксатор кој го применува компресивното оптоварување преку смолкнување на врвовите на примерокот. Овој пристап помага да се ублажат некои од проблемите поврзани со конвенционалните тестови за компресија, особено кршењето и нестабилноста на врвот на примерокот.

Примарната цел на стандардот ASTM D3410 е да ги дефинира основните компресивни својства на композитните материјали. Тие вклучуваат:

  • Јачина на притисок
  • Компресивно оптоварување при фрактура
  • Модул за притисок
  • Однесување предизвикано од стрес-напрегање
  • Својства на фрактура

Овие својства се важни бидејќи композитните материјали можат да се однесуваат многу различно под затегнување и компресија. На пример, композитот од јаглеродни влакна може да има екстремно висока затегнувачка цврстина, но значително пониска компресивна цврстина поради следниве механизми:

  • Микро-виткање на влакна
  • Намотување на влакна
  • Матрично кршење
  • Разделување на влакна/матрица
  • Разделување на слоеви

Стандардот ASTM D3410 обезбедува стандардизиран метод за мерење на ова однесување.

Во конструкции каде што композитните компоненти се подложени на компресивни оптоварувања, компресивните перформанси се од клучно значење. Примерите вклучуваат:

  • Автомобилски структурни компоненти
  • Структури на авиони
  • Воздухопловни компоненти
  • Структури на ветерни турбини
  • Притисочни садови
  • Спортска опрема
  • Индустриски композитни конструкции
  • Композитни панели и ламинати

Без стандардизиран тест за компресија, резултатите од различни лаборатории можат значително да варираат поради разлики во геометријата на примерокот, методот на полнење, усогласувањето и опремата за тестирање. Затоа, стандардот ASTM D3410 помага да се обезбедат повторувачки и споредливи резултати од тестовите.

Основниот принцип е релативно едноставен. Композитен примерок се поставува во специјална компресивна фиксажа. Фиксата применува аксијална компресивна сила на примерокот преку смолкнување на краевите на примерокот. Како што се зголемува оптоварувањето, машината за тестирање ја евидентира применетата сила и соодветната деформација/деформација. Добиените податоци за оптоварувањето и деформацијата може да се користат за конструирање на крива на напрегање-деформација.

Примерокот е обично релативно тесен, рамен композитен примерок дизајниран да се вклопи во компресивен држач. Клучните карактеристики на примерокот вклучуваат:

  • Тип на материјал
  • Архитектура на влакна
  • Ориентација на влакна
  • Редослед на слоеви од ламинат
  • дебела
  • Ширина
  • должина
  • Состојба на површината

Димензиите и подготовката на примерокот се важни бидејќи неточните димензии или оштетувањето може да доведат до предвремено откажување и погрешни резултати. Примероците мора да бидат без следниве дефекти:

  • Пукнатини
  • Разделување на слоеви
  • Оштетување на работ
  • празнини
  • Оштетување од обработка

Типична поставка за тестирање вклучува следново:

  • Универзална машина за тестирање: Машината применува контролирана сила на стегање на примерокот.
  • Компресиска фиксажа: Потребна е специјална фиксажа за пренесување на компресиското оптоварување на примерокот преку соодветен механизам за смичено оптоварување.
  • Ќелија за оптоварување: Ќелијата за оптоварување ја мери силата што се применува на примерокот.
  • Систем за мерење на деформација: Во зависност од конфигурацијата на тестот, деформацијата може да се мери со помош на следниве уреди:
    • мерачи на напон
    • Екстензиометри
    • Други соодветни системи за мерење на деформации
  • Систем за собирање податоци: Системот ги евидентира следниве податоци:
    • Применето оптоварување
    • Поместување или напрегање
    • Заман
    • Други релевантни тест параметри

Генерално, процесот на тестирање ги следи следниве чекори:

  • Чекор 1 Подготовка на примерокот: Композитни примероци се произведуваат и обработуваат до потребните димензии. Примероците се проверуваат за видливи дефекти.
  • Чекор 2 Кондиционирање: Примероците може да се кондиционираат под одредени услови на животната средина пред тестирањето. Ова е особено важно за полимерните композити бидејќи на својствата може да влијаат:
    • температура
    • Ниту
    • Апсорпција на влага
  • Чекор 3 Поставување на фиксаторот: Примерокот се поставува во компресивниот фиксатор. Правилното порамнување е исклучително важно.
  • Чекор 4 Примена на компресиско оптоварување: Машината за тестирање го применува компресиското оптоварување со одредената брзина. Примерокот континуирано се следи за време на оптоварувањето.
  • Чекор 5 Фрактура: Оптоварувањето продолжува сè додека примерокот не достигне состојба на компресивна фрактура. Типичните механизми на дефект може да вклучуваат:
    • Извртување на влакна
    • Виткање на влакна
    • Матрично кршење
    • Разделување на слоеви
    • Неуспешно сечење
    • Локално дробење
  • Чекор 6 Евидентирање на резултатите: Податоците за оптоварувањето и деформацијата се анализираат за да се утврдат потребните карактеристики на притисокот.

Разбирањето како примерокот се фрактурирал е исто толку важно како и добивањето на нумеричката вредност на цврстината. Вообичаените начини на фрактура вклучуваат:

  • Извртување на влакната: Локална ротација или свиткување на влакната под компресија.
  • Микробвиткување на влакна: Нестабилност на влакна во мал обем.
  • Пукнатина на матрицата: Пукнатина на полимерната матрица.
  • Разделување на слоеви: Разделување помеѓу слоевите на ламинат.
  • Смичка фрактура: Фрактура предизвикана од прекумерни смички напрегања.
  • Дробење на врвот: Локално оштетување во близина на врвовите на примерокот.
  • Глобално свиткување: Нестабилност на примерокот како целина.

Затоа, резултатот од тестот треба да се оцени во врска со нормално забележаниот рефрактивен режим.

Со години, нашата организација, со својот компетентен и искусен тим, ги разбира потребите на своите клиенти, обезбедувајќи им напредни услуги за тестирање што им се потребни и помагајќи им во воспоставувањето, имплементацијата и подобрувањето на системите за управување. Во оваа рамка, ние исто така нудиме услуги за тестирање во согласност со стандардот ASTM D3410.

WhatsApp