ASTM D3479-D3479M Стандарден метод за тестирање на затегнувачки замор на композитни материјали од полимерна матрица

ASTM D3479/D3479M Стандардна постапка за тестирање на затегнувачки замор на композитни материјали од полимерна матрица

Стандардниот метод за тестирање ASTM D3479/D3479M за затегнувачки замор на композитни материјали од полимерна матрица, развиен од Американското здружение за тестирање и материјали (ASTM), опишува метод за тестирање што се користи за да се одреди однесувањето на замор на композитни материјали од полимерна матрица подложени на циклично затегнувачко оптоварување. Формите на композитниот материјал се ограничени на композити зајакнати со континуирани или дисконтинуирани влакна, чии еластични својства се специфично ортотропни во однос на насоката на тестирање. Овој метод на тестирање е ограничен на незасечени примероци за тестирање подложени на едноосно оптоварување во рамнина со константна амплитуда, каде што оптоварувањето е дефинирано во однос на параметар за контрола на тестирањето.

Овој метод на тестирање претставува две процедури, од кои секоја дефинира различен параметар за контрола на тестот:

Постапка А: Систем каде што параметарот за контрола на тестот е оптоварување (напрегање) и машината е контролирана така што примерокот за тестирање е подложен на повторени циклуси на оптоварување со константна амплитуда. Во оваа постапка, параметарот за контрола на тестот може да се дефинира со користење на инженерски напон или применето оптоварување како променлива со замор со константна амплитуда.
Постапка Б: Систем каде што параметарот за контрола на тестот е деформацијата во насоката на оптоварување, а машината е контролирана така што примерокот за тестирање е подложен на повторени циклуси на деформација со константна амплитуда. Во оваа постапка, параметарот за контрола на тестот може да се дефинира со користење на инженерската деформација во насоката на оптоварување како променлива на замор со константна амплитуда.

Овој метод на тестирање е дизајниран за добивање податоци за замор на истегнување за својства на материјалите, истражување и развој, обезбедување квалитет и структурен дизајн и анализа. Примарниот резултат од тестот е векот на траење на замор на примерокот за тестирање под дадено оптоварување и услови на животната средина. Повторените тестови може да се користат за да се добијат распределби на векот на траење на замор за специфични типови материјали, конфигурации на ламинатни слоеви, средини и услови на оптоварување. Упатства за статистичка анализа на податоците за векот на траење на замор, како што е одредување на линеаризирани криви на стрес-век или деформација-век, се наоѓаат во стандардот ASTM E739.

Овој метод на тестирање може да се користи за истражување на оштетувањето од замор кај композитите од полимерна матрица, како што се појавата на микроскопски пукнатини, фрактури на влакна или одвојување на слоеви.

Преостанатата цврстина или крутост на примерокот, или и двете, може да се променат поради овие механизми на оштетување. Губењето на цврстината може да се измери со добивање на квазистатичка аксијална крива на напрегање-деформација со запирање на цикличното оптоварување во избрани интервали на циклуси, користејќи ги процедурите за одредување на модулот што се наоѓаат во стандардниот метод на тестирање ASTM D3039/D3039M. Губењето на цврстината поврзано со оштетување од замор може да се утврди со добивање на статичка цврстина со запирање на цикличното оптоварување со користење на стандардниот метод на тестирање ASTM D3039/D3039M.

Стандардот ASTM D3479/D3479M дефинира стандардизиран метод за проценка на однесувањето на полимерните матрични композити при замор при повторено затегнувачко оптоварување. Овие материјали, често зајакнати со влакна како што се јаглерод или стакло, се широко користени во воздухопловството, автомобилската индустрија, поморството и градежните апликации каде што цикличното оптоварување е критично.

Перформансите при замор се особено важни за композитите бидејќи оштетувањата често се акумулираат постепено (на пр., микропукнатини, деламинација) без веднаш видливо оштетување.

Овој стандард се фокусира на одредување на својствата на замор под циклично оптоварување со затегнувачки стрес, што значи дека материјалот постојано се растегнува, но не се компресира. Неговите клучни елементи се:

Ова се однесува на полимерни композити зајакнати со влакна (континуирани или дисконтинуирани влакна).
Ограничено на незасечени примероци.
Дизајниран за циклично оптоварување со константна амплитуда.
Погодно за:
- Еднонасочни ламинати (на пр., ориентации од 0 степени и 90 степени)
- Симетрични, ортотропни ламинатни структури

Опишаниот метод на тестирање проценува како композитот се однесува под повторени затегнувачки оптоварувања до кршење. Двете главни процедури за тестирање се следниве:

Постапка А (контролирано оптоварување): Примерокот е подложен на циклично оптоварување при константно ниво на напон.
Постапка Б (контролирана со напрегање): Примерокот претрпува циклична деформација при константно ниво на напрегање.

Овие пристапи им овозможуваат на инженерите да симулираат различни услови на оптоварување во реалниот свет.

Примарниот исход од тестот е животниот век на замор, обично изразен на следниов начин:

Број на циклуси до дефект
Врска на напон-живот
Врска помеѓу напнатоста и животот

Дополнителни набљудувања може да вклучуваат:

Цврстината се намалува со текот на времето.
Преостаната сила по делумно возење велосипед
Механизми на оштетување, на пример:
- Матрично кршење
- Кршење на влакната
- Разделување на слоеви

Стандардот ASTM D3479/D3479M ги специфицира следниве:

Геометрија на примерокот (рамни примероци, без засеци)
Услови на оптоварување (фреквенција, однос на напон, бранова форма)
Услови на животната средина (температура, влажност доколку е потребно)
Уреди што се користат за мерење на оптоварување, деформација и циклуси.

Машините за тестирање што ќе се користат мора да бидат способни да применуваат циклични оптоварувања со контролирана амплитуда.

Стандардот ASTM D3479/D3479M е широко користен во следниве области:

Квалификација на материјалот: Споредба на перформансите на замор кај различни композитни системи.
Дизајн и инженерство: Генерирање податоци за замор за структурен дизајн (на пр., крила на авиони, автомобилски делови).
Истражување и развој: Разбирање на развојот на оштетувања кај композитите.
Обезбедување на квалитет: Обезбедување конзистентност во производствените процеси.

Податоците им помагаат на инженерите да го предвидат работниот век и сигурноста под услови на циклично оптоварување.

Главните предности на овој стандард се:

Обезбедува повторувачки и споредливи резултати.
Поддржува статистичка анализа на замор.
Овозможува подобрување на толеранциите во дизајнот.
Применливо за широк спектар на композитни конфигурации.

Сепак, овој стандард има некои ограничувања:

Ограничено само на затегнувачко оптоварување (без компресија или повеќеосен замор)
Користи оптоварување со константна амплитуда (што не го претставува точно променливото оптоварување во реалниот живот).
Применливо само за незасечени примероци.
Ова бара внимателна контрола на условите за тестирање за да се спречи варијабилност.

Овој стандард најчесто се користи во комбинација со следново:

Стандарди за тестирање на истегнување (на пр., проценка на статичка цврстина)
Стандарди за анализа на податоци за замор (за развој на криви)

Заедно, овие овозможуваат целосно разбирање на механичкото однесување на композитите.

Како заклучок, стандардот ASTM D3479/D3479M е фундаментален стандард за оценување на перформансите на замор на полимерните матрични композити под циклично затегнувачко оптоварување. Неговата структурирана методологија им овозможува на инженерите да генерираат сигурни податоци за замор потребни за дизајнирање робусни, високо-перформансни композитни структури за барајќи апликации.

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 D3479/D3479M.