ASTM D6641/D6641M Својства на компресија на композитни материјали од полимерна матрица

Стандардот „ASTM D6641/D6641M Стандарден метод за тестирање на компресивни својства на полимерни матрични композитни материјали со употреба на комбинирано оптоварување-компресија (CLC) тест склоп“ развиен од Американското здружение за тестирање и материјали (ASTM) ги опишува својствата на компресивна цврстина и тврдост на полимерни матрични композитните материјали со употреба на комбинирано оптоварување-компресија (CLC). Овој метод на тестирање е применлив за општи композити кои се избалансирани и симетрични.

Примерокот може да биде без јазичиња (Метод А) или со јазичиња (Метод Б), по потреба. Услов за успешно тестирање е краевите на примерокот да не бидат смачкани за време на тестирањето. Примероците без јазичиња се генерално погодни за употреба со материјали со ниска ортотропност, како што се ткаенини, композити со сечкани влакна и ламинати со максимум 50 проценти ламинација од 0 степени или еквивалентно. Материјалите со повисока ортотропност, вклучувајќи ги и еднонасочните композити, генерално бараат јазичиња.

Силата на притисок се внесува во примерокот со комбинирано оптоварување на крајот и смолкнување. За споредба, методот на тестирање опишан во ASTM D3410/D3410M е метод на тестирање на компресија со чисто смолкнување, а ASTM D695 вклучува метод на тестирање со чисто оптоварување на крајот. Може да се тестираат еднонасочни (ориентација на слој од 0 степени) композити и повеќенасочни композитни ламинати, композити од ткаенина, композити од сечкани влакна и слични материјали.

Овој метод на тестирање е дизајниран да произведе податоци за компресивни својства за својства на материјалите, истражување и развој, обезбедување квалитет и структурен дизајн и анализа. Табеларните (Постапка Б) примероци, кои обично се користат при тестирање на еднонасочни композити, се слични на методот за тестирање со комбинирано оптоварување со компресија (CLC) (комбинирано смолкнување на крајот на оптоварување), стандардот ASTM D3410/D3410M (смолкнување на оптоварување) и стандардот ASTM D695 (крајно оптоварување).

Придобивките од комбинираното оптоварување стануваат особено очигледни при тестирање на материјали со помала цврстина (Постапка А), каде што може да се користат примероци со комбинирано оптоварување со компресија (CLC) без јазиче. Можеби нема да биде можно успешно да се тестираат примероци од истите материјали без јазиче со користење на кој било од другите два методи. При тестирање на специфични ламинати, податоците за комбинирано оптоварување со компресија (CLC) често се користат за да се пресмета цврстината на слојот од 0 степени, а теоријата на ламинација се користи за да се пресмета цврстината на еднонасочниот ламинат од 0 степени.

Факторите што влијаат на компресивниот одговор вклучуваат: тип на материјал, методи за подготовка и поставување на материјалот, редослед на редење на примероците, подготовка на примероците, кондиционирање на примероците, тест средина, брзина на тестирање, време на температура, содржина на празнини и волуменски процент на арматура. Композитните својства во насоката на тестирање што можат да се добијат од овој метод на тестирање вклучуваат:

• Крајна цврстина на притисок
• Краен притисок на притисок
• Компресивен (линеарен или акордски) модул на еластичност
• Пуасонов сооднос во притисок

Во стандардот ASTM D6641, Методот А и Методот Б се однесуваат на две различни процедури за мерење на компресивни својства на композитните материјали, во зависност од тоа како се мери напрегањето:

• Метод А: Мерење на деформација (со мерачи на деформација или екстензометри): Деформацијата се мери со помош на мерачи на деформација или екстензометар применет директно на испитниот примерок. Овој метод овозможува одредување на модулот на компресија (E), односот на Пуасон и однесувањето на напрегање-деформација, покрај јакоста на компресија. Во овие тестови се користат аксијални мерачи на деформација или екстензометри. По желба се вршат попречни мерења на деформација за да се одреди односот на Пуасон. Предности на овој метод, обезбедува висока точност во одредувањето на модулот и целосна крива на напрегање-деформација.
• Метод Б: Само јакост (без мерење на затегнување): Се мери само компресивна цврстина; не се користат мерачи на деформација или екстензиометри. Овој метод е уникатен по тоа што се користи само кога е потребна крајна компресивна цврстина. Во овие тестови, се мери само оптоварувањето (преку оптоварување ќелија на машината за тестирање). Предностите на овој метод се неговото поедноставно поставување и неговата побрза и поевтина природа кога не се потребни податоци за затегнување.

Пуасоновиот однос го изразува односот на пропорционалното намалување на страничната димензија кон пропорционалното зголемување на должината во еластично напрегнат материјален примерок. Пуасоновиот однос е суштинска константа во анализите за одредување на затегнувачките и деформативните својства на материјалите (пластика или метали).

Методот А овозможува целосна механичка карактеризација, додека Методот Б овозможува брза проценка на цврстината.

Комбинираната компресија со оптоварување (CLC) се однесува на методот на примена на компресивна сила на испитен примерок користејќи комбинација од:

• Крајно оптоварување (директна аксијална компресија од краевите)
• Смично оптоварување (сила пренесена од површините на примерокот преку интеракцијата смично-зафат)

Оваа техника се користи за одредување на компресивните својства на композитите од полимерна матрица зајакнати со влакна во стандардот ASTM D6641.

Тестирањето на компресија на композити може да биде проблематично кога:

• Свиткување на тенки примероци
• Дробење на влезните точки (краеви) на товарот
• Лизгање или нерамномерно оптоварување во системи базирани на потпори

Комбинираниот пристап на оптоварување ги решава овие проблеми со распределба на оптоварувањето:

• Крајното оптоварување обезбедува аксијална компресивна сила
• Смолкнувањето помага товарот непречено да се пренесува низ страничните рачки

Предностите на комбинираната компресија на оптоварување вклучуваат:

• Го минимизира Ојлеровото извиткување (особено кај тенки примероци)
• Го намалува локализираното кршење на рачките или врвовите
• Овозможува прецизно мерење и на цврстината и на модулот
• Може да се сместат еднонасочни и повеќенасочни ламинати
• Обезбедува конзистентни и повторувачки резултати

• Ги комбинира предностите на сечењето и крајното полнење

Нашата организација, која со години ги поддржува бизнисите во сите сектори преку широк спектар на активности за тестирање, мерење, анализа и евалуација, има силен тим на вработени кои внимателно ги следат глобалните случувања во науката и технологијата и постојано се подобруваат. Во овој контекст, ние исто така нудиме услуги за тестирање во согласност со „ASTM D6641/D6641M Стандарден метод за тестирање за својства на компресија на композитни материјали од полимерна матрица со користење на комбинирано оптоварување со компресија (CLC)“.