Norma ASTM D3410 dotycząca metody badania ścinania właściwości ściskających niepodpartych materiałów kompozytowych o matrycy polimerowej o przekroju pomiarowym, opracowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM), opisuje metodę badania służącą do określania właściwości ściskających w płaszczyźnie materiałów kompozytowych o matrycy polimerowej wzmacnianych włóknami o wysokim module.
Formy materiałów kompozytowych ograniczają się do kompozytów wzmacnianych włóknami ciągłymi lub nieciągłymi, których właściwości sprężyste są ściśle ortotropowe względem kierunku badania. Niniejsza procedura badawcza polega na przyłożeniu siły ściskającej do próbki poprzez ścinanie na stykach klinowych. Ten rodzaj przenoszenia siły różni się od poniższych procedur:
Niniejsza metoda badawcza ma zastosowanie do kompozytów wykonanych z taśmy jednokierunkowej, włókien wnikających na mokro, tekstyliów (np. tkanin), włókien krótkich lub podobnych form produktów. Niektóre formy produktów mogą wymagać odstępstw od metody badawczej.
Niniejsza metoda badawcza została opracowana w celu generowania danych dotyczących wytrzymałości na ściskanie dla potrzeb właściwości materiałów, badań i rozwoju, zapewnienia jakości oraz projektowania i analizy konstrukcji. Czynniki wpływające na reakcję na ściskanie, a zatem wymagające raportowania, obejmują: materiał, metody przygotowania i warstwowania materiału, kolejność układania próbek, przygotowanie próbki, kondycjonowanie próbki, środowisko badawcze, ustawienie i przyczepność próbki, prędkość badania, czas retencji temperatury, zawartość pustych przestrzeni oraz procentowe wzmocnienie objętościowe. Charakterystyki kierunkowe badania uzyskiwane za pomocą tej metody badawczej obejmują:
Norma ASTM D3410 to standardowa metoda badawcza stosowana do określania właściwości ściskających materiałów kompozytowych z matrycą polimerową. Jest ona szczególnie istotna w przypadku kompozytów z włókna węglowego, szklanego, aramidowego i innych wzmocnionych kompozytów polimerowych, ponieważ wytrzymałość na ściskanie i moduł sprężystości przy ściskaniu są kluczowymi parametrami projektowymi. Norma ta określa kontrolowaną procedurę laboratoryjną poddawania próbek kompozytowych obciążeniu ściskającemu i pomiaru ich reakcji aż do momentu pęknięcia.
Opisana metoda badawcza jest przeznaczona przede wszystkim do kompozytów o matrycy polimerowej z włóknami ciągłymi lub nieciągłymi. W przeciwieństwie do konwencjonalnego testu ściskania, w którym końcówki próbek są ściskane bezpośrednio, norma ASTM D3410 wykorzystuje przyrząd, który przykłada obciążenie ściskające poprzez obciążenie ścinające do końcówek próbek. Takie podejście pomaga złagodzić niektóre problemy związane z konwencjonalnymi testami ściskania, w szczególności zgniatanie końcówek próbek i ich niestabilność.
Głównym celem normy ASTM D3410 jest określenie podstawowych właściwości ściskających materiałów kompozytowych. Należą do nich:
Właściwości te są istotne, ponieważ materiały kompozytowe mogą zachowywać się bardzo różnie pod wpływem rozciągania i ściskania. Na przykład kompozyt z włókna węglowego może mieć wyjątkowo wysoką wytrzymałość na rozciąganie, ale znacznie niższą wytrzymałość na ściskanie ze względu na następujące mechanizmy:
Norma ASTM D3410 przedstawia znormalizowaną metodę pomiaru tego zachowania.
W konstrukcjach, w których elementy kompozytowe są poddawane obciążeniom ściskającym, wytrzymałość na ściskanie ma kluczowe znaczenie. Przykłady obejmują:
Bez znormalizowanego testu ściskania wyniki z różnych laboratoriów mogą się znacznie różnić ze względu na różnice w geometrii próbki, metodzie obciążenia, ustawieniu i sprzęcie badawczym. Dlatego norma ASTM D3410 pomaga zapewnić powtarzalne i porównywalne wyniki badań.
Zasada działania jest stosunkowo prosta. Próbkę kompozytową umieszcza się w specjalnym uchwycie ściskającym. Uchwyt przykłada do próbki siłę ściskającą osiowo poprzez obciążenie ścinające na końcach próbki. Wraz ze wzrostem obciążenia maszyna wytrzymałościowa rejestruje przyłożoną siłę i odpowiadające jej odkształcenie/odkształcenie. Uzyskane dane dotyczące obciążenia i odkształcenia można wykorzystać do sporządzenia krzywej naprężenie-odkształcenie.
Próbka jest zazwyczaj stosunkowo wąską, płaską próbką kompozytową, zaprojektowaną tak, aby pasowała do uchwytu ściskającego. Kluczowe cechy próbki to:
Wymiary i przygotowanie próbki są istotne, ponieważ nieprawidłowe wymiary lub uszkodzenia mogą prowadzić do przedwczesnej awarii i błędnych wyników. Próbki muszą być wolne od następujących wad:
Typowa konfiguracja testu obejmuje następujące elementy:
Ogólnie rzecz biorąc, proces testowania przebiega następująco:
Zrozumienie sposobu pęknięcia próbki jest równie ważne, jak uzyskanie numerycznej wartości wytrzymałości. Typowe tryby pękania obejmują:
Dlatego wynik testu należy oceniać w powiązaniu z normalnie obserwowanym trybem refrakcji.
Nasza organizacja, z kompetentnym i doświadczonym zespołem, od wielu lat rozumie potrzeby swoich klientów, zapewniając im zaawansowane usługi testowe, których potrzebują, oraz wspierając ich we wdrażaniu, wdrażaniu i doskonaleniu systemów zarządzania. W tym zakresie świadczymy również usługi testowe zgodne z normą ASTM D3410.
Możesz poprosić nas o wypełnienie formularza, aby umówić się na spotkanie, uzyskać bardziej szczegółowe informacje lub poprosić o ocenę.
