ASTM D5868-01 Standardowa metoda badania przyczepności przy ścinaniu na zakładkę dla złącza z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem (FRP)

Norma ASTM D5868-01 dotycząca metody badania przyczepności na ścinanie zakładkowe do łączenia tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknami (FRP), opracowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM) , opisuje metodę badania przyczepności na ścinanie zakładkowe, stosowaną do pomiaru właściwości wiążących klejów do łączenia tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknami ze sobą i z metalami. Metoda ta ma zastosowanie zarówno do tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknami o orientacji losowej, jak i zorientowanej włóknem.

Niniejsza metoda badawcza ma na celu uzupełnienie metody badawczej opisanej w normie ASTM D1002-10 dotyczącej pozornej wytrzymałości na ścinanie próbek metalowych łączonych jednowarstwowym klejem z wykorzystaniem siły rozciągającej (metal-metal) oraz rozszerzenie jej zastosowania na pojedyncze zakładkowe połączenia klejowe z klejami z tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknami . Niniejsza metoda badawcza jest przydatna do generowania porównawczych danych dotyczących pozornej wytrzymałości na ścinanie dla połączeń wykonanych z różnych tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknami i stanowi narzędzie do porównywania metod obróbki powierzchni tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknami.

Terminy i definicje dotyczące klejów dla tej metody badawczej omówiono w normie „ASTM D907-12 Standardowa terminologia klejów”.

Niniejsza metoda badania obejmuje procedurę badania wytrzymałości wiązania na ścinanie na zakład przy użyciu materiałów kompozytowych, takich jak tworzywa sztuczne wzmocnione włóknami, które nie są zalecane w „Standardowej metodzie badawczej ASTM D3163-01 do określania wytrzymałości na ścinanie pod obciążeniem rozciągającym klejonych sztywnych zakładek z tworzywa sztucznego złącza ścinane”.

Ze względu na rosnące wykorzystanie tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknami wiązanymi, wynikające z nieodłącznych zalet, jakie zapewniają złącza klejone w porównaniu z połączeniami mocowanymi mechanicznie (w szczególności łagodzenie występów naprężeń i pęknięć naprężeniowych), istnieje potrzeba badań, w których złącza różnych materiałów można porównać podłoża z tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknami i kleje. Niniejsza metoda testowania została zaprojektowana, aby sprostać takiej potrzebie. Dodatkowe informacje na temat znaczenia i zastosowania znajdują się w „Standardowych wytycznych ASTM D4896-01 dotyczących stosowania wyników badań próbek połączeń klejonych z pojedynczą zakładką”.

Na pozorną wytrzymałość na ścinanie mogą wpływać procesy podłoża, takie jak wchłanianie wilgoci i wytrzymałość.

Maszyna wytrzymałościowa używana w tych testach musi być wyposażona w wahliwe uchwyty, które spełniają wymagania maszyny określone w normie „Standardowe praktyki ASTM E4-20 dotyczące weryfikacji siły w maszynach testujących” i mogą bezpiecznie chwycić próbkę bez poślizgu test.

Podłoża testowe, skład metalu z tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknami (obróbka cieplna, odpuszczanie i kondycjonowanie) oraz chropowatość powinny być zgodne z określonymi w normie. Kawałki tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem należy pociąć na płaskie kupony o wymiarach 25,4 mm x 100 mm i grubości nominalnej 2,5 mm. W przypadku połączenia tworzywa sztucznego z metalem wzmocnionym włóknami należy stosować metal o grubości nominalnej 1,5 mm. Zaleca się stosowanie brzeszczotu diamentowego chłodzonego wodą lub metody cięcia, która może spowodować powstanie ostrych krawędzi tnących.

Podczas przygotowywania powierzchni powierzchnię z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknami przygotowuje się zgodnie z „Standardową praktyką ASTM D2093-03 dotyczącą przygotowania powierzchni z tworzyw sztucznych przed klejeniem” lub zgodnie z zaleceniami producenta kleju. Szorstkowanie powierzchni, czyszczenie rozpuszczalnikami i gruntowanie powierzchni są dopuszczalne, o ile nie zmniejszają właściwości objętościowych FRP. Stosowane jest przygotowanie powierzchni dostosowane do rzeczywistych warunków produkcji. Powierzchnie metali przygotowywane są tak, aby wyeliminować zadziory i skosy. Przed klejeniem jest on czyszczony i suszony lub obrabiany powierzchniowo, zgodnie z procedurami zalecanymi przez producenta kleju.

Przygotowując złącza próbne, klej nakłada się zgodnie z zaleceniami dostawcy kleju lub zgodnie z dokumentacją w protokole z badań. W przypadku klejów dwuskładnikowych miesza się je zgodnie z procedurami zalecanymi przez dostawcę. Klej utwardza ​​się w temperaturze pokojowej lub podwyższonej w zalecanych warunkach określonych przez dostawcę kleju. Geometrię złącza kontroluje się poprzez odpowiednie mocowanie za pomocą koralików szklanych lub innych odpowiednich narzędzi, kontrolując grubość linii spoiny klejowej wynoszącą 0,76 mm. W linii kleju stosuje się minimalną liczbę kulek szklanych wymaganą do utrzymania grubości spoiny. Dopuszczalne jest ciśnienie ustalające. Zakładka cięcia powinna wynosić 25,4 mm x 25,4 mm.

W przypadku utwardzania w wysokiej temperaturze należy pozostawić sklejone części do ostygnięcia do temperatury pokojowej przez co najmniej 1 godzinę. Jeśli klej utwardził się w temperaturze pokojowej, przed testowaniem należy poczekać na pełne utwardzenie plus 10 procent.

Początkowa odległość uchwytu wynosi co najmniej 25,4 mm do 75 mm od każdej końcówki próbki trzymanej w uchwytach testowych. Prędkość ładowania próbki wynosi 13 mm)/minutę. Szybkość ładowania wynosząca 0,5 stanowi znaczącą różnicę w porównaniu z innymi normami ASTM. W każdym przypadku przygotowuje się i bada co najmniej pięć ułożonych w stos próbek ścinania.

Wśród licznych badań, pomiarów, analiz i ocen, które zapewnia przedsiębiorstwom z różnych sektorów, nasza organizacja, dzięki przeszkolonemu i fachowemu personelowi oraz zaawansowanemu sprzętowi technologicznemu, spełnia wymagania „Standardowej metody badania przyczepności przy cięciu zakładkowym dla wzmocnionych włóknami ASTM D5868-01 standard połączenia z tworzywa sztucznego (FRP). Zapewnia również określone usługi testowania.