Método de teste padrão ASTM D3763-15 para propriedades de perfuração de alta velocidade de plásticos usando sensores de carga e deslocamento

O padrão “ASTM D3763-15 Método de teste padrão para propriedades de perfuração em alta velocidade de plásticos usando sensores de carga e deslocamento” desenvolvido pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) descreve um método de teste para determinar as propriedades de perfuração de plásticos rígidos sob uma faixa de velocidades de teste. Os dados de teste obtidos por este método de teste são relevantes e adequados para uso em projetos de engenharia.

Para os fins desta norma, os termos e definições fornecidos em “Terminologia padrão ASTM D883-22 para plásticos” e “Terminologia padrão ASTM D1600-18 para termos abreviados para plásticos” são válidos.

Este método de teste foi projetado principalmente para fornecer a resposta de carga-deformação de plásticos em velocidades de impacto sob condições de deformação multiaxial. Este método de teste também fornece uma medida da sensibilidade da velocidade do material ao impacto.

A resposta ao impacto multiaxial, embora parcialmente dependente da espessura, não tem necessariamente uma correlação linear com a espessura da amostra. Portanto, a menos que fórmulas específicas de resposta-espessura tenham sido estabelecidas para o material, os resultados devem ser comparados apenas para espécimes com espessura substancialmente igual.

Para muitos materiais, pode haver uma especificação exigindo que esse método de teste seja usado, mas pode haver algumas alterações de procedimento que tenham precedência ao cumprir a especificação. Portanto, é recomendável consultar a especificação do material antes de usar este método de teste.

A máquina utilizada nos ensaios deverá ser constituída por dois conjuntos, um fixo e outro acionado por um método adequado (hidráulico, pneumático, mecânico ou gravitacional) para obtenção da velocidade de impacto requerida.

• O conjunto do grampo consiste em duas placas rígidas paralelas, cada uma com um furo de 76,0 mm mais/menos 3,0 mm de diâmetro no centro. As bordas dos furos devem ser arredondadas para um raio de 0,8 mm mais/menos 0,4 mm. Deve ser aplicada força suficiente (mecanicamente, pneumaticamente ou hidraulicamente) para evitar que a amostra escorregue na braçadeira durante o impacto.
• O conjunto do pistão consiste em uma haste de aço de 12,70 mm mais/menos 0,13 mm de diâmetro com uma extremidade hemisférica do mesmo diâmetro, posicionada perpendicularmente e centralizada no furo da braçadeira.
• As dimensões fornecidas nesta norma devem ser de geometria padrão. Se outros tamanhos de pistão ou furo forem usados, eles devem ser destacados no relatório. Correlações entre as várias geometrias não foram determinadas.
• O sistema de detecção de carga é uma célula de carga com uma frequência ressonante natural suficientemente alta, que é usada com uma rede de calibração para ajustar a sensibilidade da carga.
• O sistema de medição de deslocamento do pistão é um meio de monitorar o deslocamento do conjunto móvel durante o carregamento e a penetração total da amostra. Isto pode ser conseguido usando um conversor ou potenciômetro adequado conectado diretamente ao sistema. Sistemas fotográficos ou ópticos também podem ser usados ​​para medir deslocamento. Alternativamente, o deslocamento pode ser calculado como uma função da velocidade e da energia total disponível no impacto inicial, juntamente com incrementos de carga em função do tempo, usando um microprocessador. Algumas máquinas usam um acelerômetro cuja saída é usada para calcular a carga e o deslocamento.
• Qualquer dispositivo de exibição e gravação pode ser usado para exibir e registrar dados desenvolvidos a partir de sistemas de detecção de carga e deslocamento, desde que as características de resposta sejam suficientes para apresentar os dados detectados com distorção mínima. O registrador registra carga e deslocamento simultaneamente. O dispositivo mais primitivo é um osciloscópio de raios catódicos com uma câmera. Essa abordagem também requer um polarímetro ou outro dispositivo adequado que possa medir a área sob o traço de carga-deslocamento do evento com 65% de precisão. Sistemas mais avançados estão disponíveis comercialmente. Muitas delas envolvem redução computadorizada de dados e saída automática de resultados.

As amostras devem ser grandes o suficiente para serem adequadamente presas na pinça. Em geral, a dimensão lateral mínima deve ser pelo menos 13 mm maior que o diâmetro do furo na braçadeira. As amostras podem ser cortadas de chapas metálicas moldadas por injeção, extrudadas ou por compressão, ou fundidas ou moldadas no tamanho desejado.

A menos que especificado de outra forma no contrato ou na especificação de material ASTM aplicável, os espécimes de teste são condicionados de acordo com o Procedimento A da ASTM D618. As tolerâncias de temperatura e umidade devem estar de acordo com esta norma e com a ASTM D618, a menos que especificado de outra forma no contrato ou na especificação de material ASTM relevante. Os testes são realizados na mesma temperatura e umidade utilizadas para condicionamento, com tolerâncias de acordo com esta norma. Ao condicionar para uma determinada taxa de teste e variar a temperatura do teste de forma controlada, a temperatura na qual ocorre a transição da ductilidade para a fragilidade pode ser determinada para a maioria dos plásticos.

Para facilitar o alto rendimento fora da temperatura ambiente durante testes automatizados, muitas vezes é necessário empilhar amostras em uma coluna sem fluxo de ar entre elas. Para garantir a conformidade com a norma ASTM D618, o tempo para atingir o equilíbrio de um material específico deve ser determinado. Um termopar pode ser colocado no meio de uma pilha de amostras cuja altura é igual à sua largura mínima. O tempo para atingir o equilíbrio na temperatura de teste desejada é determinado.

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