Método de teste padrão ASTM D5379/D5379M-19 para propriedades de cisalhamento de materiais compósitos pelo método de viga com entalhe em V

Método de teste padrão ASTM D5379/D5379M-19 para propriedades de cisalhamento de materiais compósitos pelo método de viga com entalhe em V

A norma “ASTM D5379/D5379M-19 - Método de Ensaio Padrão para Propriedades de Cisalhamento de Materiais Compósitos pelo Método da Viga com Entalhe em V” , desenvolvida pela Sociedade Americana para Testes e Materiais (ASTM) , descreve um método de ensaio que abrange as propriedades de cisalhamento de materiais compósitos reforçados com fibras de alto módulo. Os materiais compósitos são limitados a compósitos reforçados com fibras contínuas ou cortadas nas seguintes formas:

Método de teste padrão ASTM D5379/D5379M-19 para propriedades de cisalhamento de materiais compósitos pelo método de viga com entalhe em V

  • Laminados constituídos por laminados apenas com fibras unidirecionais e com direção de fibra orientada paralela ou perpendicularmente ao eixo de carregamento.
  • Laminados constituídos exclusivamente por laminados de filamentos de tecido com a direção da urdidura orientada paralelamente ou perpendicularmente ao eixo de carga.
  • Laminados constituídos apenas por laminados fibrosos unidirecionais e contendo um número igual de camadas orientadas a 0 e 90 graus em um conjunto de empilhamento equilibrado e simétrico, com a direção de 0 graus orientada paralelamente ou perpendicularmente ao eixo de carregamento.
  • Compósitos reforçados com fibras curtas nos quais a maioria das fibras está distribuída aleatoriamente.

Este conceito de teste de cisalhamento foi originalmente desenvolvido sem referência à orientação das fibras para uso em materiais isotrópicos, como metais ou cerâmicas.

A norma “ ASTM D3878-23 Terminologia padrão para materiais compósitos” define termos relacionados a fibras de alto módulo e seus compósitos. A norma “ASTM D883-22 Terminologia padrão para plásticos” define termos relacionados a plásticos. A norma “ASTM E6-23a Terminologia padrão para métodos de ensaio mecânico” define termos relacionados a ensaios mecânicos. A norma “ASTM E456-13 Terminologia padrão para qualidade e estatística” define termos relacionados à estatística. Em caso de conflito entre os termos, a norma ASTM D3878-23 prevalece sobre as demais. Além disso, os seguintes termos e definições específicos desta norma também são válidos:

  • Corte no plano é qualquer uma das características de corte que descrevem a resposta resultante de uma força de corte ou deformação aplicada a 1-2 planos de material.
  • Cisalhamento interlaminar é qualquer uma das propriedades de cisalhamento que descrevem a resposta resultante de uma força de cisalhamento ou deformação aplicada a 1-3 ou 2-3 planos de material.
  • O sistema de coordenadas do material é um sistema de coordenadas cartesianas que define o sistema mestre de coordenadas do material, usando 1, 2 e 3 para os eixos conforme mostrado na figura dada na norma.
  • Valor nominal é um valor atribuído com o propósito de identificação adequada de uma característica mensurável que existe apenas no nome. As tolerâncias podem ser aplicadas a um valor nominal para definir uma faixa aceitável para o recurso.
  • A resistência ao cisalhamento é a tensão de cisalhamento suportada por um material no momento da fratura sob condição de cisalhamento puro. Não existem métodos de teste padrão que possam produzir uma condição de tensão de cisalhamento pura perfeita para todos os materiais, mas alguns métodos de teste podem ser aceitavelmente próximos para um material específico para uma finalidade de engenharia específica.

Durante a realização do teste, um cupom de material na forma de uma tira plana retangular com entalhes em V centrais simétricos, mostrado esquematicamente na figura dada na norma, é carregado em uma máquina de testes mecânicos com um acessório especial.

A amostra é colocada no acessório com o entalhe ao longo da linha de efeito de carregamento por meio de uma ferramenta de alinhamento que faz referência ao acessório. As duas metades do acessório são fixadas por uma máquina de testes enquanto monitora a força. O deslocamento relativo entre as duas metades do acessório carrega a amostra entalhada. Ao colocar dois elementos de extensômetro orientados no meio da amostra (longe dos entalhes) e ao longo do eixo de carga em um ângulo de mais/menos 45 graus em relação ao eixo de carga, a resposta ao cisalhamento do material pode ser medida.

O carregamento pode ser idealizado como flexão assimétrica, conforme mostrado nos diagramas de cisalhamento e momento fletor da figura. Os entalhes afetam a tensão de cisalhamento ao longo da direção do carregamento, proporcionando uma distribuição mais uniforme do que seria vista sem os entalhes. Embora o grau de lisura seja função da ortotropia do material, os melhores resultados globais foram obtidos com laminados do tipo [1/2]ns quando testados no plano 0-90.

Este método de teste foi projetado para produzir dados de propriedades de cisalhamento para propriedades de materiais, pesquisa e desenvolvimento, garantia de qualidade e projeto e análise estrutural. Dependendo da orientação do sistema de coordenadas do material em relação ao eixo de carregamento, as propriedades de cisalhamento no plano ou entre camadas podem ser avaliadas. Os fatores que afetam a resposta ao cisalhamento e, portanto, precisam ser relatados são: material, preparação do material e métodos de colocação, ordem de empilhamento da amostra, preparação da amostra, condicionamento da amostra, ambiente de teste, alinhamento e aderência da amostra, velocidade do teste, tempo na temperatura, conteúdo vazio e volume reforço percentual.

Em materiais anisotrópicos, as características podem ser obtidas em qualquer um dos seis planos de cisalhamento possíveis, orientando o plano de teste da amostra em direção ao plano do material desejado (1-2 ou 2-1, 1-3 ou 3-1, 2-3 ou 3 -2). Apenas um único plano de corte pode ser avaliado para qualquer amostra. Os recursos direcionais de teste que podem ser obtidos com este método de teste incluem:

  • Resposta à tensão/deformação de cisalhamento
  • força final
  • tensão final
  • Módulo de elasticidade da corda de cisalhamento

Os equipamentos utilizados nos testes incluem:

  • Micrômetros e paquímetros
  • dispositivo de medição de ângulo
  • Dispositivo de medição de raio
  • Máquina de teste (cabeças de máquina de teste, mecanismo de acionamento, medidor de força, placas/adaptador, acessório)
  • Dispositivo indicador de tensão (seleção do extensômetro de resistência conectado)
  • sala de condicionamento
  • Câmara de testes ambientais

Entre os numerosos estudos de teste, medição, análise e avaliação realizados para empresas de diversos setores, nossa organização, com sua equipe treinada e especializada e equipamentos tecnológicos avançados, desenvolveu o método de teste padrão para propriedades de corte de materiais compósitos com a norma ASTM D5379/ Método de feixe com entalhe em V D5379M-19 Também fornece serviços de teste definidos no padrão “.

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