EN 2563 Однонаправленные ламинаты. Определение кажущейся прочности на межслойный сдвиг

Европейский стандарт «EN 2563 Авиационно-космическая серия. Пластмассы, армированные углеродным волокном. Однонаправленные ламинаты. Определение кажущейся прочности на межслойный сдвиг» описывает метод определения кажущейся прочности на межслойный сдвиг армированных углеродным волокном пластиков в виде однонаправленных ламинатов посредством испытания на изгиб.

Данный метод разработан для образцов, длина которых параллельна направлению волокон. Он также применим к тканым материалам из углеродного волокна. В случае перекрестно-слоистых пластиков, состоящих из слоев, ориентированных в разных направлениях, результаты, полученные с помощью формулы, приведенной в настоящем стандарте, могут быть использованы только для сравнения ламинатов с одинаковым расположением слоев.

Для целей настоящего стандарта кажущаяся прочность на межслойный сдвиг относится к максимальному напряжению сдвига, рассчитанному на половине толщины образца в момент первоначального разрушения.

Суть этого метода заключается в определении сопротивления расслоению под действием сдвигающих усилий, параллельных слоям ламината. Для этого прямоугольный образец подвергается испытанию на изгиб на двух опорах. Нагрузка прикладывается к центру образца через нагрузочный наконечник, расположенный между опорами. Это испытание позволяет оценить качество связи смолы с волокнами.

Образцы для испытаний отбираются из панелей, подготовленных в соответствии со стандартом EN 2655.

Кондиционирование осуществляется в соответствии со следующими условиями:

• В соответствии со стандартом EN 2743 для начальных государственных испытаний
• Согласно стандарту EN 2489 для испытаний после погружения
• Согласно стандарту EN 2823 для испытаний после воздействия влажной атмосферы

В ходе испытания ширина образца измеряется с точностью до 0,01 мм в центре образца. Высота определяется путем вычисления среднего арифметического трех измерений толщины, выполненных в центре образца по ширине с точностью до 0,01 мм. Расстояние между опорами измеряется с точностью до 0,1 мм.

Для проведения квалификационных испытаний и в случае возникновения споров расстояние между опорами следует корректировать по формуле, приведенной в стандарте:

Для испытаний, проводимых при температурах, отличных от температуры окружающей среды, время между кондиционированием и началом испытания должно соответствовать следующим условиям:

• Для образцов, не подвергавшихся старению или погружению, время выдержки при температуре испытания следует определять путем предварительных испытаний.
• Для образцов, подвергаемых погружению, применяется стандарт EN 2489.
• Для образцов, подвергаемых воздействию влажной атмосферы, применяется стандарт EN 2823.

Образец помещают в испытательное приспособление так, чтобы его ось была перпендикулярна опорам. Образец нагружают равномерно. Нагрузка регистрируется как функция времени или смещения нагружающего наконечника. Регистрируется нагрузка при разрушении.

Если образец разрушается при сдвиге приблизительно вдоль нейтральной оси волокон, предел прочности при межслойном сдвиге рассчитывается по формуле, приведённой в настоящем стандарте. Если образец разрушается при изгибе или пластической деформации, результат, полученный по формуле, приведённой в настоящем стандарте, не является истинным напряжением сдвига при разрыве. Этот результат может быть использован только для сравнения с результатами серии испытаний того же объекта.

Стандарт EN 2563 — это европейский стандарт, который устанавливает метод определения кажущейся прочности на межслойный сдвиг армированных волокном пластиковых композитов с использованием метода короткой балки.

В настоящем стандарте предусмотрена стандартная процедура испытаний для:

• Оценка межслойных сдвиговых свойств композиционных материалов

• Обеспечение согласованности и сопоставимости результатов испытаний в различных лабораториях и отраслях
• Помощь в выборе материалов, контроле качества и проверке конструкции композитных конструкций

Прочность на межслойный сдвиг представляет собой способность материала противостоять сдвигу между слоями (пластинами). Она особенно важна для слоистых материалов, таких как углеродное волокно или стекловолоконные композиты, где расслоение может быть существенным видом разрушения.

Данный стандарт считается необходимым по следующим причинам:

• Гарантия проектирования: помогает инженерам гарантировать, что композитные материалы, используемые в аэрокосмической, автомобильной, морской и строительной отраслях, способны выдерживать сдвигающие нагрузки без расслоения.
• Контроль качества: Производители используют стандартный метод EN 2563 для проверки соответствия своих композитных деталей эксплуатационным характеристикам.
• Стандартизация: Без такого стандарта, как EN 2563, различные методы испытаний могут давать несопоставимые результаты, что затрудняет надежную оценку качества или эксплуатационных характеристик материала.
• Соответствие нормативным требованиям: во многих отраслях промышленности требуется, чтобы материалы соответствовали определенным стандартам, прежде чем их можно будет использовать в критически важных с точки зрения безопасности приложениях.

Пластики, армированные углеродным волокном, — это композитные материалы, изготовленные из полимерной матрицы, обычно эпоксидной, армированной углеродными волокнами. Углеродные волокна обеспечивают исключительную прочность и жёсткость, а полимерная матрица связывает волокна и распределяет нагрузку. Такое сочетание позволяет получить лёгкий, прочный и долговечный материал, идеально подходящий для высокопроизводительных применений.

Основными свойствами углепластиков являются:

• Высокое соотношение прочности и веса: прочнее стали, но гораздо легче, идеально подходит для применений, где важен вес.
• Твердость: Высокий модуль упругости противостоит деформации под нагрузкой.
• Коррозионная стойкость: в отличие от металлов, армированные углеродным волокном пластики не подвержены коррозии, что повышает их долговечность в суровых условиях.
• Усталостная стойкость: отличные характеристики при циклических нагрузках делают их пригодными для динамических применений.
• Термическая стабильность: Низкое тепловое расширение и хорошие эксплуатационные характеристики в широком диапазоне температур.
• Гибкость дизайна: можно формовать сложные формы, что позволяет создавать индивидуальные структурные проекты.

Однонаправленные ламинаты – это композитные материалы, в которых все армирующие волокна выровнены в одном направлении внутри матрицы, обычно полимерной, например, эпоксидной. Такое расположение обеспечивает ламинату высокую прочность и жёсткость вдоль направления волокон, но значительно снижает их прочность перпендикулярно. Они используются в таких областях, как аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение и производство спортивных товаров, где требуется определённая направленная прочность, например, в балках или конструкционных элементах. Волокна, обычно углеродные или стеклянные, встроены в матрицу для их скрепления и передачи нагрузки.

Наша организация, которая на протяжении многих лет оказывает поддержку предприятиям всех секторов, предлагая широкий спектр услуг по испытаниям, измерениям, анализу и оценке, может похвастаться сильной командой сотрудников, которые внимательно следят за мировыми достижениями в области науки и технологий и постоянно совершенствуются. В связи с этим мы также предоставляем услуги по испытаниям в соответствии со стандартом серии EN 2563 «Авиационно-космическая техника – Углепластики – Однонаправленные ламинаты – Определение кажущейся прочности на сдвиг между слоями».