EN 6031 Stanovenie rovinných šmykových vlastností plastov vystužených vláknami (skúška ťahom plus/mínus 45 stupňov)

Európska norma EN 6031 Letectvo a kozmonautika – Plasty vystužené vláknami – Skúšobná metóda – Stanovenie rovinných šmykových vlastností (skúška ťahom plus/mínus 45 stupňov) opisuje postup na stanovenie rovinnej šmykovej pevnosti a modulu pružnosti vláknitých kompozitov. Tento postup je založený na jednoosovej odozve ťahového napätia a deformácie 45-stupňového laminátu laminovaného symetricky okolo jeho stredovej roviny. Táto norma sa vzťahuje na kompozitné lamináty vyrobené s jednosmernou páskovou alebo tkanou výstužou.

Táto norma neposkytuje žiadne pokyny na splnenie požiadaviek na ochranu zdravia a bezpečnosť. Je zodpovednosťou používateľa tejto normy konzultovať a určiť vhodné opatrenia na ochranu zdravia a bezpečnosť.

Na účely tohto štandardu platia nasledujúce pojmy a definície:

• Ťahové napätie v konkrétnom okamihu počas skúšky sa vzťahuje na pozdĺžne ťahové zaťaženie, ktorému je skúšobná vzorka vystavená v konkrétnom okamihu počas skúšky, vydelené počiatočnou jednotkovou plochou prierezu v rámci mernej dĺžky.
• Šmykové napätie, ktoré sa vyskytuje v danom okamihu počas skúšky, je definované ako rovinné šmykové napätie, ktorého hlavný smer je plus/mínus 45 stupňov pod smerom, v ktorom pôsobí ťahové zaťaženie, a jeho veľkosť je polovica ťahového napätia.
• Pevnosť v šmyku je maximálne šmykové napätie, ktoré sa vyskytuje počas testovania.
• Ťahové napätie sa vzťahuje na zmenu pozdĺžnej alebo priečnej vzdialenosti medzi bodmi v rámci meracej dĺžky skúšobnej vzorky. Je vyvolané ťahovým zaťažením a je vyjadrené vzhľadom na počiatočnú vzdialenosť medzi bodmi (hodnota pozdĺžneho napätia je kladná, hodnota priečneho napätia ťahovej vzorky je záporná).
• Modul šmyku sa vzťahuje na sklon čiary na diagrame šmykového napätia/deformácie prechádzajúcej bodmi zodpovedajúcimi dvom pozdĺžnym medzným napätiam.

Pomocou vzťahov odvodených z teórie laminovaných dosiek sú prezentované výrazy, ktoré umožňujú zostrojenie krivky šmykového napätia a deformácie v rovine s 0 stupňami z jednoosovej skúšky ťahom laminátu s uhlom plus/mínus 45 stupňov. Experimentálne údaje z ťahovej skúšky sa používajú na stanovenie pevnosti v šmyku a modulu.

Hlavné vybavenie používané pri testoch zahŕňa:

• Stroj na skúšku ťahom s presnosťou do 1 percenta v použitom rozsahu zaťaženia.
• Mikrometer s plochým povrchom s presnosťou na najbližších 0,01 mm.
• Posuvné meradlo s presnosťou na najbližších 0,1 mm.
• Tento postup vyžaduje údaje o pomere zaťaženia a deformácie v pozdĺžnom aj priečnom smere. To sa dosiahne vybavením vzorky pozdĺžnymi a priečnymi tenzometrami (s dĺžkou meradla 5 mm až 10 mm). Meradlá, príprava povrchu a spojivá by sa mali vybrať tak, aby sa zabezpečil optimálny výkon na skúmanom materiáli, a malo by sa použiť vhodné zariadenie na automatické zaznamenávanie deformácie. Ak je to možné, možno použiť duplexný extenzometer alebo kombináciu pozdĺžnych a priečnych extenzometrov. Extenzometre by mali mať presnosť s presnosťou do 1 percenta rozsahu aplikovaného zaťaženia.
• Zariadenie na meranie teploty s presnosťou plus/mínus 0,2 stupňa pri použitej testovacej teplote.
• Materiál na uzatváranie vákuových vreciek.
• Časovač alebo hodiny.

Skúšobná vzorka môže pozostávať z jednosmernej pásky alebo tkaniny. Aplikuje sa osem vrstiev, orientovaných pod uhlom plus 45 stupňov a mínus 45 stupňov k pozdĺžnej osi. Aby sa zabránilo deformácii a vyvolanému ohybu, vrstvy musia byť úplne symetrické. Rozmery a tolerancie skúšobnej vzorky musia byť v súlade s normou.

Počas prípravy skúšobných vzoriek sa vzorky vyrežú z dosiek. Koeficient variácie v meraniach hrúbky musí byť menší ako 2 percentá na dosku. Umiestnenie musí byť symetrické a striedavo v uhloch +45 stupňov a mínus 45 stupňov. Orientácia vlákien musí byť presná s toleranciou +/- 2,5 stupňa. Uhlíkové dosky musia byť vyrobené v súlade s normou EN 2565 a sklenené dosky v súlade s normou EN 2374. Parametre procesu, ako sú čepele, teplota a čas vytvrdzovania, musia zodpovedať príslušným technickým špecifikáciám. Všetky vzorky musia byť umiestnené v uhle +/- 45 stupňov vzhľadom na os vzorky. Musia sa prijať opatrenia, aby sa po spracovaní zabránilo vzniku zárezov, podrezaní, drsnosti alebo nerovných povrchov.

Ak sa na stanovenie modulu použijú tenzometre, mali by byť pripevnené k stredu vzorky v pozdĺžnom (0 stupňov) a priečnom (90 stupňov) smere.

Vzorka by mala byť osadená pomocou vopred vytvrdených úchytiek vyrobených z dvoch vrstiev tkaniny (preložených o plus/mínus 45 stupňov) alebo zlepených pomocou vhodného prepregového systému. Predvytvrdené úchytky sú prilepené k obom stranám vzorky lepiacim systémom, ktorý spĺňa požiadavky na teplotu a starnutie.

Pokiaľ nie je v príslušných technických špecifikáciách uvedené inak, za každú skúšobnú podmienku sa skúša päť vzoriek. Ak sa skúšky vykonávajú po starnutí alebo pri inej teplote ako je izbová teplota, je potrebné zabezpečiť, aby sa skúšali aj referenčné vzorky pri izbovej teplote/suché, spracované z tej istej dosky ako skúmaná vzorka.

Pri skúškach po ponorení sa musí kondicionovanie vykonať v súlade s normou EN 2489. Pri skúškach vykonávaných po vystavení vlhkej atmosfére sa musí kondicionovanie vykonať v súlade s normou EN 2823.

Skladovanie a testovanie vyzretých vzoriek sa musí vykonávať v súlade s normou EN 2743 pri teplote 23 °C plus/mínus 2 °C a relatívnej vlhkosti 50 % plus/mínus 5 %. Vyzreté vzorky sa musia testovať ihneď po ukončení procesu vyzretia (povolená je maximálne 8 hodín pri teplote 23 °C plus/mínus 2 °C).

Pred starnutím a mechanickými skúškami sa hrúbka a šírka vzorky zmerajú a zaznamenajú v troch bodoch v oblasti bez úchopu. Na hrúbku sa používa mikrometer a na šírku sa používa posuvné meradlo alebo mikrometer.

Naša organizácia, ktorá už roky podporuje podniky vo všetkých sektoroch prostredníctvom širokej škály testovacích, meracích, analytických a hodnotiacich aktivít, sa môže pochváliť silným tímom zamestnancov, ktorí pozorne sledujú globálny vývoj vo vede a technike a neustále sa zlepšujú. V tejto súvislosti poskytujeme aj testovacie služby v súlade s normou EN 6031 Letectvo a kozmonautika - Vláknom vystužené plasty - Skúšobná metóda - Stanovenie rovinných šmykových vlastností (skúška ťahom pod uhlom plus/mínus 45 stupňov).