ASTM D7136/D7136M-12 Standardtestmetod för mätning av skadebeständighet hos fiberförstärkt polymermatriskomposit mot fallande vikt och stötar

Standarden ”ASTM D7136/D7136M-12 Standardtestmetod för mätning av skademotstånd hos fiberförstärkt polymermatriskomposit vid fallande viktpåverkan”, publicerad av American Society for Testing and Materials (ASTM), beskriver en testmetod för att bestämma skademotståndet hos multidirektionella polymermatriskompositlaminat som utsätts för fallande viktpåverkan. Kompositmaterialformer är begränsade till kontinuerliga fiberkomprimerade polymermatriskompositer med ett intervall av acceptabla testlaminat och tjocklekar definierade i denna standard. Instruktioner för att modifiera dessa procedurer för att bestämma sandwichstrukturers motståndskraft mot skador finns i ASTM D7766/D7766M.

En plan, rektangulär kompositplatta utsätts för en intensiv stöt ur planet med hjälp av en fallviktsanordning med en halvsfärisk impaktor. Den potentiella energin för islagsvikten, definierad av islagkroppens massa och fallhöjden, specificeras före provningen. Utrustning och procedurer tillhandahålls för valfri mätning av kontaktkraft och hastighet under kollisionshändelsen. Skademotstånd bestäms kvantitativt i termer av omfattningen och typen av skada som uppstår i provet.

Denna testmetod kan användas för att screena material för skadebeständighet eller för att skada ett prov för efterföljande skadetoleranstestning. När stötplattan testas enligt standardtestmetoden ASTM D7137/D7137M, kallas den allmänna testsekvensen vanligtvis för kompressionsmetoden efter stöt. Kvasistatisk indentation enligt standardtestmetoden ASTM D6264/D6264M kan användas som en alternativ metod för att orsaka skada från en kraft utanför planet och mäta egenskaperna för skademotstånd.

De skademotståndsegenskaper som fastställs med denna testmetod är starkt beroende av olika faktorer såsom provets geometri, skiktning, slaggeometri, slagmassa, slagkraft, slagenergi och randvillkor. Därför är resultaten i allmänhet inte skalbara till andra konfigurationer och är specifika för den kombination av geometriska och fysiska förhållanden som testas.

För denna standards syften gäller följande termer och definitioner:

Skårdjup avser det återstående djupet av den fördjupning som skapas av en impaktor efter kollisionshändelsen. Skårdjupet ska definieras som det maximala avståndet i en riktning vinkelrät mot provexemplarets yta från skårans lägsta punkt till det plan för den påverkade ytan som inte störs av skåran.
Nominellt värde är ett värde som tilldelas en mätbar egenskap i syfte att enkel identifiering, och som endast existerar i namn. Toleranser kan tillämpas på ett nominellt värde för att definiera ett acceptabelt intervall för funktionen.
Modermaterialets koordinatsystem är ett koordinatsystem vars axlar är vinkelräta mot de symmetriplan som är specifika för ett material.
Den registrerade kontaktkraften är den kraft som impaktorn applicerar på provet under kollisionshändelsen, registrerad med en kraftmätare.
Referenskoordinatsystemet är ett koordinatsystem för laminerade kompositer som används för att definiera lagerorienteringar.
Slagspetsen är den del eller komponent av ett slagverktyg som först kommer i kontakt med testprovet under stöten.

Ett fallviktsprov utförs med en balanserad, symmetrisk laminerad platta. Skadan utövas av en koncentrerad stöt utanför planet (vinkelrätt mot laminatets plan) med hjälp av en halvsfärisk droppvikt. Skademotståndskraft bestäms kvantitativt i termer av omfattningen och typen av skada som uppstår i provet. Skaderespons är en funktion av testkonfigurationen, jämförelser kan inte göras mellan material om inte samma testkonfigurationer, testförhållanden och liknande förhållanden används.

Valfria procedurer tillhandahålls för att registrera stöthastigheten och den applicerade kontaktkraften mot tidshistorikdata. De föredragna skadetillstånden som resulterar från stöten är belägna i mitten av plattan, tillräckligt långt från plattans kanter så att de lokala spänningstillstånden vid kanterna och vid stötplatsen inte interagerar under skadegenereringshändelsen.

Känslighet för skador från koncentrerade stötkrafter utanför planet är en av de primära konstruktionsfrågorna för många konstruktioner konstruerade av avancerade kompositlaminat. Att känna till egenskaperna för skadebeständighet hos en laminerad kompositplatta är användbart för produktutveckling och materialval.

Fallviktsprovning kan tjäna följande syften:

Att kvantifiera effekterna av staplingssekvens, fiberytbehandling, förändringar i fibervolymfraktion samt bearbetnings- och miljövariabler på skademotståndet hos ett givet kompositlaminat mot en koncentrerad fallviktskraft eller energi.
Att kvantitativt jämföra de relativa värdena för skademotståndsparametrar för kompositmaterial med olika komponenter. Skaderesponsparametrar kan inkludera krossdjup, skadornas dimensioner och placering av genomgående tjocklek, kraft-tid-kurva.
För att skada ett prov för efterföljande skadetoleranstester (t.ex. ASTM D7137/D7137M standardtestmetod).

Egenskaper som erhålls med denna testmetod kan ge vägledning om förväntad skadebeständighet.

Vår organisation, som i åratal har försökt stödja företag från alla sektorer med ett brett utbud av test-, mät-, analys- och utvärderingsstudier, har en stark personalstyrka som noggrant följer utvecklingen i världen inom vetenskap och teknik och ständigt förbättrar sig. I detta sammanhang tillhandahålls även testtjänster till företag i enlighet med standarden ”ASTM D7136/D7136M-12 Standardtestmetod för mätning av skadebeständigheten hos fiberförstärkt polymermatriskomposit mot fallande vikt och stötar”.