มาตรฐานการทดสอบ ASTM D3410 สำหรับการรับแรงเฉือนของคุณสมบัติการรับแรงอัดของวัสดุคอมโพสิตเมทริกซ์พอลิเมอร์ที่มีหน้าตัดวัดแบบไม่รองรับ ซึ่งพัฒนาโดยสมาคมการทดสอบและวัสดุแห่งอเมริกา (ASTM) อธิบายถึงวิธีการทดสอบสำหรับการกำหนดคุณสมบัติการรับแรงอัดในระนาบของวัสดุคอมโพสิตเมทริกซ์พอลิเมอร์ที่เสริมแรงด้วยเส้นใยโมดูลัสสูง
วัสดุคอมโพสิตมีรูปแบบจำกัดเฉพาะคอมโพสิตเสริมแรงด้วยเส้นใยต่อเนื่องหรือเส้นใยไม่ต่อเนื่อง ซึ่งมีคุณสมบัติยืดหยุ่นแบบออร์โธโทรปิกโดยเฉพาะเมื่อเทียบกับทิศทางการทดสอบ ขั้นตอนการทดสอบนี้ใช้แรงอัดกับตัวอย่างโดยการเฉือนที่ส่วนต่อประสานแบบลิ่ม การถ่ายโอนแรงประเภทนี้แตกต่างจากขั้นตอนต่อไปนี้:
วิธีทดสอบนี้สามารถใช้ได้กับวัสดุคอมโพสิตที่ทำจากเทปแบบทิศทางเดียว การสอดแทรกเส้นใยแบบเปียก สิ่งทอ (เช่น ผ้า) เส้นใยสั้น หรือผลิตภัณฑ์รูปแบบอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน ผลิตภัณฑ์บางรูปแบบอาจต้องมีการปรับเปลี่ยนวิธีการทดสอบเล็กน้อย
วิธีการทดสอบนี้ออกแบบมาเพื่อสร้างข้อมูลความแข็งแรงรับแรงอัดสำหรับคุณสมบัติวัสดุ การวิจัยและพัฒนา การประกันคุณภาพ และการออกแบบและการวิเคราะห์โครงสร้าง ปัจจัยที่มีผลต่อการตอบสนองต่อแรงอัด และจึงต้องมีการรายงาน ได้แก่ วัสดุ วิธีการเตรียมและการเรียงชั้นวัสดุ ลำดับการเรียงซ้อนตัวอย่าง การเตรียมตัวอย่าง การปรับสภาพตัวอย่าง สภาพแวดล้อมการทดสอบ การจัดตำแหน่งและการยึดตัวอย่าง ความเร็วในการทดสอบ ระยะเวลาการคงอุณหภูมิ ปริมาณช่องว่าง และเปอร์เซ็นต์การเสริมแรงตามปริมาตร คุณลักษณะตามทิศทางการทดสอบที่ได้จากวิธีการทดสอบนี้ ได้แก่:
ASTM D3410 เป็นวิธีการทดสอบมาตรฐานที่ใช้ในการกำหนดคุณสมบัติการรับแรงอัดของวัสดุคอมโพสิตเมทริกซ์พอลิเมอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีความสำคัญสำหรับวัสดุคอมโพสิตพอลิเมอร์เสริมแรงด้วยเส้นใยคาร์บอน เส้นใยแก้ว เส้นใยอะรามิด และเส้นใยอื่นๆ เนื่องจากความแข็งแรงในการรับแรงอัดและโมดูลัสของการรับแรงอัดเป็นคุณสมบัติการออกแบบที่สำคัญ มาตรฐานนี้กำหนดขั้นตอนการทดสอบในห้องปฏิบัติการที่มีการควบคุม เพื่อให้ตัวอย่างคอมโพสิตได้รับแรงอัดและวัดการตอบสนองจนกระทั่งเกิดการแตกหัก
วิธีการทดสอบที่อธิบายไว้ข้างต้น ออกแบบมาสำหรับวัสดุคอมโพสิตเมทริกซ์พอลิเมอร์ที่มีเส้นใยต่อเนื่องหรือเส้นใยไม่ต่อเนื่องเป็นหลัก แตกต่างจากการทดสอบการอัดแบบดั้งเดิมที่ปลายชิ้นงานถูกอัดโดยตรง มาตรฐาน ASTM D3410 ใช้เครื่องมือที่ใช้แรงอัดผ่านแรงเฉือนที่ปลายชิ้นงาน วิธีนี้ช่วยลดปัญหาบางประการที่เกี่ยวข้องกับการทดสอบการอัดแบบดั้งเดิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งการแตกหักและความไม่เสถียรของปลายชิ้นงาน
วัตถุประสงค์หลักของมาตรฐาน ASTM D3410 คือการกำหนดคุณสมบัติการรับแรงอัดที่สำคัญของวัสดุคอมโพสิต ซึ่งรวมถึง:
คุณสมบัติเหล่านี้มีความสำคัญเนื่องจากวัสดุคอมโพสิตอาจมีพฤติกรรมที่แตกต่างกันมากภายใต้แรงดึงและแรงอัด ตัวอย่างเช่น คอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์อาจมีความแข็งแรงดึงสูงมาก แต่มีความแข็งแรงอัดต่ำกว่าอย่างมากเนื่องจากกลไกดังต่อไปนี้:
มาตรฐาน ASTM D3410 กำหนดวิธีการวัดพฤติกรรมนี้อย่างเป็นมาตรฐาน
ในโครงสร้างที่ส่วนประกอบคอมโพสิตต้องรับแรงอัด ประสิทธิภาพการรับแรงอัดจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ตัวอย่างเช่น:
หากไม่มีการทดสอบแรงอัดที่เป็นมาตรฐาน ผลลัพธ์จากห้องปฏิบัติการต่างๆ อาจแตกต่างกันอย่างมากเนื่องจากความแตกต่างในรูปทรงของชิ้นงาน วิธีการรับแรง การจัดแนว และอุปกรณ์ทดสอบ ดังนั้น มาตรฐาน ASTM D3410 จึงช่วยให้ได้ผลการทดสอบที่ทำซ้ำได้และเปรียบเทียบกันได้
หลักการพื้นฐานค่อนข้างง่าย โดยนำชิ้นงานคอมโพสิตไปวางไว้ในอุปกรณ์จับยึดแบบพิเศษ อุปกรณ์ดังกล่าวจะใช้แรงอัดตามแนวแกนกับชิ้นงานผ่านแรงเฉือนที่ปลายทั้งสองข้างของชิ้นงาน เมื่อแรงเพิ่มขึ้น เครื่องทดสอบจะบันทึกแรงที่ใช้และการเสียรูป/ความเครียดที่เกิดขึ้น ข้อมูลแรงและความเครียดที่ได้สามารถนำมาใช้สร้างกราฟความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นและความเครียดได้
โดยทั่วไปแล้ว ชิ้นงานทดสอบจะเป็นตัวอย่างคอมโพสิตแบบแบนและค่อนข้างแคบ ซึ่งออกแบบมาให้พอดีกับอุปกรณ์ยึดสำหรับการทดสอบแรงอัด คุณลักษณะสำคัญของชิ้นงานทดสอบ ได้แก่:
ขนาดและการเตรียมตัวอย่างมีความสำคัญ เนื่องจากขนาดที่ไม่ถูกต้องหรือความเสียหายอาจนำไปสู่ความล้มเหลวก่อนกำหนดและผลลัพธ์ที่คลาดเคลื่อน ตัวอย่างต้องปราศจากข้อบกพร่องดังต่อไปนี้:
โดยทั่วไปแล้ว ชุดอุปกรณ์ทดสอบจะประกอบด้วยสิ่งต่อไปนี้:
โดยทั่วไป กระบวนการทดสอบจะดำเนินการตามขั้นตอนดังต่อไปนี้:
การทำความเข้าใจว่าตัวอย่างแตกหักอย่างไรมีความสำคัญพอๆ กับการได้ค่าความแข็งแรงเชิงตัวเลข รูปแบบการแตกหักที่พบได้ทั่วไป ได้แก่:
ดังนั้น ผลการทดสอบจึงควรได้รับการประเมินควบคู่ไปกับโหมดการหักเหของแสงที่สังเกตได้ตามปกติ
เป็นเวลานานหลายปีที่องค์กรของเรา ด้วยทีมงานที่มีความสามารถและประสบการณ์ ได้เข้าใจถึงความต้องการของลูกค้า ให้บริการทดสอบขั้นสูงที่พวกเขาต้องการ และช่วยเหลือพวกเขาในการจัดตั้ง การนำไปใช้ และการปรับปรุงระบบการจัดการ ภายใต้กรอบนี้ เรายังให้บริการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM D3410 อีกด้วย
คุณสามารถขอให้เรากรอกแบบฟอร์มของเราเพื่อรับการนัดหมายเพื่อรับข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติมหรือเพื่อขอการประเมินผล
