Northrop Open-Hole Prüfvorrichtung (NAI-1504C)

Modell Nr. WTF-NH (Edelstahl)

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Abb. 1: Zusammengebaute Northrop Open-Hole Compression Test Fixture mit installierter Probe.

Die Northrop Open-Hole Compression Test Fixture wurde von der Northrop Corporation entwickelt. Sie ist in der Northrop-Spezifikation NAI-1504C beschrieben (siehe Referenz 1). Die unbedruckte Probe ist 3" lang, 1" breit und je nach zu prüfendem Material und Schichtaufbau unterschiedlich dick. Die Northrop-Spezifikation empfiehlt Dicken von 0,125" bis 0,250" in verschiedenen Fällen. Die Standardprobe enthält in der Mitte ein Loch mit einem Durchmesser von 0,25", obwohl die Vorrichtung auch erfolgreich für Druckprüfungen ohne Löcher verwendet wurde, wenn keine Quetschung der Enden auftritt.

Diese Vorrichtung ist ein brauchbares Konkurrenzprodukt zur bekannteren Boeing Open-Hole Compression Test Fixture, Wyoming Test Fixtures, Inc. Modell WTF-OH (siehe Abschnitt C-1), das eine ASTM-Norm ist (siehe Referenz 2). Die Northrop-Methode verwendet einen viel kleineren Probekörper, der das Prüfmaterial schont, während die Boeing-Version einen viermal so langen und fünfzig Prozent breiteren Probekörper verwendet, d.h. 12" lang und 1,50" breit.

Der Northrop Open-Hole Compression Test Probekörper wird in der in Abb. 1 gezeigten Vorrichtung direkt bis zum Versagen auf Druck belastet, wobei der Probekörper von einem Ende der Vorrichtung zum anderen reicht und mit ihr bündig ist. Die Vorrichtung stützt den Probekörper im Wesentlichen durchgehend auf beiden Seiten ab, wobei Aussparungen für die Aufnahme von Dehnungsmessstreifen und deren Zuleitungen vorgesehen sind (siehe Abb. 2 unten mit einer teilweise montierten Vorrichtung). Der Prüfling wird zwischen den vier Hauptauflageblöcken eingespannt, die paarweise miteinander verschraubt sind, wobei zwischen dem oberen und dem unteren Paar ein kleiner Spalt (0,1") besteht. Diese Baugruppe wird dann leicht zwischen äußere Halteplatten geklemmt, die wie gezeigt mit Flügelmuttern befestigt werden, um die axiale Ausrichtung der Baugruppe beizubehalten. Die zusammengebaute Vorrichtung wird mit der montierten Probe zwischen flachen Platten in einer Prüfmaschine platziert und bis zum Versagen auf Druck belastet.

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Abb. 2: Teilweise montierte Northrop Open-Hole Compression Test Fixture.

Die Ergebnisse von Northrop Open-Hole Compression Tests wurden normalerweise nicht direkt mit den Ergebnissen von Boeing Open-Hole Compression Tests verglichen, da die Probenbreiten unterschiedlich sind, auch wenn ein Loch mit einem Durchmesser von 0,25" für beide Testmethoden Standard ist. Referenz 3 vergleicht jedoch die Ergebnisse für Northrop-Proben mit einer Breite von 1" und 1,5" mit den Ergebnissen der Boeing-Vorrichtung sowohl für die Scher- als auch für die Endbelastung, wobei diese Ergebnisse darauf hindeuten, dass die beiden Prüfmethoden vergleichbare Ergebnisse liefern. Eine weitere Diskussion ist in Referenz 4 zu finden.

Quellen für zusätzliche Informationen:

1) Northrop-Spezifikation NAI-1504C, "Open Hole Compression Test Method", Northrop Corporation, Hawthorne, Kalifornien, Mai 1988.

2) ASTM Standard D6484-09 (2009), "Open-Hole Compressive Strength of Polymer Matrix Composite Laminates", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (Erstausgabe 1999).

3) S.L. Coguill und D.F. Adams, "A Comparison of Open-Hole Compression Fixtures by Experimental Evaluation", Proceedings of the 45th International SAMPE Symposium and Exhibition, Long Beach, Kalifornien, Mai 2000, S. 1095-1105.

4) D.F. Adams, "Open Hole Compression Testing"," Hochleistungs-Verbundwerkstoffe, März 2005, S. 12-13.