Wyoming Modifizierter Celanese Druckprüfadapter

Modell Nr. WTF-WC (Edelstahl)

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Abb. 1: Zusammengebaute modifizierte Celanese-Kompressionsprüfvorrichtung aus Wyoming.

Das modifizierte Celanese Druckprüfgerät von Wyoming stellt eine konstruktive Verbesserung gegenüber dem inzwischen zurückgezogenen ASTM Standard D 3410 Celanese Druckprüfgerät dar (Referenz 1). Die Standard-Celanese-Prüfvorrichtung wird häufig wegen ihrer Kegel-in-Kegel-Anordnung der Keilspannzeuge kritisiert. Um einen vollständigen Oberflächenkontakt zwischen jedem Paar geteilter Halbkegel, die ein gelapptes Probenende einspannen, und der entsprechenden Kegelaussparung im Endblock zu gewährleisten, müssen die gelappten Enden der Probe mit einer präzisen Dicke hergestellt werden. Dies erhöht den Zeit- und Kostenaufwand für die Probenvorbereitung erheblich und verringert die Zuverlässigkeit der Prüfmethode.

Die Wyoming Modified Celanese Compression Test Fixture wurde an der University of Wyoming entwickelt (Referenzen 2 bis 4). Wie in Abb. 2, die die getrennten Hälften der Vorrichtung zeigt, enthält die Vorrichtung konische kreiszylindrische Keile, die somit unabhängig von der Probendicke in vollem Oberflächenkontakt mit den konischen kreiszylindrischen Ausschnitten mit demselben Radius in den Endblöcken bleiben. Damit ist der Hauptkritikpunkt an der Standard-Celanese-Prüfvorrichtung beseitigt. Andererseits wurde die kreisförmige Gesamtgeometrie der Celanese-Vorrichtung beibehalten, die sehr effizient ist, um die hohen Umfangsspannungen, die während eines Druckversuchs in den Endblöcken entstehen, aufzufangen. Daher ist die Vorrichtung im Vergleich zu den IITRI- und Wyoming Modified IITRI-Druckprüfvorrichtungen sehr kompakt und wiegt nur etwa 10 lb.

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Abb. 2: Vorrichtungshälften getrennt, Prüfling teilweise installiert

Es werden linear gelagerte Ausrichtstangen verwendet, wie in den IITRI- und Wyoming Modified IITRI-Prüfadaptern, anstatt einer externen Ausrichthülse wie im Standard-Celanese-Adapter. Dies minimiert die Reibung und mögliche Bindung, verbessert die Ausrichtung und bietet einen besseren Zugang zum Messbereich des Prüflings für die Instrumentierung und Beobachtung.

In die Keile sind an den äußeren Enden jeweils Schrauben eingeschraubt, die ein Festziehen der Keile auf der Probe während der Montage ermöglichen. Dieses anfängliche Festklemmen der Probe verhindert, dass sie in den Klemmen verrutscht, wenn die Prüfmaschinenbelastung zum ersten Mal aufgebracht wird. Diese Schrauben müssen nicht extrem fest angezogen werden, da mit zunehmender Belastung der Prüfmaschine die Keilwirkung der Klemmen durch diese Belastung dominiert.

Die Vorrichtung ist für die Prüfung einer Probe mit einer nominellen Länge von 4,5 Zoll und einer Breite von 0,50 Zoll ausgelegt, obwohl auch eine schmalere Probe geprüft werden kann, falls gewünscht. Zum Beispiel kann die Vorrichtung eine 0,25 Zoll breite Celanese-Standardprobe aufnehmen, wenn die Celanese-Standardprobenlänge von 5,5 Zoll auf 4,5 Zoll reduziert wird. Die Standardmesslänge beträgt 0,50 Zoll und ist die gleiche wie bei den IITRI-, Wyoming Modified IITRI- und Celanese-Prüfvorrichtungen. Die Gesamtlänge der Probe ist 1" geringer als bei den anderen Vorrichtungen, die alle einen Keilwinkel von 10º haben. Diese geringere Einspannlänge wird durch eine Verkleinerung des Keilwinkels auf 8º kompensiert.

Die modifizierte Celanese-Vorrichtung von Wyoming ist für Probendicken in den Laschenbereichen im Bereich von 0,15 bis 0,25 Zoll ausgelegt.

Die Standardlehrenlänge (der Abstand zwischen den Laschen) für alle Druckprüfvorrichtungskonfigurationen, die den allgemeinen Richtlinien der ASTM-Norm D3410 entsprechen, beträgt 0,50 Zoll. Somit beträgt die Laschenlänge für Standardproben, die mit der modifizierten Celanese-Druckprüfvorrichtung von Wyoming verwendet werden, 2". Die Vorrichtung kann auch für die Prüfung von Proben mit nicht genormten Messlängen von Null bis etwa 1 Zoll verwendet werden. (Wenn längere Ausrichtungsstangen verwendet werden, können auch Proben mit größeren Messlängen verwendet werden).

Standardmäßig werden gezahnte Griffflächen geliefert. Es sind jedoch auch partikelbeschichtete Griffschalen aus Wolframkarbid erhältlich.

Quellen für zusätzliche Informationen:

1) ASTM-Standard D3410-03 (neu genehmigt 2008), "Compressive Properties of Polymer Matrix Composite Materials with Unsupported Gage Section by Shear Loading", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (erstmals veröffentlicht 1975).

2) M.N. Irion und D.F. Adams, "Compression Creep Testing of Unidirectional Composite Materials,"Verbundwerkstoffe, Vol. 2, No. 2, April 1981, pp. 117-123.

3) J.S. Berg und D.F. Adams, "An Evaluation of Composite Material Compression Test Methods,"Journal of Composites Technology und Research, Vol 11, No. 2, Sommer 1989, S. 41-46.

4) D.F. Adams und E.M. Odom, "Influence of Test Fixture Configuration on the Measured Compressive Strength of a Composite Material," Journal of Composites Technology and Research, Vol. 13, No. 1, Frühjahr 1991, S. 36-40.