Biegebruchzähigkeitsprüfvorrichtung für gemischte Betriebsarten (ASTM D6671)

Modell Nr. WTF-MM (Edelstahl und 6061-T6-Aluminium)

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Abb. 1: Mixed-Mode Bending Inter-laminar Fracture Toughness Test Fixture montiert mit einer Probe installiert.

ASTM D6671 (Referenz 1) wurde vom NASA-Langley Research Center (Referenzen 2 und 3) zur Bestimmung der interlaminaren Bruchzähigkeit von endlosfaserverstärkten Verbundwerkstoffen entwickelt. Sie kann auch zur Prüfung von Klebeverbindungen verwendet werden.

Ein wichtiges Merkmal dieser Testmethode und der zugehörigen Vorrichtung ist die Möglichkeit, Tests bei gewünschten Verhältnissen von Mode I zu Mode II durchzuführen. Die meisten anderen derzeit verfügbaren Testmethoden erlauben entweder nur die Anwendung bestimmter Verhältnisse oder das Verhältnis ist nicht genau definiert.

Der Prüfling ist normalerweise 4,5" bis 7" lang, 0,8" bis 1,0" breit und 0,12" bis 0,20" dick. Er enthält einen 1,5" bis 3,0" langen nicht klebenden Einsatz in der Mittelebene an einem Ende. An diesem Ende sind Scharniere an der Ober- und Unterseite des Probekörpers angeklebt oder verschraubt. Ein Scharnier wird dann an das rechte Ende der Basis und das andere an das rechte Ende des Lasthebels geklemmt. Am linken Ende des Lasthebels wird über das in Abb. 1 links oben dargestellte Joch eine Kraft eingeleitet.

Aufgezeichnet wird die aufgebrachte Kraft in Abhängigkeit von der Lastpunktverschiebung sowie die Länge des entsprechenden Fortpflanzungsrisses.

Eine weitere Ansicht der Prüfvorrichtung, bei der die drei Hauptkomponenten getrennt sind, ist in Abb. 2 zu sehen. Der Belastungsbalken (oben rechts in Abb. 2) ist aus eloxiertem 6061-T6-Aluminium gefertigt, um das auf dem Probekörper ruhende Eigengewicht zu minimieren.

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Abb. 2: Demontierte Mixed-Mode Bending Inter-laminar Fracture Toughness Test Fixture.

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Abb. 3: Sandwich-Paneel-Mixed-Mode-Biegeprüfvorrichtung

Quelle für zusätzliche Informationen:

1) ASTM Standard D6671-13, "Test Method for Mixed Mode I-Mode II Interlaminar Fracture Toughness of Unidirectional Fiber Reinforced Polymer Matrix Composites", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (erstmals veröffentlicht 2001).

 

2) J.H. Crews, Jr. und J.R. Reeder, "A Mixed-Mode Bending Apparatus for Delamination Testing", NASA Technical Memorandum 100662, NASA Langley Research Center, Hampton, Virginia, August 1988.

 

3) J. Reeder und J. H. Crews, Jr., "Redesign of the Mixed-Mode Bending Delamination Test to Reduce Nonlinear Effects," Journal of Composites Technology & Research, Vol. 14, No. 1, Spring 1992, pp. 12-19.