Scherprüfvorrichtung für V-Kerbschienen (ASTM D7078)

Modell Nr. WTF-NR (Edelstahl)

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Abb. 1: V-gekerbte Schienenscherprüfvorrichtung mit einer Standard-V-gekerbten Probe (oben Mitte).

Die ASTM D7078 Standard V-Kerbschienenprobe ist 3,0 Zoll lang (wie die Iosipescu-Standardprobe), aber 2,20 Zoll breit (im Gegensatz zu 0,75 Zoll für die ASTM D5379 Iosipescu-Standardprobe), was zu einem viel größeren Messquerschnitt zwischen den Kerben führt (1,20 Zoll breit im Vergleich zu 0,45 Zoll). Das Verhältnis von Kerbtiefe zu -breite von 0,227 entspricht dem Verhältnis von 0,200 bei der Iosipescu-Normprobe, wodurch die Geometrie des Messquerschnitts erhalten bleibt.

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Abb. 2: V-gekerbte Schienen-Scherprüfvorrichtung (ASTM D7078).

Eine Länge von 1,0 Zoll an jedem Ende der Probe wird von der Prüfvorrichtung eingespannt. Das heißt, die Probe wird bis zu den Kerben geklemmt, so dass ein nicht geklemmter Bereich der Probe von 1,0 Zoll zwischen den Klemmen freiliegt. Das Spannzeug wird mit Gewindebohrungen in jeder Hälfte des Spannzeugs zur Verbindung mit der Prüfmaschine geliefert. Optionale Adapter, wie z.B. der Standardbolzen mit einem Durchmesser von 1,25 Zoll und einer Querbohrung mit einem Durchmesser von 0,50 Zoll (Instron Typ Dm), wie in Abb. 1-3 dargestellt, kann für die Prüfmaschine des Kunden geliefert werden.

In den Abbildungen 1 und 2 ist links in der unteren Spannvorrichtung eine Aussparung zu sehen. Diese Aussparung ermöglicht den Einbau der Probe, ohne dass die Vorrichtung aus der Prüfmaschine entfernt werden muss, was manchmal wünschenswert ist, z. B. bei Prüfungen bei erhöhten Temperaturen oder bei Tiefsttemperaturen.

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Abb. 3: Montierte V-Kerbschienen-Schubversuchsvorrichtung.

Zu jeder Vorrichtung gehört ein Paar Abstandshalter (Jigs), die in Abb. 4 dargestellt sind. Diese Vorrichtungen sind auch in Abb. 1 ganz links zu sehen. Sie dienen zur Zentrierung der Probenkerben zwischen den Schienen während des Einbaus und haben sich bei den Anwendern dieses Prüfgeräts als sehr hilfreich erwiesen. Nach Abschluss der Probenmontage werden die Montagevorrichtungen entfernt.

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Abb. 4: Verwendung von Abstandshaltern (Lehren) zur Zentrierung des Probekörpers.

Es können auch spezielle V-Kerbschienenscherenvorrichtungen konstruiert und hergestellt werden. Abb. 5 zeigt eine speziell konstruierte, verstellbare Profilscherenvorrichtung. Nicht verstellbare Vorrichtungen für nicht genormte (feste) Teilungsbreiten können ebenfalls hergestellt werden.

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Abb. 5: Spezieller verstellbarer Prüfadapter für die Prüfung von Proben mit variabler (vergrößerter) Querschnittsbreite.

An Adjustable Combined Loading V-Notched Rail Shear test fixture has been developed.  This fixture is shown in comparison to the standard V-Notched Rail Shear Test Fixture in Fig 6. Note that the depth of the cavity in which the specimen is gripped has been increased from 1 in. to 2 in. in the Combined Loading Shear test fixture (left) to provide greater surface area and edge distance for specimen loading. Whereas the standard V-Notched Rail Shear specimen is 3 in. x 2.2 in. as shown above in Fig. 4, the Combined Loading Shear specimen is 5 in. x 2.2 in. However, the size and shape of the central notched test section of the specimen is the same for the two test configurations.

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Fig. 6:  Adjustable Combined Loading Shear (CLS) Test Fixture (left) shown with the standard V-Notched Rail Shear Test Fixture (right).

The adjustable Combined Loading Shear test fixture is shown partially disassembled in Fig. 7.  A flat plate contacts the edge of the specimen, being held against the specimen by a screw.  This screw can be used to adjust for the width of the specimen, or to actually apply a preload to the specimen edges.

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Fig. 7:  Adjustable Combined Loading Shear (CLS)Test Fixtures with one half shown disassembled at the left.

Quellen für zusätzliche Informationen:

1) ASTM Standard D7078-05 (2005), "Standard Test Method for Shear Properties of Composite Materials by the V-Notched Rail Shear Method", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (zuerst veröffentlicht im April 2005).

2) Adams, D. O., Moriarty, J. M., Gallegos, A. M., und Adams, D. F., "Development and Evaluation of the V-Notched Rail Shear Test for Composite Laminates", Federal Aviation Administration Report DOT/FAA/AR-03/63, FAA Office of Aviation Research, Washington, D.C., September, 2003.

3) Hussain, A. K. und Adams, D. F., "An Analytical and Experimental Evaluation of the Two-Rail Shear Test for Composite Materials," University of Wyoming Composite Materials Research Group Report UW-CMRG-R-98-105, Februar 1998.

4) Adams, D. O., Moriarty, J. M., Gallegos, A. M., und Adams, D. F., "The V-Notched Rail Shear Test," Zeitschrift für Verbundwerkstoffe, Vol. 41, No. 3, Februar 2007, pp. 281-297.

5) Adams, D.O., Gallegos, A.M, Moriarty, J.M., und Adams, D.F., "A V-Notched Rail Shear Test for Composite Laminates," Proceedings of the 2002 SEM Annual Conference, Milwaukee, WI, June 2002.

6) Adams, D.O., Moriarty, J.M., Gallegos, A.M., und Adams, D.F., "Development and Evaluation of a V-Notched "Rail Shear Test," Proceedings of the 2002 SAMPE Technical Conference, Baltimore, MD, November 2002.

7) Hussain, A.K., und Adams, D.F., "The Wyoming-Modified Two-Rail Shear Test Fixture for Composite Materials," Journal of Composites Technology and Research, Vol. 21, No. 4, Oktober 1999, pp. 215-223.

8) Hussain, A.K., und Adams, D.F., "Experimental Evaluation of the Wyoming-Modified Two-Rail Shear Test Method for Composite Materials," Experimentelle Mechanik, Vol. 44, No. 4, August 2004, pp. 354-364.

9) Hussain, A.K., und Adams, D.F., "Analytical Evaluation of the Two-Rail Shear Test Method for Composite Materials," Wissenschaft und Technologie der Verbundwerkstoffe, Vol. 64, 2004, S. 221-238.