{"id":223,"date":"2016-05-26T00:57:52","date_gmt":"2016-05-26T00:57:52","guid":{"rendered":"http:\/\/www.wyomingtestfixtures.com\/?page_id=223"},"modified":"2024-12-23T10:38:26","modified_gmt":"2024-12-23T16:38:26","slug":"wyoming-combined-loading-compression-test-fixture-astm-d-6641","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/wyomingtestfixtures.com\/de\/products\/compression\/wyoming-combined-loading-compression-test-fixture-astm-d-6641\/","title":{"rendered":"Wyoming Kombinierte Belastungs-Druckpr\u00fcfvorrichtung (ASTM D6641)"},"content":{"rendered":"

Wyoming Kombinierte Belastungs-Druckpr\u00fcfvorrichtung (ASTM D6641)<\/h2>\n

Modell Nr. WTF-EL (Edelstahl)<\/h4>\n\t\t\t\t\"IMG_2895\"\n\t

Abb. 1: Zusammengebaute Wyoming Combined Loading Compression Test Fixture mit installierter Probe.<\/p>\n\t

Die Wyoming Combined Loading Compression (CLC) Test Fixture, die urspr\u00fcnglich an der Universit\u00e4t von Wyoming entwickelt wurde (Referenzen 1 bis 3), wurde 2001 zur ASTM-Norm D6641 (Referenz 4).\u00a0<\/p>\n\t

Die CLC-Vorrichtung besteht aus zwei Paaren von Stahlbl\u00f6cken, die, wie in Abb. 1 dargestellt, mit vier Schrauben zusammengeklemmt werden. Im eingebauten Zustand sind die Enden der 5,5 Zoll langen Probe b\u00fcndig mit den Enden der Bl\u00f6cke. Die 1,2 Zoll breiten Klemmfl\u00e4chen der Bl\u00f6cke sind f\u00fcr die Pr\u00fcfung von Proben mit einer Breite von bis zu nominal 1 Zoll vorgesehen.<\/p>\n\t\t\t\t\"IMG_2905\"\n\t

Abb. 2: Teilweise demontierte Vorrichtung, die die mit Hartmetallpartikeln beschichteten Greiffl\u00e4chen zeigt.<\/p>\n\t

Diese Spannfl\u00e4chen sind, wie in Abb. 2 dargestellt, mit Wolframkarbidpartikeln beschichtet, um die Reibungskraft zu erh\u00f6hen und damit eine h\u00f6here Scherkraft\u00fcbertragung in die Probe zu erm\u00f6glichen. Und da diese Oberfl\u00e4chen relativ glatt sind (100er K\u00f6rnung), besch\u00e4digen sie die Oberfl\u00e4che der Probe nicht. Dies erm\u00f6glicht in vielen Anwendungen die Verwendung von unbearbeiteten Proben, was einen gro\u00dfen Vorteil in Bezug auf die Kosten f\u00fcr die Probenherstellung darstellt.<\/p>\n\t

Durch die Einstellung des Schraubendrehmoments kann das Verh\u00e4ltnis von End- zu Scherbelastung der Probe gesteuert werden, d.h. es kann eine kombinierte Belastung erreicht werden. Dies erm\u00f6glicht die erfolgreiche Pr\u00fcfung von st\u00e4rkeren Materialien als bei einer reinen Endbelastung (Vermeidung von Endquetschungen) und einer geringeren Spannkraft als bei einer reinen Scherbelastung (geringere spannungsinduzierte Konzentrationen) der Probe.<\/p>\n\t

Die Einspannbl\u00f6cke verhindern auch ein grobes Ausknicken der Probe. Zwei linear gelagerte Ausrichtstangen halten das obere und untere Blockpaar in einer Linie, wobei die Linearlager eine Reibung der Ausrichtstangen verhindern. Die kreisf\u00f6rmige Aussparung auf einer Seite bietet Platz f\u00fcr einen an der Kante befestigten Dehnungsaufnehmer, falls dieser verwendet wird. Alternativ k\u00f6nnen auch geklebte Dehnungsmessstreifen auf einer oder beiden Seiten der Probe verwendet werden.<\/p>\n\t

Der zusammengebaute Pr\u00fcfadapter mit installierter Probe wird unverspannt auf einer ebenen Unterlage der Pr\u00fcfmaschine platziert und direkt auf seiner Oberseite durch eine in der Traverse der Pr\u00fcfmaschine montierte flache Platte belastet.<\/p>\n\t

Die Wyoming Combined Loading Compression (CLC) Test Fixture ist f\u00fcr die Aufnahme von Proben mit oder ohne Laschen von 5,5 Zoll L\u00e4nge ausgelegt. Dies ist die gleiche L\u00e4nge, wie sie \u00fcblicherweise bei der IITRI-Pr\u00fcfmethode f\u00fcr eingelegte Proben (ASTM D3410) verwendet wird. Die Messl\u00e4nge (der Abstand zwischen den Einspannbl\u00f6cken) ist mit 0,50 Zoll ebenfalls identisch. Die CLC-Vorrichtung kann zur Pr\u00fcfung von Proben mit nicht genormten Messl\u00e4ngen verwendet werden, indem einfach die Gesamtl\u00e4nge der Probe ge\u00e4ndert wird. Diese Vorrichtung ist mit einem Gewicht von 10,6 lb. relativ kompakt.<\/p>\n\t

Die CLC-Pr\u00fcfmethode eignet sich nachweislich hervorragend f\u00fcr die Druckpr\u00fcfung von ungetabten Probek\u00f6rpern aus Materialien mit m\u00e4\u00dfiger Festigkeit, z. B. Verbundwerkstoffen mit Druckfestigkeiten bis zu etwa 150 ksi, einschlie\u00dflich Kreuzlagen und quasi-isotropen Laminaten, Gewebeverbundwerkstoffen, zuf\u00e4lligen Schnittfaserverbundwerkstoffen und anderen Materialien mit \u00e4hnlicher oder geringerer Festigkeit. In solchen F\u00e4llen hat sich gezeigt, dass die CLC-Pr\u00fcfvorrichtung Druckfestigkeits- und Modulwerte erzeugt, die denen entsprechen, die mit Laschenproben und komplexeren und teureren Pr\u00fcfvorrichtungen wie der IITRI-, der modifizierten Wyoming-IITRI-, der Celanese- und der modifizierten Wyoming-Celanese-Konfiguration erzielt werden (Referenzen 1 bis 3).<\/p>\n\t

Es k\u00f6nnen auch nicht genormte Spannvorrichtungen entworfen und hergestellt werden. In Abb. 3 wird beispielsweise die Standardvorrichtung (links) mit einer Vorrichtung verglichen, die f\u00fcr die Aufnahme von Proben mit derselben L\u00e4nge von 5,5 Zoll, aber einer Breite von bis zu 2,5 Zoll ausgelegt ist.<\/p>\n\t\t\t\t\"IMG_2909\"\n\t

Abb. 3: ASTM D 6641 Standardvorrichtung (links) und spezielle 2,5\u2033-Probenbreite-Vorrichtung (rechts).<\/p>\n\t

Abb. 4 zeigt eine verkleinerte Vorrichtung, die f\u00fcr die Pr\u00fcfung von Proben mit einer L\u00e4nge von nur 2,5 Zoll und einer Breite von bis zu 0,5 Zoll ausgelegt ist, mit einer Standardvorrichtung im Hintergrund zum Vergleich.<\/p>\n\t\t\t\t\"wyoming\n\t

Abb. 4: Spezielle verkleinerte Vorrichtung (zerlegt) im Vordergrund, eine Standardvorrichtung im Hintergrund.<\/p>\n\t

Drei unterschiedlich gro\u00dfe CLC-Halterungen sind in Abb. 5 als Beispiele f\u00fcr manchmal verwendete Gr\u00f6\u00dfenvariationen dargestellt. Wir haben noch gr\u00f6\u00dfere und kleinere CLC-Halterungen entworfen und hergestellt.<\/p>\n\t\t\t\t\"wyoming\n\t

Abb. 5: Drei unterschiedlich gro\u00dfe kombinierte Belastungs-Druckpr\u00fcfvorrichtungen, in der Mitte die Vorrichtung in Standardgr\u00f6\u00dfe.<\/p>\n\t

Links in Abb. 6 ist eine spezielle CLC-Vorrichtung mit vier Ausrichtstangen und Linearlagern teilweise demontiert dargestellt. Rechts ist eine teilweise demontierte Standardhalterung zu sehen. Mit zunehmendem Interesse an der Verwendung von DIC-Techniken (Digital Image Correlation) zur Ermittlung von Vollfeldverschiebungen der Oberfl\u00e4che des Pr\u00fcflings ist es erforderlich, dass das Messger\u00e4t die Oberfl\u00e4che des Pr\u00fcflings betrachten kann. Die zwei Ausrichtungsstangen der Standardvorrichtung blockieren diese Sicht. Durch die Verwendung von vier Ausrichtst\u00e4ben steht eine Sichtlinie zwischen den Stabpaaren zur Verf\u00fcgung, wobei die Symmetrie der Vorrichtung erhalten bleibt.<\/p>\n\t\t\t\t\"IMG_2915\"\n\t

Abb. 6: Links ist eine spezielle Combined Loading Compression (CLC)-Pr\u00fcfvorrichtung mit vier Ausrichtungsstangen zu sehen, rechts eine Standardvorrichtung.<\/p>\n\t

Eine weitere Ansicht der Spezialvorrichtung mit vier Ausrichtungsst\u00e4ben aus Abb. 6 ist im Vordergrund von Abb. 7 vollst\u00e4ndig demontiert dargestellt, zusammen mit den Abstandsstreifen und einem Schieberstreifen f\u00fcr die Installation von 1\/2 Zoll und 1 Zoll breiten Proben. Im Hintergrund ist eine vollst\u00e4ndig montierte Vorrichtung zusammen mit einer Standardvorrichtung zu sehen. Diese spezielle Vorrichtung wiegt 20 Pfund, etwa doppelt so viel wie die Standardvorrichtung, und kann auf Wunsch Proben mit einer Breite von bis zu 2,5 Zoll aufnehmen. Der Freiraum zwischen den Ausrichtungsst\u00e4ben betr\u00e4gt etwas mehr als 1,2 Zoll.<\/p>\n\t\t\t\t\"IMG_2917\"\n\t

Abb. 7: Die CLC-Spezialvorrichtung mit vier Ausrichtst\u00e4ben ist im Vordergrund komplett demontiert dargestellt. Im Hintergrund sind eine montierte Halterung und eine Standardhalterung zu sehen.<\/p>\n\t

Die Spannfl\u00e4chen der Hartmetallpartikel in den oben genannten Vorrichtungen werden nach l\u00e4ngerem Gebrauch (in der Regel nach vielen Hundert Probenpr\u00fcfungen) abgenutzt und m\u00fcssen m\u00f6glicherweise neu beschichtet werden. Mit fortschreitender Abnutzung werden immer h\u00f6here Schraubendrehmomente erforderlich, um gleichwertige Ergebnisse zu erzielen. Ein extremes Beispiel f\u00fcr Oberfl\u00e4chenverschlei\u00df ist in Abb. 8 dargestellt. Normalerweise wird die Vorrichtung bis zu diesem Punkt nicht weiter verwendet. Die urspr\u00fcngliche Beschichtung kann abgeschliffen und die Vorrichtung neu beschichtet werden, wodurch der urspr\u00fcngliche Zustand wiederhergestellt wird.<\/p>\n\t\t\t\t\"wyoming\n\t

Abb. 8: Beispiel f\u00fcr eine gut genutzte kombinierte Druckpr\u00fcfvorrichtung in Standardgr\u00f6\u00dfe. Es ist das Verschlei\u00dfmuster der Hartmetallpartikel-Klemmfl\u00e4chen zu erkennen, das durch eine \u00bd Zoll breite Probe verursacht wird, mit \u00fcberm\u00e4\u00dfigem Verschlei\u00df an den Enden in der N\u00e4he des Probenmessbereichs.<\/p>\n\t

Quellen f\u00fcr zus\u00e4tzliche Informationen:<\/strong><\/p>\n

1) D.F. Adams und J.S. Welsh, \"The Wyoming Combined Loading Compression (CLC) Test Method,\".Journal of Composites Technology and Research<\/em>, Vol. 19, No. 3, 1997, pp. 123-133.<\/p>\n

2) P.M. Wegner und D.F. Adams, \"Verification of the Combined Load Compression (CLC) Test Method\", Bericht Nr. DOT\/FAA\/AR-00\/26, Federal Aviation Administration Technical Center, Atlantic City, New Jersey, August 2000.<\/p>\n

3) J.S. Welsh und D.F. Adams, \"Current Status of Compression Test Methods for Composite Materials,\". SAMPE-Journal<\/em>, Vol. 33, No. 1, Januar 1997, pp. 35-43.<\/p>\n

4) ASTM Standard D6641-09 (2009), \"Test Method for Determining the Compressive Properties of Polymer Matrix Composite Laminates Using a Combined Loading Compression (CLC) Test Fixture\", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (Erstausgabe 2001).<\/p>\n

5) D.F. Adams und G.A. Finley, \"Experimental Study of Thickness-Tapered Unidirectional Composite Compression Specimens,\" Experimentelle Mechanik<\/em>, Vol 36, No. 4, Dezember 1996, pp. 348-355.<\/p>\n

6) S.L. Coguill und D.F. Adams, \"Use of the Wyoming Combined Loading Compression (CLC) Fixture to Test Unidirectional Composites,\" Proceedings of the 44th<\/sup> International SAMPE Symposium, Long Beach, Kalifornien, Mai 1999, S. 2322-2331.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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