Apparecchio per la prova di taglio della guida con intaglio a V (ASTM D7078)

Modello n. WTF-NR (acciaio inossidabile)

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Fig. 1: Dispositivo per la prova di taglio della rotaia con intaglio a V con un provino standard con intaglio a V (in alto al centro).

Il provino standard ASTM D7078 con intaglio a V per il taglio delle rotaie è lungo 3,0 pollici (lo stesso del provino standard Iosipescu), ma largo 2,20 pollici (contro 0,75 pollici per il provino standard ASTM D5379 Iosipescu), con una sezione di calibro molto più ampia tra le tacche (1,20 pollici di larghezza contro 0,45 pollici). Il rapporto profondità-larghezza dell'intaglio del provino, pari a 0,227, è simile al rapporto di 0,200 del provino Iosipescu standard, preservando così la geometria della sezione di calibro.

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Fig. 2: Dispositivo per la prova di taglio della rotaia con intaglio a V (ASTM D7078).

Una lunghezza di 1,0 pollici lungo ciascuna estremità del provino è afferrata dal dispositivo di prova. In altre parole, il provino viene afferrato fino alle tacche, con una regione del provino non afferrata di 1,0 pollici esposta tra le tacche. Il dispositivo viene fornito con fori filettati in ciascuna metà del dispositivo per il collegamento alla macchina di prova. Gli adattatori opzionali, come il perno standard da 1,25 pollici di diametro con foro per il perno trasversale da 0,50 pollici di diametro (Instron Type Dm) illustrato nella Fig. 1-3, può essere fornito per l'accoppiamento con la macchina di prova del cliente.

In entrambe le figure 1 e 2, nel gruppo impugnatura inferiore a sinistra è visibile un'apertura che consente di installare il provino senza doverlo rimuovere dalla macchina di prova, cosa talvolta auspicabile, ad esempio quando si eseguono prove a temperature elevate o criogeniche. Questo taglio consente l'installazione del provino senza dover rimuovere l'attrezzatura dalla macchina di prova, cosa che a volte è auspicabile, ad esempio, quando si eseguono prove a temperatura elevata o criogeniche.

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Fig. 3: Dispositivo assemblato per la prova di taglio della rotaia con intaglio a V.

Ogni apparecchio è corredato da una coppia di distanziatori per l'installazione del provino (dime), illustrati nella Fig. 4. Queste dime sono anche indicate all'estrema sinistra nella Fig. 1. Queste dime sono mostrate anche all'estrema sinistra nella Fig. 1. Queste dime di installazione servono a centrare le tacche dei provini tra le guide durante l'installazione e si sono rivelate molto utili per gli utilizzatori di questa attrezzatura di prova. Una volta completata l'installazione del provino, le dime di installazione vengono rimosse.

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Fig. 4: Uso dei distanziatori di installazione (dime) utilizzati per centrare il provino.

È possibile progettare e fabbricare anche dispositivi di taglio per rotaie con intaglio a V con configurazione speciale. La Fig. 5 mostra un dispositivo appositamente progettato, regolabile per la larghezza della sezione di calibro. È possibile fabbricare anche dispositivi non regolabili per larghezze di sezione non standard (fisse).

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Fig. 5: Apparecchio speciale per prove di larghezza della sezione grigia regolabile per prove su provini di larghezza della sezione grigia variabile (aumentata).

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.

Fonti di informazioni aggiuntive:

1) Standard ASTM D7078-05 (2005), "Metodo di prova standard per le proprietà di taglio dei materiali compositi con il metodo di taglio della guida dentellata a V", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (pubblicato per la prima volta nell'aprile 2005).

2) Adams, D. O., Moriarty, J. M., Gallegos, A. M., e 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., settembre 2003.

3) Hussain, A. K. e 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, febbraio 1998.

4) Adams, D. O., Moriarty, J. M., Gallegos, A. M., e Adams, D. F., "The V-Notched Rail Shear Test," Giornale dei materiali compositi, Vol. 41, No. 3, Febbraio 2007, pp. 281-297.

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

7) Hussain, A.K., e Adams, D.F., "The Wyoming-Modified Two-Rail Shear Test Fixture for Composite Materials," Giornale della tecnologia e della ricerca sui materiali compositi, Vol. 21, No. 4, Ottobre 1999, pp. 215-223.

8) Hussain, A.K., e Adams, D.F., "Valutazione sperimentale del Wyoming-Modified Two-Rail Shear Test Method per materiali compositi," Meccanica sperimentale, Vol. 44, No. 4, Agosto 2004, pp. 354-364.

9) Hussain, A.K., e Adams, D.F., "Analytical Evaluation of the Two-Rail Shear Test Method for Composite Materials," Scienza e tecnologia dei compositi, Vol. 64, 2004, pp. 221-238.