Apparecchio per prove di flessione a fascio lungo (ASTM D7249)

Modello n. WTF-LF (alluminio e acciaio inox)

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Fig. 1: Apparecchio di flessione standard per travi lunghe (carico a tre e quattro punti) con campate completamente regolabili, marcature di scala incise, campata di supporto massima di 24 pollici, campata di carico massima di 12 pollici, tamponi di carico e di supporto in acciaio temprato da 3 pollici x 1.

Questo metodo di prova è stato standardizzato come ASTM D7249 nel 1957 per le prove sui pannelli sandwich (riferimento 1). Tuttavia, è utile anche per le prove di flessione di qualsiasi altro tipo di provino, ad esempio i laminati solidi secondo ASTM D790, ASTM D6272 e ASTM D7264. (Riferimenti 2, 3, 4). L'attrezzatura standard per la flessione a fascio lungo può anche essere personalizzata per adattarsi a provini di altre lunghezze e larghezze massime.

La norma ASTM D7249 consente l'uso di un carico singolo (a metà dell'apertura) o di un carico a due punti (la configurazione illustrata nella Fig. 1). Questi vengono solitamente definiti, rispettivamente, flessione a tre e a quattro punti. L'attrezzatura può essere utilizzata in entrambe le configurazioni, rimuovendo una testa di carico e centrando la rimanente sulla trave di carico per eseguire il carico a tre punti.

In uso, il dispositivo è fissato alla macchina di prova sia in alto che in basso. È possibile realizzare adattatori personalizzati per il fissaggio a qualsiasi tipo di connessione per una specifica macchina di prova, ma non sono inclusi nel dispositivo.

Un'altra opzione è l'aggiunta di aste di allineamento e cuscinetti lineari al dispositivo standard, come mostrato in Fig. 2. Questo mantiene l'allineamento reciproco delle metà del dispositivo indipendentemente dall'allineamento della macchina di prova. L'attacco inferiore viene eliminato, l'attrezzatura poggia senza vincoli sulla base della macchina di prova.

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Fig. 2: Apparecchio standard di flessione a fascio lungo con l'aggiunta di aste di allineamento e cuscinetti lineari.

Per mantenere il peso totale del dispositivo ragionevole, le travi di carico e di supporto e le teste di carico e di supporto sono fabbricate in alluminio ad alta resistenza (6061-T6) piuttosto che in acciaio. Il peso totale dell'attrezzatura è di circa 40 lb. Le aste di allineamento opzionali e i cuscinetti mostrati in Fig. 2 aggiungono 15 lb.

L'attrezzatura Wyoming incorpora delle piastre girevoli, come illustrato nelle Figg. 1 e 2. La Fig. 3 mostra un primo piano di un piatto girevole. L'ASTM D7249 consente anche l'uso di punti di carico e di supporto cilindrici. Pertanto, se lo si desidera, è possibile rimuovere facilmente i piani di rotazione e caricare/supportare il provino direttamente sui perni temprati da 0,50 pollici di diametro.

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Fig. 3: Primo piano del piano girevole sulla testa di carico.

È disponibile anche un'ampia gamma di altri accessori per il caricamento e la configurazione del supporto, compresi piani di caricamento più larghi e più stretti, cilindri di caricamento di vari diametri e fermi di centraggio dei campioni.

Le aste di allineamento e le guide lineari possono essere utilizzate anche con dispositivi di flessione a campata più corta, come mostrato nella Fig. 4.

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Fig. 4: Apparecchio speciale da 10" per il carico e la campata di supporto con aste di guida e piani girevoli.

La Figura 5 mostra uno speciale dispositivo di prova di flessione a fascio lungo regolabile a vite, progettato sia per il carico a tre che a quattro punti. Usando la regolazione a vite, entrambi i supporti del provino si muovono dentro e fuori insieme, mantenendoli centrati rispetto alla testa o alle teste di carico. Lo stesso vale per le teste di carico a quattro punti. La configurazione per il carico in quattro punti è mostrata in Fig. 5.

Lo stesso apparecchio è mostrato in Fig. 6, ora configurato per il carico su tre punti. La trave di carico è stata capovolta, per togliere di mezzo le teste di carico a quattro punti. L'adattatore è stato sostituito dalla testa di carico a tre punti, l'adattatore è ora montato dall'altro lato della trave.

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Fig. 5: Dispositivo di flessione a vite per travi lunghe mostrato nella configurazione di carico a quattro punti

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Fig. 6: Dispositivo di flessione a vite per travi lunghe mostrato nella configurazione di carico a tre punti

Uno speciale apparecchio per prove di flessione a trave lunga, progettato specificamente per il carico di fatica a ciclo inverso, è mostrato in Fig. 7. Il provino è bloccato tra i punti di carico e di supporto in modo che sia possibile il carico inverso. Questi morsetti ruotano in cuscinetti mentre il provino si deflette. Sia il carico che la lunghezza della campata di supporto sono regolabili, e possono essere applicati sia carichi a tre che a quattro punti.

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Fig. 7: Dispositivo di flessione speciale a fatica a ciclo inverso Long Beam

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Fig. 8: Apparecchio di flessione a fatica a fascio lungo a ciclo inverso ASTM D7774

OSono disponibili anche altre configurazioni specializzate di pannelli sandwich, travi corte e lunghe e apparecchi per prove di flessione di laminati solidi.

Fonti di informazioni aggiuntive:

1) Norma ASTM C7249-20 (2020), "Proprietà del foglio di facciata delle costruzioni a sandwich mediante flessione a fascio lungo", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania.

2) ASTM Standard D790-10 (2010), "Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (prima edizione nel 1970).

3) Standard ASTM D6272-10 (2010), "Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials by Four-Point Bending", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (prima edizione nel 1998).

 4) Standard ASTM D7264-07 (2007), "Flexural Properties of Polymer Matrix Composite Materials", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (prima edizione nel 2006).