Apparecchio per prove di taglio a due binari (ASTM D4255)

Modello n. WTF-2R (acciaio inox)

dispositivo di prova a taglio a due rotaie_0

Fig. 1: Apparecchio parzialmente assemblato, con il campione in posizione ma la maschera di installazione del campione mostrata separatamente in alto

Il metodo di prova di taglio a due binari e l'attrezzatura associata sono descritti come metodo A nella norma ASTM D4255 (riferimento 1). È diventato uno standard ASTM nel 1983. Il provino ha una lunghezza di 6 pollici e una larghezza di 3 pollici e uno spessore ragionevole. Lo standard ASTM raccomanda uno spessore compreso tra 0,05 e 0,13 pollici. Se il provino è troppo spesso, scivolerà nelle morse. Tre bulloni di ogni guida passano attraverso il provino, il che richiede sei fori di sicurezza nel provino.

Sei grandi fori nella dima di installazione (mostrati nella parte superiore della fotografia in Fig. 1) forniscono lo spazio per i dispositivi di fissaggio che fissano ogni coppia di guide laterali al campione.

Le superfici di presa dei campioni delle guide laterali sono rivestite con particelle di carburo di tungsteno. Una barra distanziatrice (mostrata appena sotto la maschera di installazione nella Fig. 1) è fornita per mantenere la giusta distanza di ½ pollice tra le metà della guida durante l'assemblaggio finale. Questo distanziatore viene poi rimosso prima del test.

I raccordi di estremità del dispositivo sono perni maschi lisci standard da 1,25 pollici di diametro con un foro trasversale per il perno di fissaggio da 0,50 pollici di diametro in ciascuno di essi (Instron tipo Dm connessioni), per connettersi direttamente alla traversa e alla base della macchina di prova, o agli adattatori opzionali. Il dispositivo assemblato viene poi caricato in tensione.

Questo metodo di prova, sebbene sia ancora uno standard ASTM, non è mai stato molto popolare. Il provino è relativamente grande, come indicato nella foto della Fig. 2 che mostra i provini attuali di Iosipescu, taglio a trave corta e taglio a due rotaie. Viene consumato più materiale per ogni provino e c'è un costo aggiuntivo associato alla necessità di praticare sei fori nel provino per il fissaggio delle guide laterali.

apparecchio di prova a taglio a due rotaie_1

Fig. 2: Confronti delle dimensioni dei provini per quattro metodi di prova di taglio: 

a)  ±45º Taglio a trazione (ASTM D3518)

b) Taglio Iosipescu (ASTM D5379)

c) Taglio a trave corta (ASTM D2344)

d) Taglio a due rotaie (ASTM D4255)   

Per ovviare a queste carenze, la norma ASTM D7078, la  Cesoia per guide con intaglio a V è stato sviluppato come alternativa. Tuttavia, il dispositivo di prova a taglio a due rotaie è ancora disponibile da Wyoming Test Fixtures, Inc. se fosse necessario per qualche applicazione specifica.

Fonti di informazioni aggiuntive:
1) Standard ASTM D 4255-01 (riapprovato nel 2007), "Guide for Testing In-Plane Shear Properties of Composite Laminates," American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (pubblicato per la prima volta nel 1983).

2) D.F. Adams e E.Q. Lewis, "Current Status of Composite Material Shear Test Methods", SAMPE Journal, Vol. 31, No. 1, gennaio/ febbraio 1995, pp. 32-41.

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

4) D.F. Adams e E.Q. Lewis, "Experimental Assessment of Four Composite Material Shear Test Methods", Journal of Testing and Evaluation, Vol. 25, No. 2, Marzo 1997, pp. 182-189.