Apparecchio per la prova di resistenza a fascio curvo (ASTM D6415)
Modello n. WTF-CL (acciaio inox)
Fig. 1: Mostra del campione standard con il dispositivo di prova e gli adattatori opzionali.
Questo metodo di prova può essere utilizzato per determinare la resistenza a trazione interlaminare di un composito unidirezionale. Il metodo ASTM D6415 (riferimento 1) indica che è destinato a determinare la resistenza delle travi curve di un materiale composito rinforzato con fibre continue.
Il campione di trave curva consiste di due gambe diritte collegate da una curva a 90 gradi con un raggio interno di 1/4", come mostrato in Fig. 1. Il provino standard è largo 1" e può variare da 0,1" a 0,5" di spessore a seconda del materiale e del laminato da testare. Una sollecitazione di trazione fuori piano (attraverso lo spessore) è prodotta nella regione curva del provino quando si sviluppa un momento flettente nel provino quando viene applicato il carico di compressione.
Un apparecchio senza gli adattatori opzionali è mostrato in Fig. 2, con un campione più spesso installato. Il provino è sostenuto e caricato da cilindri di 3/8" di diametro montati su cuscinetti a sfera. Un foro filettato 1"-14 UNF è fornito sia nella parte superiore che inferiore del dispositivo, per il fissaggio alla base e alla traversa della macchina di prova. Un'altra vista dell'attrezzatura standard è mostrata in Fig. 3, per indicare meglio le sue dimensioni.
Fig. 2: Apparecchio di prova standard con campione installato.
Fig. 3: Apparecchio standard mostrato con un righello per la scala.
Una forza di compressione viene applicata in controllo di spostamento fino alla formazione di una o più delaminazioni nel provino, come indicato nella Fig. 4, causando la diminuzione della forza applicata. La norma ASTM D6415 fornisce le equazioni necessarie per calcolare la resistenza del provino.
Fig. 4: Campione fallito
La Fig. 5 mostra uno speciale apparecchio per prove di resistenza a travi curve, progettato con lunghezze di supporto e di carico regolabili. Alcune norme diverse da ASTM specificano altre lunghezze di supporto e di carico, e anche altri diametri dei cilindri di supporto e di carico. Per esempio, Airbus AITM1-0069 (riferimento 2) varia sia la lunghezza della campata che il diametro del cilindro in funzione dello spessore del provino, rendendo quasi obbligatorio un dispositivo regolabile.
Fig. 5: Apparecchio speciale per prove di resistenza a travi curve con supporto del provino e campate di carico regolabili
Occasionalmente, devono essere testati campioni molto larghi. La Fig. 6 mostra un'attrezzatura con supporto del provino e campate di carico regolabili che è anche in grado di testare provini larghi.
Sebbene non sia uno standard, è stato usato anche l'Angle Bend Test Fixture. Il dispositivo è mostrato in Fig. 7.
Fig. 6: Apparecchio speciale per provini larghi con campate di carico e supporto regolabili.
Fig. 7: Apparecchio per prove di piegatura ad angolo
Ogni gamba del campione di trave curva è bloccata nell'attrezzatura, che viene poi caricata in tensione attraverso i bracci sporgenti, inducendo un momento flettente insieme al carico di trazione.
Fonte di informazioni aggiuntive:
1) Standard ASTM D6415-06 (2013), "Metodo di prova standard per la misurazione della resistenza della trave curva di un composito polimero-matrice rinforzato con fibre", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (pubblicato per la prima volta nel 1999).
2) AITM1-0069, Issue 2, "Determinazione del carico di rottura delle travi curve", Airbus S.A.S, Engineering Directorate, Blagnac, Francia, dicembre 2011.