Приспособление для испытания прочности изогнутой балки (ASTM D6415)

Модель № WTF-CL (нержавеющая сталь)

ASTM D6415 FIXTURE

Рис. 1: Стандартный образец с приспособлением для испытания и дополнительными адаптерами.

Данный метод испытания может быть использован для определения прочности на межламинарное растяжение однонаправленного композита. В стандарте ASTM D6415 (ссылка 1) указано, что он предназначен для определения прочности изогнутой балки композитного материала, армированного непрерывным волокном.

Образец изогнутой балки состоит из двух прямых ножек, соединенных 90-градусным изгибом с внутренним радиусом 1/4 дюйма, как показано на рис. 1. Стандартный образец имеет ширину 1 дюйм и толщину от 0,1 до 0,5 дюйма в зависимости от материала и испытываемого ламината. Растягивающее напряжение вне плоскости (через всю толщину) возникает в изогнутой части образца, когда при приложении сжимающей нагрузки в образце возникает изгибающий момент.

Приспособление без дополнительных адаптеров показано на рис. 2 с установленным образцом большей толщины. Образец поддерживается и нагружается цилиндрами диаметром 3/8 дюйма, установленными на шарикоподшипниках. В верхней и нижней части приспособления имеется резьбовое отверстие 1"-14 UNF для крепления к основанию и траверсе испытательной машины. Другой вид стандартного приспособления показан на рис. 3, чтобы лучше показать его размеры.

IMG_2708

Рис. 2: Стандартное испытательное приспособление с установленным образцом.

IMG_2706

Рис. 3: Стандартное приспособление, показанное с линейкой для масштаба.

Сжимающее усилие прикладывается в режиме контроля перемещения до тех пор, пока в образце не образуется одно или несколько расслоений, как показано на рис. 4, в результате чего приложенное усилие падает. В стандарте ASTM D6415 приведены уравнения, необходимые для расчета прочности образца.

приспособление для испытания на прочность изогнутой балки_3

Рис. 4: Разрушенный образец

На рис. 5 показано специальное приспособление для испытания на прочность изогнутой балки, разработанное с регулируемой длиной опорного и нагрузочного пролетов. Некоторые стандарты, кроме ASTM, определяют другие длины опорных и нагрузочных пролетов, а также другие диаметры опорных и нагрузочных цилиндров. Например, Airbus AITM1-0069 (ссылка 2) варьирует длину пролета и диаметр цилиндра в зависимости от толщины образца, что делает регулируемое приспособление практически обязательным.

WTF-CL Air

Fig. 5: Airbus Curved Beam Strength Test Fixture with adjustable specimen support and loading spans

Although not a standard, the Angle Bend Test Fixture has also been used. The fixture is shown in Fig. 6.

приспособление для испытания на прочность изогнутой балки_6

Fig. 6: Angle Bend Test Fixture

 Каждая ножка образца изогнутой балки зажимается в приспособлении, которое затем нагружается растяжением через выступающие рычаги, вызывая изгибающий момент наряду с растягивающей нагрузкой.

Источник дополнительной информации:

1) Стандарт ASTM D6415-06 (2013), "Стандартный метод испытания для измерения прочности изогнутой балки армированного волокном полимерно-матричного композита", Американское общество по испытаниям и материалам, Вест Коншохокен, Пенсильвания (впервые опубликован в 1999 году).

2) AITM1-0069, выпуск 2, "Определение нагрузки разрушения изогнутой балки", Airbus S.A.S, инженерное управление, Бланьяк, Франция, декабрь 2011 года.