Приспособление для испытаний с открытым отверстием Northrop (NAI-1504C)

Модель № WTF-NH (нержавеющая сталь)

IMG_3460

Рис. 1: Собранное приспособление для испытания на сжатие с открытым отверстием Northrop с установленным образцом.

Приспособление для испытания на сжатие с открытым отверстием Northrop было разработано корпорацией Northrop. Оно описано в спецификации Northrop NAI-1504C (см. ссылку 1). Образец без накладки имеет длину 3 дюйма, ширину 1 дюйм и различную толщину в зависимости от испытываемого материала и укладки. Спецификация Northrop рекомендует толщину от 0,125 до 0,250 дюймов в различных случаях. Стандартный образец содержит отверстие диаметром 0,25 дюйма в центре, хотя приспособление также успешно использовалось для испытания на сжатие образцов без отверстий, если не происходит дробления концов.

Это приспособление является реальным конкурентом более известного приспособления для испытания на сжатие с открытым отверстием Boeing, Wyoming Test Fixtures, Inc. Модель WTF-OH (см. раздел C-1), которое является стандартом ASTM (см. ссылку 2). В методе Northrop используется образец гораздо меньшего размера, что позволяет экономить материал для испытаний, а в варианте Boeing - образец в четыре раза длиннее и на пятьдесят процентов шире, т.е. 12 дюймов в длину и 1,50 дюйма в ширину.

Образец для испытания на сжатие с открытым отверстием Northrop подвергается прямому торцевому нагружению при сжатии до разрушения в приспособлении, показанном на рис. 1, при этом образец проходит от одного конца приспособления до другого и располагается заподлицо с ним. Приспособление поддерживает образец практически непрерывно вдоль обеих сторон, с вырезами для размещения тензометрических датчиков и их проводов (см. рис. 2 ниже, частично собранное приспособление). Образец зажат между четырьмя основными опорными блоками, которые попарно соединены болтами, с небольшим (0,1") зазором между верхней и нижней парами. Затем эта сборка слегка зажимается между внешними ограничительными пластинами, удерживаемыми на месте барашковыми гайками, как показано на рисунке, для поддержания осевого выравнивания сборки. Собранное приспособление с установленным образцом помещается между плоскими пластинами в испытательную машину и нагружается сжатием до разрушения.

IMG_3464

Рис. 2: Частично собранное приспособление для компрессионных испытаний Northrop с открытым отверстием.

Результаты испытаний Northrop на сжатие с открытым отверстием обычно не сравнивались напрямую с результатами испытаний на сжатие с открытым отверстием в приспособлении Boeing, поскольку ширина образцов различна, хотя отверстие диаметром 0,25 дюйма является стандартным для обоих методов испытаний. Однако в ссылке 3 сравниваются результаты испытаний образцов Northrop шириной 1 дюйм и 1,5 дюйма с результатами испытаний в приспособлении Boeing как при сдвиге, так и при торцевой нагрузке, и эти результаты свидетельствуют о том, что оба метода испытаний дают сопоставимые результаты. Еще одно обсуждение можно найти в ссылке 4.

Источники дополнительной информации:

1) Спецификация Northrop NAI-1504C, "Метод испытания на сжатие открытого отверстия", корпорация Northrop, Хоторн, Калифорния, май 1988 года.

2) Стандарт ASTM D6484-09 (2009), "Прочность на сжатие полимерно-матричных композитных ламинатов с открытым отверстием", Американское общество по испытаниям и материалам, Вест Коншохокен, Пенсильвания (впервые выпущен в 1999 году).

3) S.L. Coguill и D.F. Adams, "Сравнение приспособлений для сжатия с открытым отверстием путем экспериментальной оценки", Труды 45.th Международный симпозиум и выставка SAMPE, Лонг-Бич, Калифорния, май 2000 г., стр. 1095-1105.

4) Д.Ф. Адамс, "Компрессионные испытания в открытых скважинах". Высокоэффективные композиты, март 2005, стр. 12-13.