Приспособление для испытания на изгиб длинной балки (ASTM D7249)

Модель № WTF-LF (алюминий и нержавеющая сталь)

IMG_3271

Рис. 1: Стандартное приспособление для изгиба длинной балки (трех- и четырехточечное нагружение) с полностью регулируемыми пролетами, выгравированными шкальными отметками, максимальным пролетом опоры 24 дюйма, максимальным пролетом нагрузки 12 дюймов, нагрузочными и опорными прокладками из закаленной стали размером 3 x 1 дюйм.

Этот метод испытаний был впервые стандартизирован как ASTM D7249 в 1957 году для испытания сэндвич-панелей (ссылка 1). Однако он также полезен для испытания на изгиб образцов любого другого типа, например, цельных ламинатов в соответствии с ASTM D790, ASTM D6272 и ASTM D7264. (Ссылки 2, 3, 4). Стандартное приспособление для испытания на изгиб длинной балки также может быть адаптировано для образцов другой практической максимальной длины и ширины.

Стандарт ASTM D7249 допускает использование либо одноточечной (в середине пролета) нагрузки, либо двухточечной нагрузки (схема, показанная на рис. 1). Обычно их называют трехточечным и четырехточечным изгибом, соответственно. Приспособление может использоваться в любой конфигурации, при этом одна нагрузочная головка снимается, а оставшаяся центрируется на нагрузочной балке для выполнения трехточечного нагружения.

При использовании приспособление крепится к испытательной машине как сверху, так и снизу. По заказу могут быть изготовлены адаптеры для крепления к любому типу соединений для конкретной испытательной машины, но они не входят в комплект поставки приспособления.

Другим вариантом является добавление к стандартному приспособлению выравнивающих стержней и линейных подшипников, как показано на рис. 2. Это обеспечивает взаимное выравнивание половин приспособления независимо от выравнивания испытательной машины. Нижнее крепление устраняется, и приспособление без ограничений опирается на основание испытательной машины.

IMG_3278

Рис. 2: Стандартное приспособление для изгиба длинной балки с добавлением выравнивающих стержней и линейных подшипников.

Для снижения общего веса приспособления нагрузочная и опорная балки, а также нагрузочная и опорная головки изготовлены из высокопрочного (6061-T6) алюминия, а не из стали. Общий вес приспособления составляет около 40 фунтов. Дополнительные выравнивающие стержни и подшипники, показанные на рис. 2, добавляют 15 фунтов.

Приспособление Вайоминга включает в себя поворотные плоскости, как показано на рис. 1 и 2. Крупный план поворотной плоскости показан на рис. 3. Стандарт ASTM D7249 также допускает использование цилиндрических точек нагружения и опоры. Таким образом, при желании эти поворотные плоскости можно легко снять и нагрузить/поддержать образец непосредственно на закаленных поворотных точках диаметром 0,50 дюйма.

IMG_3284

Рис. 3: Крупный план поворотной шляпки на загрузочной головке.

Также доступен широкий спектр других принадлежностей для загрузки и конфигурации опоры, включая более широкие и более узкие загрузочные плоскости, загрузочные цилиндры различных диаметров и упоры для центрирования образцов.

Выравнивающие стержни и линейные подшипники можно использовать и с более короткопролетными приспособлениями для изгиба, как показано на рис. 4.

приспособление для испытания на изгиб длинной балки_3

Рис. 4: Специальное 10-дюймовое приспособление для нагрузочных и опорных пролетов с направляющими стержнями и поворотными плоскостями.

На рисунке 5 показано специальное приспособление для испытания на изгиб длинной балки с винтовой регулировкой, предназначенное для трех- и четырехточечного нагружения. С помощью винтовой регулировки обе опоры образца перемещаются внутрь и наружу вместе, сохраняя их центрированными относительно нагрузочной головки или головок. То же самое справедливо для четырехточечных нагрузочных головок. Установка для четырехточечного нагружения показана на рис. 5.

То же приспособление показано на рис. 6, теперь оно настроено на трехточечное нагружение. Нагрузочная балка перевернута вверх ногами, чтобы убрать головки для четырехточечного нагружения. Адаптер был заменен головкой для трехточечного нагружения, адаптер теперь установлен на другой стороне балки.

приспособление для испытания на изгиб длинной балки_4

Рис. 5: Приспособление для изгиба длинной балки с винтовой регулировкой в конфигурации четырехточечной нагрузки

приспособление для испытания на изгиб длинной балки_5

Рис. 6: Приспособление для изгиба длинной балки с винтовой регулировкой в конфигурации трехточечной нагрузки

Специальное приспособление для испытания на изгиб длинной балки, разработанное специально для усталостного нагружения с обратным циклом, показано на рис. 7. Образец зажимается между точками нагрузки и опоры таким образом, чтобы было возможно обратное нагружение. Эти зажимы вращаются в подшипниках при прогибе образца. Длина пролета нагрузки и опоры регулируется, и можно применять как трехточечную, так и четырехточечную нагрузку.

PicForDecember2020As

Рис. 7: Специальное приспособление для изгиба длинной балки с обратным циклом усталости

ASTM D7774

Рис. 8: Приспособление для изгиба длинной балки с обратным циклом усталости ASTM D7774

OТакже доступны специализированные конфигурации приспособлений для испытания сэндвич-панелей, коротких и длинных балок и цельных ламинатов на изгиб.

Источники дополнительной информации:

1) Стандарт ASTM C7249-20 (2020), "Свойства лицевой панели сэндвич-конструкций при изгибе длинной балки", Американское общество по испытаниям и материалам, Западный Консхокен, Пенсильвания.

2) Стандарт ASTM D790-10 (2010), "Свойства на изгиб неармированных и армированных пластмасс и электроизоляционных материалов", Американское общество по испытаниям и материалам, Западный Консхокен, Пенсильвания (впервые выпущен в 1970 году).

3) Стандарт ASTM D6272-10 (2010), "Свойства изгиба неармированных и армированных пластмасс и электроизоляционных материалов при четырехточечном изгибе", Американское общество по испытаниям и материалам, Западный Консхокен, Пенсильвания (впервые выпущен в 1998 году).

 4) Стандарт ASTM D7264-07 (2007), "Свойства композиционных материалов с полимерной матрицей при изгибе", Американское общество по испытаниям и материалам, Западный Консхокен, Пенсильвания (впервые выпущен в 2006 году).