Приспособление для испытания на сдвиг с двумя рельсами (ASTM D4255)

Модель № WTF-2R (нержавеющая сталь)

двухрельсовое приспособление для испытания на сдвиг_0

Рис. 1: Частично собранное приспособление с установленным образцом, но приспособление для установки образца показано отдельно вверху

Метод испытания на сдвиг по двум рельсам и соответствующее приспособление описаны как метод A в стандарте ASTM D4255 (ссылка 1). Он стал стандартом ASTM в 1983 году. Образец имеет длину 6 дюймов и ширину 3 дюйма, а также любую разумную толщину. Стандарт ASTM рекомендует толщину от 0,05 до 0,13 дюйма. Если образец слишком тонкий, он будет прогибаться. Если образец слишком толстый, он будет проскальзывать в захватах. Три болта в каждом рельсе проходят через образец, что требует шести зазорных отверстий в образце.

Шесть больших отверстий в монтажной оснастке (показаны в верхней части фотографии на рис. 1) обеспечивают зазор для крепежа, который фиксирует каждую пару боковых направляющих на образце.

Поверхности боковых рельсов для захвата образцов покрыты частицами карбида вольфрама. Для поддержания правильного расстояния в ½ дюйма между половинками рельсов при окончательной сборке предусмотрена распорная планка (показана на рис. 1 чуть ниже монтажного приспособления). Перед испытанием эта распорка удаляется.

Фитинги для крепления представляют собой стандартные гладкие шпильки диаметром 1,25 дюйма с крестообразным отверстием для фиксирующего штифта диаметром 0,50 дюйма в каждой (Инстрон тип Dm соединения), для подключения непосредственно к траверсе и основанию испытательной машины или к дополнительным адаптерам. Затем собранное приспособление нагружается натяжением.

Этот метод испытания, хотя и остается стандартом ASTM, никогда не был очень популярным. Образец относительно большой, как показано на фото рис. 2, где показаны образцы Иосипеску, сдвига короткой балки и сдвига двух рельсов. На один образец расходуется больше материала, и возникают дополнительные затраты, связанные с необходимостью сверления шести отверстий в образце для крепления боковых рельсов.

приспособление_1 для испытания на сдвиг двух рельсов

FРис. 2: Сравнение размеров образцов для четырех методов испытаний на сдвиг: 

a)  ±45º Растягивающий сдвиг (ASTM D3518)

b) сдвиг Иосипеску (ASTM D5379)

c) Перекос короткой балки (ASTM D2344)

d) Перекос двух рельсов (ASTM D4255)   

Для устранения этих недостатков был разработан стандарт ASTM D7078, в соответствии с которым  Рельсовые ножницы с V-образной насечкой В качестве альтернативы был разработан метод испытания. Однако приспособление для испытания на сдвиг с двумя рельсами по-прежнему доступно в компании Wyoming Test Fixtures, Inc., если оно потребуется для какого-либо конкретного применения.

Источники дополнительной информации:
1) Стандарт ASTM D 4255-01 (повторно утвержден в 2007 году), "Руководство по испытанию композитных ламинатов на сдвиг в плоскости", Американское общество по испытаниям и материалам, Вест Коншохокен, Пенсильвания (впервые опубликован в 1983 году).

2) Д.Ф. Адамс и Э.К. Льюис, "Современное состояние методов испытания композитных материалов на сдвиг", журнал SAMPE, том 31, № 1, январь/февраль 1995 г., стр. 32-41.

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

4) Д.Ф. Адамс и Е.К. Льюис, "Экспериментальная оценка четырех методов испытаний композитных материалов на сдвиг", Журнал испытаний и оценки, том 25, № 2, март 1997 г., стр. 182-189.