层压板轴承强度测试夹具(ASTM D5961,程序A、C、D)。

型号WTF-LB-D5961(A、C或D)(不锈钢)。

IMG_3131

图 1:ASTM D5961 夹具配置 A(中上)、B(右)、C(左)、D(中下)。

ASTM标准D5961(参考文献1)包括四种不同的层压板轴承测试方法,分别为程序A、B、C和D,见图1。 程序B实际上是一个试样支撑夹具,在本网站的单独页面上有描述。 其他三个程序是针式支承夹具,这里将进行描述。

程序A:双剪切拉伸载荷

ASTM D5961 中的程序 A 用于复合材料层压板的双剪切测试。也就是说,夹具中的销钉通过在销钉上形成两个剪切平面来剪切复合材料层压板测试样本的一段。 标准试样长 5.5 英寸,宽 1.5 英寸,厚度在 0.125 英寸至 0.208 英寸之间。使用直径为 1/4 英寸的销钉或紧固件。

这种简单的测试夹具如图 2 所示。 夹具的两半由一个与被测试样厚度相同的间隔物(未提供)隔开。当然,如果需要,也可以使用一块相同的测试材料作为间隔物。使用所提供的直径为 1/4 英寸的淬火钢针或用户所需的小扭矩(20-30 英寸-磅)紧固件,将测试样本固定在夹具的另一端。 由于针孔处有一个凸起,因此夹具的另一端要等量加厚,这样试样在夹持时就能得到均匀的支撑。

IMG_3133

图2:标准ASTM D5961程序A夹具,左图为组装,右图为拆卸。

夹具带有垫片的一端用标准拉伸楔形夹具夹住。夹具的每一半都有 0.2 英寸厚,因此这个夹具的开口范围必须能容纳 0.4 英寸加上间隔物(试样)的厚度。试样的自由端固定在第二个拉伸楔形夹具上。

如ASTM标准所述,施加一个拉伸载荷,直到达到最大载荷,同时监测施加的力和孔的变形。

有时,客户有测试非标准试样尺寸的要求,需要怀俄明测试夹具公司定制设计和制造一个特殊的测试夹具。 图3中显示了一个例子。

层压板轴承强度测试夹具_2

图 3:标准 ASTM D5961 程序 A 夹具(左)和带有 1/2 英寸直径销钉的特殊大型夹具(右)。

图1和图2所示测试夹具的另一个版本是所谓的SACMA测试夹具,它也能满足ASTM D5961的所有要求(见本目录第H-2节和参考文献2)。 如H-2节所述,SACMA夹具更容易使用,因为试样支架是一体的,有可调节的衬套以适应试样厚度的变化。

程序C:单次剪切,拉伸载荷

ASTM D5961的程序C对层压板轴承试样进行单次剪切加载。也就是说,在施加拉伸载荷时,在加载销上形成一个单一的剪切面。 测试夹具如图4所示。

IMG_3140

图4:标准ASTM D5961程序C夹具

将试样放在测试夹具的右侧表面,使试样末端的孔与夹具上显示的孔对齐,然后插入一个紧固件并轻度扭紧。 也可以使用一个针。 用楔形夹子夹住试验夹具顶部的平坦坦头,对试样的下端施加一个拉力。 达到的最大力和试样上的孔的变形被记录下来。

程序D:双层剪切力,压缩载荷

 
ASTM D5961的程序D通过一个公差小、扭矩小的紧固件(或销钉)对层压板轴承试样进行双重剪切加载。 该夹具如图5所示。

IMG_3141

图5:层压板轴承测试夹具程序D(ASTM D5961)。

将夹具下部的两个部件分开,以便插入 1.50 英寸宽的层压复合材料试样,将试样末端附近直径 1/4 英寸的孔与夹具上的孔对齐。 在孔中插入销钉或紧固件,紧固件按需要扭紧。 夹具的上端与试样的下端一样被夹住。 试样要保持足够短,以避免弯曲。 ASTM D5961 规定试样长度为 5.5 英寸。 施加的压缩载荷会在试样和加载紧固件(或销钉)中产生双重剪切。 对破坏时的载荷和孔变形进行测量。

补充信息的来源。

1) ASTM标准D5961/D5961M-13(2013),"聚合物基复合材料层压板的承载响应",美国测试与材料协会,宾夕法尼亚州西康索霍肯(1996年首次发布)。

2) SACMA推荐方法SRM 9-89,"定向纤维-树脂复合材料的承载强度特性",先进复合材料协会的供应商,弗吉尼亚州阿灵顿,1989年(现已停用)。