دو کوپن CFRP از یک پنل لمینت می آیند. هر دو ۴ میلی متر ضخامت دارند.
یکی از آن ها روی دهانه پشتیبانی ۶۴ میلی متر آزمایش می شود. دیگری بیش از ۱۲۸ میلی متر.
همان مواد. همان ضخامت. همان دستگاه تست جهانی است.
آیا باید قدرت خمشی گزارش شده یکسان باشد؟
نه لزوما.
در تست خمشی ترکیبی ASTM D7264، دهانه بخشی از آزمون است—نه صرفا یک تنظیم فیکسچر. هندسه بارگذاری یا رابطه دهانه به ضخامت را تغییر دهید و حالت تنش داخل کوپن تغییر می کند. نحوه اندازه گیری انحراف را تغییر دهید و ممکن است نتیجه سفتی را تغییر دهید. اگر جایی که نمونه واقعا خراب شده را نادیده بگیرید، یک قله کاملا تمیز روی منحنی نیرو می تواند گمراه کننده شود.
بههمین دلیل راه اندازی ASTM D7264 با کوپن شروع می شود، نه با دستگاه.
ASTM D7264/D7264M خواص خمشی کامپوزیت های ماتریس پلیمر، به ویژه مواد تقویت شده با الیاف پیوسته را پوشش می دهد. استاندارد فعلی ASTM D7264/D7264M-26 شامل دو پیکربندی است: روش A از بارگذاری سه نقطه ای و روش B از بارگذاری چهار نقطه ای بهره می برد. نسبت استاندارد دهانه به ضخامت ۳۲:۱ استفاده می شود که یکی از تفاوت های مهم بین این روش و روش های رایج خمشی پلاستیک مانند ASTM D790 و ASTM D6272 است.
این راهنما بر معنای این نیازمندی ها در میز آزمایش تمرکز دارد: چگونه روش بارگذاری پاسخ نمونه را تغییر می دهد، چرا ۳۲:۱ اهمیت دارد، محل خرابی چه چیزی می تواند به شما بگوید، شماره انحراف از کجا می آید و چگونه می توان نیازهای کوپن را به یک پیکربندی عملی UTM و فیکسچر تبدیل کرد.
در واقع داخل لمینت چه اتفاقی می افتد؟
تست خمشی از بیرون چراغ ساده به نظر می رسد.
کوپن روی دو پایه قرار می گیرد. سر ضربدری حرکت می کند. نمونه خم می شود.
داخل لمینت، وضعیت پیچیده تر است.
هنگامی که تیر خم می شود، یک سطح بیرونی عمدتا در حالت فشرده سازی قرار می گیرد در حالی که سطح مقابل عمدتا در حالت کشش قرار دارد. بین آن ها محور خنثی قرار دارد. تنش های برشی عرضی نیز در طول ضخامت ایجاد می شوند.
برای یک ماده همگن، نظریه پرتو راه مناسبی برای توصیف این توزیع تنش به ما می دهد. اما برای کامپوزیت لمینت شده، خود ماده جهت دار و لایه ای است.
الیاف ممکن است بیشتر بار طولی را تحمل کنند. ماتریس تنش را منتقل کرده و تقویت را حمایت می کند. رابط های بین لایه ها مسیر آسیب دیگری را معرفی می کنند.
پس کوپن فقط یک راه برای شکست ندارد.
یک نمونه CFRP ممکن است دچار شکستگی الیاف کششی در یک وجه، آسیب فشاری در طرف دیگر، جداشدگی بین لایه ها یا آسیب برشی مرتبط با برش در لمینت شود. تماس موضعی زیر دماغه بارگذاری می تواند مکانیزم خرابی کاملا متفاوتی ایجاد کند.
این اولین دلیلی است که چرا بالاترین نیروی ثبت شده توسط UTM هرگز نباید به صورت جداگانه تفسیر شود.
روش ASTM D7264 A در مقابل رویه B
ASTM D7264 دو آرایش بارگذاری را به آزمایشگاه ارائه می دهد.
روش A خم کردن سه نقطه ای است.
نمونه در دو نقطه حمایت می شود و توسط یک دماغه در مرکز دهانه بارگذاری می شود.
روش B خم کردن چهار نقطه ای است.
نمونه دوباره روی دو تکیه گاه بیرونی قرار دارد، اما نیرو از طریق دو دماغه بارگذاری وارد می شود. برای D7264، فاصله بین این نقاط بارگذاری نصف دهانه پشتیبانی است.
این ها فقط دو مدل ثابت برای رسیدن به یک عدد نیستند.
خمش سه نقطه ای بیشترین گشتاور را متمرکز می کند
با یک دماغه بارگذاری مرکزی، بیشترین گشتاور خمشی در مرکز رخ می دهد.
این یعنی منطقه ای که بیشترین تنش را دارد، به شدت حول یک موقعیت متمرکز است.
اگر ضعیف ترین نقص قابل توجه لمینت در جای دیگری از کوپن باشد، آن نقص ممکن است هرگز همان لحظه خمشی حداکثر را تجربه نکند.
خم شدن چهار نقطه ای ناحیه بزرگ تری را آشکار می کند
بین دو دماغه بارگذاری در پیکربندی چهار نقطه ای، نمونه ناحیه ای با بیشترین گشتاور خمشی را تجربه می کند.
این باعث می شود بخش بیشتری از ماده در معرض شدیدترین شرایط خمشی قرار گیرد.
برای مواد کامپوزیت، این تفاوت اهمیت دارد.
حفره ها، موج های محلی الیاف، نواحی غنی از رزین، نقص های تخته لایه و سایر تغییرات مواد به طور مناسب در مرکز دقیق هر کوپن رخ نمی دهند. ناحیه بزرگ تر و بسیار تنش دار به نقص هایی در بخش بزرگ تری از نمونه فرصت می دهد تا بر شکست تأثیر بگذارند.
این موضوع به معنای «بهتری» بودن رویه B نیست.
این موضوع آن را متفاوت می کند.
ASTM اشاره می کند که رویه A و رویه B می توانند ارزش املاک کمی متفاوت ایجاد کنند. هنگام مقایسه نتایج، باید همان روش را در سراسر مقایسه به کار برد.
اگر نقشه مشتری رویه A را مشخص کند، از رویه A استفاده کنید.
اگر یک برنامه داخلی تحقیق و توسعه انتخابی دارد، روش انتخاب شده را مستندسازی کنید و آن را بین مواد، دسته ها و گروه های شرطی سازی هماهنگ نگه دارید.
نسبت ۳۲ به ۱ واقعا کارساز است
برای پیکربندی استاندارد ASTM D7264:
گستره تکیه گاه / ضخامت نمونه = ۳۲:۱
یا:
L = ۳۲ ساعت
که در آن:
L = دهانه
تکیه گاهh = ضخامت نمونه
ASTM این نسبت ۳۲:۱ را به عنوان یکی از تفاوت های بین D7264 و ASTM D790/D6272 شناسایی می کند، جایی که نسبت استاندارد دهانه به ضخامت ۱۶:۱ استفاده می شود. D7264 برای ارزیابی رفتار خمشی پرتو بلند طراحی شده است، در حالی که ASTM D2344/D2344M به مقاومت پرتو کوتاه می پردازد.
چرا این موضوع اهمیت دارد؟
زیرا خم شدن و برش در هر دهانه به طور مساوی نقش ندارند.
باکاهش دهانه نسبت به ضخامت نمونه، برش عرضی اهمیت بیشتری پیدا می کند. افزایش بازه نسبی، پاسخ بیشتر تحت سلطه خم شدن قرار می گیرد.
این موضوع به ویژه در کامپوزیت های لمینت شده اهمیت دارد زیرا شکست برشی بین لایه ای می تواند قبل از رسیدن الیاف بیرونی به شرایط خمشی مورد نظر آزمایش رخ دهد.
پس وقتی اپراتور ساپورت ها را تنظیم می کند، این تنظیم فقط به معنای فیت کوپن نیست.
این بخش تعریف کننده از شرایط آزمون مکانیکی است.
یک مثال سریع
برای لمینت ۲ میلی متری:
۳۲ × ۲ = ۶۴ میلی متر
برای لمینت ۴ میلی متری:
۳۲ × ۴ = ۱۲۸ میلی متر
برای لمینت ۶ میلی متری:
۳۲ × ۶ = ۱۹۲ میلی متر
این پیشرفت ساده همچنین چیزهایی درباره انتخاب تجهیزات به ما می گوید.
اگر آزمایشگاهی قصد دارد کوپن هایی با ضخامت ۲ تا ۶ میلی متر را آزمایش کند، چراغ خم کننده باید دهانه های پشتیبانی مربوطه را در خود جای دهد. فیکسچری که به طور فیزیکی تا ۱۰۰ میلی متر متوقف می شود، ممکن است برای نمونه ۲ میلی متری کاملا قابل استفاده باشد و برای نمونه های ۴ میلی متری و ۶ میلی متری تحت همان شرایط ۳۲:۱ مناسب نباشد.
اگر تأمین کننده فقط دریافت کند:
«ما به یک چراغ ASTM D7264 نیاز داریم.»
هنوز اطلاعات کافی برای پیکربندی صحیح چراغ وجود ندارد.
حداقل می خواهیم بدانیم چه نمونه هایی وارد آن
می شوند.
یک کوپن CFRP ۴ میلی متری: نمونه حل شده
یک کوپن CFRP مستطیلی را در نظر بگیرید که با روش A آزمایش شده است.
برای مثال، فرض کنید:
عرض، b = ۱۳.۰ میلی متر
ضخامت، h = ۴.۰۰ میلی متر
دهانه تکیه گاهی، L = ۱۲۸ میلی متر
بار اوج، P = ۱,۲۰۰ نیوتن
برای نمونه مستطیلی در خمشی سه نقطه ای، رابطه تنش خمشی سطح بیرونی به شکل آشنای زیر است:
σf = 3PL / 2bh²
با جایگزینی مقادیر مثال:
σf = (۳ × ۱۲۰۰ × ۱۲۸) / (۲ × ۱۳ × ۴²)
که تقریبا می دهد:
σf = 1,108 مگاپاسکال
یا:
۱.۱۱ GPa
این عدد مفید است، اما محاسبه چیز دیگری را نشان می دهد که به راحتی قابل چشم پوشی است.
به مخرج نگاه کنید:
h²
ضخامت مربع است.
حالا فرض کنید نمونه واقعی ۴.۰۰ میلی متر ضخامت دارد، اما ۴.۱۰ میلی متر در محاسبه لحاظ می شود.
بقیه چیزها همان طور باقی می ماند.
استفاده از 4.10 میلی متر:
σf ≈ ۱۰۵۴ مگاپاسکال
تنش گزارش شده تقریبا از موارد زیر جابجا شده است:
۱۱۰۸ مگاپاسکال → ۱۰۵۴ مگاپاسکال
تفاوت حدود ۴.۹٪.
هیچ تغییری در دستگاه رخ نداد.
هیچ چیز در نیروی اوج تغییر نکرد.
هیچ تغییری در لمینت ایجاد نشد.
تنها مقدار ضخامت ۰.۱۰ میلی متر تغییر کرد.
به همین دلیل است که گزارش D7264 را فقط بر اساس ضخامت اسمی کشش نمی سازیم. کوپن را طبق نیاز روش اندازه گیری کنید و روش اندازه گیری ابعادی را در طول مقایسه یکسان نگه دارید.
برای لمینت های کامپوزیت نازک، مترولوژی نمونه بخشی از آزمون مکانیکی است.
جهت فیبر می تواند پاسخ را قبل از شروع آزمایش تغییر
دهددو کوپن می توانند ابعاد خارجی یکسانی داشته باشند و همچنان از نظر مکانیکی نمایانگر سیستم های ماده بسیار متفاوتی باشند.
یک لمینت یک جهته را در نظر بگیرید.
نمونه ای که عمدتا در جهت الیاف بریده شده و نمونه ای که به صورت عرضی برش خورده باشد، بار خمشی را به همان شکل منتقل نمی کند.
همین مشکل در لی آپ های پیچیده تر نیز دیده
می شود.یک لمینیت غالب [0°]، یک لمینت غالب با [۹۰ درجه]، ساختار عرضی و لمینیت شبه ایزوتروپیک نباید صرفا به این دلیل که هر چهار کوپن از «CFRP» ساخته شده اند، قابل تعویض تلقی شوند.
به همین دلیل یک گزارش تست ترکیبی مفید باید اطلاعات کافی برای شناسایی آنچه واقعا آزمایش شده را حفظ کند.
تعیین مواد به تنهایی ممکن است کافی نباشد.
بسته به برنامه، اطلاعات مفید می تواند شامل ساخت لمینت، تعیین چیدمان، جهت گیری نمونه نسبت به پنل، ضخامت، عرض، وضعیت شرطی، روش آزمایش و دهانه پشتیبانی باشد.
اگر یک دسته به صورت طولی و سری دیگر به صورت عرضی برش داده شود، تکرارپذیری عالی دستگاه نمی تواند مقایسه ضعیف را نجات دهد.
اگر اینجا خراب شد، بپرسید چرا
یک قله تمیز روی منحنی منحرف نیرو اطمینان بخش به نظر می رسد.
کوپن شکسته حداقل به همان اندازه شایسته توجه است.
شکست در ناحیه خم شدن بلند مورد نظر
ابتدا بررسی کنید کدام سطح باعث شروع شکست شده و شکل شکستگی چگونه است.
شکست الیاف کششی، آسیب فشاری و ترکیبی از ماتریس و شکست الیاف بسته به معماری لمینت ممکن است ظاهر شوند.
خطا در ناحیه مورد انتظار به طور خودکار همه جنبه های آزمون را تأیید نمی کند، اما بسیار آموزنده تر از ثبت صرفا حداکثر نیرو است.
آسیب دقیقا زیر دماغه بارگیری
بادقت به منطقه تماس نگاه کنید.
اگر لمینت قبل از ایجاد شکست خمشی مورد نظر به صورت موضعی زیر دماغه خرد شود، قله اندازه گیری شده ممکن است با آسیب تماس کنترل شود.
این همان سؤال نیست که:
«این لمینت چقدر در خم شدن قوی است؟»
شکاف طولانی بین پله
هاشکاف قابل مشاهده ای که در امتداد لمینت قرار دارد می تواند نشان دهنده دلامیناسیون یا درگیری بین لایه ای باشد.
بپرسید آیا پاسخ خمشی پرتو بلند مورد نظر قبل از اینکه آسیب کنترل کننده شود، به دست آمده است یا خیر.
شکست نزدیک به یک تکیه گاه
فقط بار اوج را ذخیره نکنید و به کوپن بعدی نروید.
دهانه، موقعیت نمونه، تماس تکیه گاهی، تراز و خود نمونه را بررسی کنید.
یک خرابی مکرر در جای اشتباه، اطلاعات مربوط به تنظیمات است.
وقتی نمونه به طور غیرمنتظره ای خراب می شود، قبل از تفسیر عدد، محل را بررسی کنید.
وقتی بار اوج بالاتر می تواند آزمون بدتری باشد
تصور کنید دو کوپن ظاهرا یکسان وجود دارد.
کوپن A می رسد:
۱.۲۰ کیلو نیوتن
و در منطقه خم کردن ارتفاع مورد نظر شکست می خورد.
کوپن B به موارد زیر می رسد:
۱.۲۸ کیلو نیوتن
اما بازرسی نشان می دهد که خرد شدن شدید موضعی درست زیر دماغه بارگیری وجود دارد.
کدام کوپن قدرت خمشی معتبر بالاتری را نشان داد؟
پاسخ را نمی توان فقط از ۱.۲۰ در مقابل ۱.۲۸ کیلو نیوتن تعیین کرد .
کوپن B دستگاه بزرگ تر را تولید می کرد. همچنین شواهدی ارائه داد که مکانیزم خرابی متفاوتی ممکن است آن خوانش را کنترل کرده باشد.
این تمایز زمانی اهمیت دارد که نرم افزار تست به طور خودکار گزارشی حاوی حداکثر نیرو، حداکثر تنش و نتایج قبولی/رد ایجاد کند.
یک گزارش عددی می تواند از نظر داخلی سازگار باشد اما همچنان مهم ترین مشاهده تشخیصی آزمون را حذف کند.
برای خم شدن کامپوزیت، منحنی را ذخیره کنید.
اما به کوپن نگاه کنید.
منحنی هم داستانی دارد
بازرسی خرابی نباید جایگزین منحنی منحرف نیرو شود. این دو به هم تعلق دارند.
در ابتدای آزمایش، ممکن است ناحیه کوچکی برای نشستن ظاهر شود، زیرا نمونه، تکیه گاه ها و بینی بارگذاری تماس کامل برقرار
می کنند.بخش اصلی صعودی منحنی بازتاب دهنده پاسخ ساختاری کوپن و سیستم تست است.
انحراف از پاسخ خطی مورد انتظار ممکن است نشان دهنده شروع آسیب یا رفتار غیرخطی باشد.
یک افت شدید بار می تواند با شکستگی ناگهانی همراه باشد.
کاهش تدریجی پس از اوج ممکن است با پیشرفت تدریجی آسیب رخ دهد.
برخی لمینت ها به جای یک شکست تمیز، چندین بار افت بار ایجاد می کنند، زیرا لایه ها یا رابط های منفرد ممکن است خراب شوند در حالی که ساختار باقی مانده بار را تحمل می کند.
این اطلاعات تشخیصی مفیدی است.
اگر یک گروه از کوپن ها به طور مکرر پاسخی نرم و تکرارپذیر تولید کند در حالی که گروه دیگر ناپیوستگی های اولیه و پراکندگی زیاد را نشان دهد، این تفاوت حتی اگر نیروهای اوج متوسط آن ها مشابه به نظر برسد، شایسته بررسی است.
بنابراین منحنی باید به عنوان چیزی فراتر از یک مسیر رسیدن به یک مقدار حداکثر در نظر گرفته شود.
این عدد انحراف از کجا آمد؟
گزارش تست را باز کنید و ستون انحراف را پیدا کنید.
قبل از استفاده از آن برای محاسبه سختی یا مدولوس، یک سؤال بپرسید:
کجا اندازه گیری می شد؟
UTM می داند که سر عرضی یا عملگرش تا چه اندازه طی شده است.
این حرکت می تواند فراتر از خم کردن نمونه باشد.
این قابلیت می تواند شامل مشارکت هایی مانند تطابق با دستگاه، تغییر شکل فیکسچر، نشستن تماس و نحوه چرخش کوپن در برابر تکیه گاه ها و دماغه بارگیری باشد.
اندازه گیری جابجایی که مستقیما در نمونه انجام می شود، سعی دارد به سؤال متفاوتی پاسخ دهد: خود نمونه در محل اندازه گیری تعریف شده چقدر منحرف شده است؟
این اعداد به طور خودکار یکسان نیستند.
این تمایز ممکن است تأثیر کمی بر یک آزمون داخلی ساده داشته باشد که تنها هدف آن مقایسه حداکثر نیرو تحت یک ساختار ثابت است.
وقتی نتیجه مورد نیاز به شیب پاسخ منحرف نیرو بستگی داشته باشد، اهمیت آن بسیار بیشتر می شود.
بههمین دلیل است که «دستگاه اندازه گیری جابجایی دارد» پاسخ کامل هنگام پیکربندی آزمون مدول خمشی نیست.
هر UTM الکترومکانیکی مدرن حرکت خود را اندازه گیری می کند.
سؤال مهندسی این است:
محاسبه به کدام جابجایی نیاز دارد؟
وقتی نتایج ASTM D7264 درست به نظر نمی رسند
بازپخش فقط زمانی مفید است که تنظیمات از قبل درست باشد. وقتی همان رفتار غیرعادی مدام ظاهر می شود، از الگو به عنوان اطلاعات تشخیصی استفاده کنید.
| آنچه می بینید | ابتدا چه چیزی را باید بررسی کرد |
|---|---|
| قدرت به طور مداوم کمتر از حد انتظار است | ابعاد واقعی، دهانه تکیه گاه، جهت نمونه و حالت خرابی |
| جداشدگی زودرس | رابطه دهانه و ضخامت، کیفیت لمینت و وضعیت لبه |
| خرد شدن زیر دماغه بارگذاری | هندسه تماس، سطح نمونه و اینکه آیا تماس محلی کنترل کننده شکست است یا خیر |
| مدول تغییر می کند در حالی که نیروی اوج نسبتا پایدار است | کانال انحراف، صندلی ها، ورودی ضخامت و تطابق با فیکسچر/ماشین |
| پراکندگی بزرگ کوپن به کوپن | لایه گذاری، جهت الیاف، محل پنل، ضخامت و آماده سازی نمونه |
| حرکت اولیه قبل از ایجاد بار معنادار | نشستن، صفر کردن و تماس با چراغ |
| خرابی بارها در نزدیکی یک تکیه گاه رخ می دهد | دهانه، موقعیت، تراز شدن، تماس و نقص های موضعی |
| روش A و B مقادیر متفاوتی ارائه می دهند | ایندو روش را در یک مقایسه مستقیم با هم ترکیب نکنید |
| نتیجه D7264 با داده های D790 متفاوت است | تأیید کنید که دو روش آزمون متفاوت به عنوان معادل در نظر گرفته نمی | شوند
دو نکته آخر به ویژه زمانی اهمیت دارند که آزمایشگاه ها داده های تاریخی را به ارث می برند.
یک صفحه گسترده پر از مقادیر «مقاومت خمشی» لزوما یک مجموعه داده قابل مقایسه نیست.
باید بدانید این ارزش ها چگونه تولید شده اند.
ASTM D7264 در مقابل D790 در مقابل D6272 و D2344
همه چهار روش شامل خمشی یا بارگذاری نوع تیر هستند. آن ها قابل تعویض نیستند.
| استاندارد | کاربرد اصلی | بارگذاری | تفاوت کلیدی |
|---|---|---|---|
| ASTM D7264/D7264M | کامپوزیت های ماتریس پلیمر | سه نقطه ای یا چهار نقطه | ایویژگی های خمشی کامپوزیت پرتو بلند؛ نسبت دهانه/ضخامت استاندارد ۳۲:۱ |
| ASTM D790 | پلاستیک ها و مواد عایق | سه امتیازی | خواص خمشی پلاستیک؛ هندسه استاندارد معمولا از نسبت ۱۶:۱ استفاده می کند |
| ASTM D6272 | پلاستیک ها | چهار نقطه | ایآزمایش خمشی پلاستیک چهار نقطه | ای
| ASTM D2344/D2344M | کامپوزیت های ماتریس پلیمر | بارگذاری با پرتو کوتاه | مقاومت پرتو کوتاه / پاسخ حساس به اینترلامینار |
یک فیکسچر خم کننده روش آزمایش را تعریف نمی کند.
همان دستگاه تست جهانی ممکن است قادر به اجرای D7264 و D790 باشد، اما یک سیستم D790 صرفا به این دلیل که دستگاه می تواند هر دو نمونه را خم کند، به آزمایش D7264 تبدیل نمی شود.
ماده، هندسه نمونه، دهانه و روش بارگذاری همچنان اهمیت دارد.
UTM واقعا باید چه کاری انجام دهد
حالا می توانیم تجهیزات را انتخاب کنیم.
توجه کنید که ظرفیت ماشین در بحث چقدر دیرتر ظاهر می شود.
این عمدی است.
برای ASTM D7264، یک سیستم مفید باید چهار کار را به خوبی انجام دهد.
بار کاری واقعی را اندازه گیری کنید
فرض کنید یک فریم ۵۰ کیلو نیوتن موجود است و انتظار می رود کوپن کامپوزیت حدود ۱.۵ کیلو نیوتن خراب شود.
قاب ظرفیت کافی دارد.
این به طور خودکار باعث نمی شود که دامنه کامل اندازه گیری ۵۰ کیلو نیوتن بهترین انتخاب برای آزمایش باشد.
نیروی کار مورد انتظار، محدوده اندازه گیری، دقت و حاشیه اضافه بار باید با هم در نظر گرفته شوند.
ظرفیت قاب ≠ بار کاری ≠ محدوده اندازه گیری
این تمایز فراتر از انتخاب ظرفیت بعدی ماشین بالاتر از نیروی اوج مورد انتظار است.
دهانه مورد نیاز را جا دهید
برگرد به مثال ۴ میلی متری.
نسبت ۳۲ به ۱ نیازمند موارد زیر است:
۱۲۸ میلی متر
از مدت زمان حمایتی.
یک کوپن ضخیم تر ممکن است به مبلغ بسیار بیشتری نیاز داشته باشد.
چراغ خم کننده نیاز به دامنه تنظیم کافی دارد و کل چراغ باید همچنان در فضای آزمایش موجود UTM جا بگیرد.
حفظ هندسه بارگذاری مورد نیاز
روش A نیازمند آرایش سه نقطه ای مناسب است.
روش B نیازمند آرایش چهار نقطه ای مناسب است.
دماغه ها و تکیه گاه های بارگذاری همچنین نیازمند هندسه، موقعیت یابی و تراز مناسب برای آزمون مورد نیاز هستند.
دستگاهی که نیروی کافی دارد اما فیکسچر اشتباه، سیستم تست D7264 نیست.
داده هایی را که محاسبه واقعا نیاز دارد به دست آورید
اگر پروژه فقط به منحنی کنترل شده نیرو-انحراف و حداکثر نیرو نیاز داشته باشد، یک پیکربندی اندازه گیری ممکن است کافی باشد.
اگر مدول خمشی یا خروجی دیگری مرتبط با سختی لازم باشد، اندازه گیری انحراف شایسته بررسی دقیق تر است.
ابتدا نتیجه را تعریف کنید.
سپس حسگر را تعریف کنید.
محل قرارگیری RS-8000
دستگاه تست یونیورسال ITM-LAB RS-8000 پیکربندی فریم های ۱۰ تا ۵۰ کیلو نیوتن را پوشش می دهد و می تواند برای کاربردهای کششی، فشرده سازی و خمش پیکربندی شود.
با این حال، برای آزمون خمشی ترکیبی ASTM D7264، شماره مدل تنها نقطه شروع است.
یکپیکربندی مفید باید حول کوپن ساخته شود:
نیروی کار مورد انتظار
روش A یا روش B
ضخامت نمونه
بازه پشتیبانی مورد نیاز
عرض و طول نمونه
هندسه بارگذاری/پشتیبانی
اندازه گیری انحراف مورد نیاز
فضای آزمایش و سفر موجود
خروجی و گزارش دهی مورد نیاز
در بسیاری از آزمایش های کوپن CFRP و GFRP، مسئله کلیدی انتخاب احتمالا این نیست که آیا یک فریم ۵۰ کیلو نیوتن می تواند به طور فیزیکی بار را تحمل کند یا خیر.
سؤال مفیدتر این است که آیا سیستم کامل دامنه کاری واقعی را به درستی اندازه گیری می کند و هندسه مورد نیاز را بازتولید می کند یا خیر.
این تفاوت بین انتخاب UTM و پیکربندی یک سیستم تست است.
یک کوپن، یک مثال پیکربندی
نمونه قبلی را در نظر بگیرید:
ماده: لمینت CFRP
روش: ASTM D7264
رویه A ضخامت: 4.00 میلی متر
عرض: 13.0 میلی متر
نسبت مورد نیاز: 32:1
دهانه پشتیبانی: 128 میلی متر
نیروی اوج مورد انتظار: حدود ۱–۲ کیلو نیوتن
نتایج مورد نیاز: مقاومت خمشی + منحنی انحراف نیرو
تنها بر اساس این اطلاعات، چندین نیاز به تجهیزات از قبل قابل مشاهده است.
چراغ باید به دهانه حمایت ۱۲۸ میلی متر برسد.
دستگاه به فضای کافی برای فیکسچر، کوپن و سفر آزمایشی نیاز دارد.
پیکربندی اندازه گیری نیرو باید برای بار کاری در ناحیه مورد انتظار ۱ تا ۲ کیلو نیوتن مناسب باشد و صرفا از حداکثر ظرفیت فریم انتخاب نشود.
اگر ویژگی های مرتبط با سختی لازم باشد، روش اندازه گیری جابجایی باید تعریف شود.
و چراغ بارگیری باید مطابق با رویه A باشد.
تنها پس از تعیین این شرایط:
«کدام مدل UTM؟»
به یک سؤال نهایی مفید تبدیل شود.
چه چیزی را باید ارسال کرد با یک RFQ ASTM D7264
«ما به یک دستگاه ASTM D7264 نیاز داریم» استاندارد را به ما می گوید، اما هنوز سیستم آزمایش را تعریف نکرده است.
یک RFQ بسیار مفیدتر شامل موارد زیر است:
استاندارد / بازنگری: ASTM D7264/D7264M-26، یا بازنگری مورد نیاز مشتری شما
روش: A / B / هنوز تعریف نشده
استکامپوزیت: CFRP / GFRP / سایر کامپوزیت های پلیمر
چیدمان یا جهت گیری فیبر: اگر شناخته شده باشد
ابعاد نمونه: ضخامت × عرض × طول
بار کاری مورد انتظار یا استحکام خمشی: در صورت وجود
خروجی های مورد نیاز: حداکثر نیرو / قدرت خمشی / انحراف نیرو / مدول
الزام اندازه گیری انحراف: اگر مشخص شده باشد
حجم آزمایش: نمونه های تقریبی در هر دسته یا در روز
اگر نقشه نمونه موجود است، آن را ارسال کنید.
برای انتخاب تجهیزات، نقشه معمولا به سوالات مفیدتری نسبت به ظرفیت ماشین درخواستی پاسخ می دهد.
سوالات متداول
نسبت دهانه به ضخامت ASTM D7264 چقدر است؟
نسبت استاندارد دهانه به ضخامت ۳۲:۱ است. برای مثال، نمونه ۴ میلی متری معادل دهانه حمایتی ۱۲۸ میلی متر طبق نسبت استاندارد است.
تفاوت بین رویه ASTM D7264 A و رویه B چیست؟
روش A از بارگذاری سه نقطه ای با یک دماغه بارگذاری مرکزی استفاده می کند. روش B از بارگذاری چهار نقطه ای با دو دماغه بارگذاری استفاده می کند. در آرایش چهار نقطه ای D7264، دهانه بارگیری نصف دهانه پشتیبانی است. از آنجا که توزیع تنش متفاوت است، نباید این دو روش را هنگام مقایسه مستقیم نتایج مواد با هم ترکیب کرد.
ASTM D7264 در مقابل ASTM D790: تفاوت آن ها چیست؟
ASTM D7264 برای خواص خمشی کامپوزیت ماتریس پلیمر، به ویژه کامپوزیت های تقویت شده با الیاف پیوسته طراحی شده است. ASTM D790 عمدتا یک روش خمشی پلاستیک است. D7264 از نسبت دهانه به ضخامت استاندارد ۳۲:۱ استفاده می کند، در حالی که نسبت استاندارد ۱۶:۱ مرتبط با D790 است.
آیا جابجایی سر عرضی می تواند برای مدول خمشی کامپوزیتی استفاده شود؟
فرض نکنید که حرکت سر عرضی و انحراف نمونه ها یکسان هستند. حرکت سر عرضی می تواند شامل تغییر شکل ماشین، تجهیزات، تماس و نمونه باشد. وقتی نتیجه ای مرتبط با سختی لازم است، تأیید کنید که کدام اندازه گیری جابجایی مورد نیاز روش و محاسبه مربوطه است.
چه اندازه UTM برای ASTM D7264 لازم است؟
برای هر برنامه D7264 ظرفیت واحد کیلونیوتن وجود ندارد. با ابعاد نمونه، بار کاری مورد انتظار، دهانه پشتیبانی و خروجی های اندازه گیری مورد نیاز شروع کنید. سپس فریم، محدوده اندازه گیری بار، چراغ خمشی و اندازه گیری انحراف را به عنوان یک سیستم انتخاب کنید.
عدد فقط زمانی مفید است که آزمون پشت آن تعریف شده باشد
ASTM D7264 به راحتی در کف آزمایشگاه قابل تشخیص است.
دو تکیه گاه. یکی دو نوک بارگذاری. یک کوپن ترکیبی که بین آن ها خم می شود.
آنچه یک ویژگی مفید مادی را از یک خوانش نیروی اوج دیگر جدا می کند، در جزئیات اتفاق می افتد.
آیا روش A یا B استفاده شده است؟
آیا دهانه بر اساس ضخامت واقعی کوپن بود؟
آیا نمونه در جهت ماده مورد نظر بریده شده بود؟
کجا شکست خورد؟
آیا آسیب خمشی، بین لایه ای یا تماس بود؟
اینانحراف گزارش شده از کجا آمده است؟
و آیا سیستم اندازه گیری نیرو بر اساس باری که کوپن واقعا تولید می کرد تنظیم شده بود؟
این سوالات باید قبل از انتخاب بزرگ ترین عدد kN در یک کاتالوگ UTM پاسخ داده شوند.
برای پروژه ASTM D7264، با نمونه برداری و الزامات آزمایش شروع کنید. از آنجا، دهانه تکیه گاه، هندسه فیکسچر، برد نیرو، اندازه گیری جابجایی و پیکربندی ماشین بسیار آسان تر قابل تعریف می شود.
ابتدا نمونه، فاصله و اندازه گیری را تعریف کنید. دوم دستگاه را انتخاب کن.
