Применение композитных материалов в машиностроительной, авиационной, ветроэнергетической отрасли, производстве промышленной и бытовой техники, стройматериалов оправдано их уникальными практическими свойствами. Объединение двух и более компонентов позволило значительно снизить материалоемкость и вес конструкций. При этом существенно повысился ресурс, прочность, стойкость к стандартным эксплуатационным воздействиям.
Для подтверждения способности композитов сопротивляться характерным нагрузкам разработаны испытательные методики, которые позволяют получить достоверную информацию о механизмах разрушений и закономерности процессов деформирования.
Методы испытаний композитов при нормальных температурах
Экспериментальные исследования прочностных параметров при нормальных температурах предоставляет возможность с предельно высокой точностью прогнозировать поведение изделий, конструкций, эксплуатация которых не сопряжена с экстремальными условиями. На основании полученных при тестировании сведений определяются допустимые и разрушающие нагрузки, модернизируются существующие композиты. Анализируется влияние дефектов на механическую прочность.
Наиболее распространенными задачами испытаний КМ является контроль качества выпускаемой продукции. Оценку также проводят с целью сертификации новых видов композитных материалов. Тестируют для отработки технологий и варьирования составляющих при необходимости повысить прочность сцепления или устойчивость к определенным типам усилий.
Основные методики исследований механических характеристик КМ:
- ГОСТ 25.601-80. В документе изложена последовательность лабораторных работ, позволяющих получить сведения об устойчивости к растягивающим нагрузкам, характеристиках упругости, относительном удлинении.
- ГОСТ 25.602-80. Стандарт устанавливает правила испытаний композитов на сопротивляемость сжимающим нагрузкам. Лабораторные работы проводятся для оценки параметров упругости и пределов прочности при сжатии.
- ГОСТ 25.603-80. Регламент предназначен для тестирования образцов с кольцеобразной конфигурацией, изготовленных из намоточных композитов. Исследования определяют противостояние растягивающим усилиям.
- ГОСТ 25.604-80. Документ устанавливает способы изучения устойчивости композитных материалов к изгибающим нагрузкам с приложением усилий в 3-х точках. Оценивается предельная прочность, параметры упругости, зависимость прогиба от силы воздействующей нагрузки.
- ГОСТ 32658-2014. В стандарте изложена технология исследования прочности адгезии многослойных композитов в плоскости армирования. Для получения показателей предела сопротивляемости, модуля сдвига и величины деформации к образцам прикладывается сдвигающее усилие.
- ГОСТ 32659-2014. В стандарте изложена методика определения кажущегося предела прочности, проявляемого при межслойном сдвиге. Способ тестирования заключается в приложении нагрузки к центру образца, свободно лежащего на 2-х опорах.
- ГОСТ 33375-2015. Нормативный документ регламентирует методы изучения устойчивости к растяжению образцов композитных материалов с открытыми крепежными и иными отверстиями, расположенными в центре проб.
- ГОСТ 33377-2015. Стандарт декларирует правила испытаний образцов из полимерных композитов с заполненными отверстиями.
- ГОСТ Р 56681-2015. Регламент устанавливает правила проведения исследований при приложении воздействующей нагрузки в четырех точках. Определяются прочностные характеристики, показатели деформации при сжатии.
- ГОСТ Р 57143-2016. Документ излагает технологии испытаний композитов на усталость с приложением циклических растягивающих усилий. Циклы переменных нагрузок прикладываются с постоянным коэффициентом асимметрии, частотой.
Идентичные методики и требования к прочностным показателям композитов приведены в зарубежных нормативных документах. К примеру, правила тестирования КМ на растяжение устанавливают ASTMD 3039, ISO 527-5, EN 2597. Методики испытаний стойкости композитов к сжатию изложены в ASTM D 695, к сжатию со сдвигом в ASTM D 3410, с комбинированным усилием в ISO 14126.
Машины и дополнительные средства для испытаний композитных материалов
Для исследования механических характеристик КМ в лабораторных условиях потребуются следующие технические средства:
В выборе машин, сопутствующих приспособлений и захватывающих устройств готовы помочь компетентные менеджеры компании «ГОСТ».
