ГОСТ 32659-2014 (ISO 14130:1997) Композиты полимерные. Определение кажущегося предела прочности при межслойном сдвиге методом испытания короткой балки.

Причина возникновения горизонтальных трещин из-за межслойного сдвига в толще композита заключается в анизотропии свойств. Зачастую прочность армирующей составляющей кратно превышает прочностные показатели в области связующего вещества, так как на сопротивляемость сдвиговым усилиям в основном влияют характеристики матрицы. Различаются также коэффициенты теплового расширения, эластичность, модули упругости, что в совокупности создает предпосылки к расслаиванию при возникновении сложных внутренних напряжений.

ГОСТ 32659-2014 регламентирует порядок тестирования полимерных композиционных материалов на устойчивость к сдвиговым нагрузкам. Изложенная в документе технология разработана для исследования механизма межслойного сдвига в многослойных термопластах с симметричным и сбалансированным армированием волокнами.

Методика испытаний ПКМ на сопротивляемость межслойному сдвигу

Тестирование полимерных композитов на способность противостоять действующим совместно сжимающим и растягивающим усилиями предполагает передачу нагрузки в 3-х точках. Для моделирования изгиба, действующего на компоненты и конструкции из композита в период сборки и эксплуатации, образцы укладывают на 2 опоры. Сверху давление в центр образца передает роликовый пуансон, соединенный с подвижной траверсой.

При передаче изгибающего воздействия условная ось делит композиционный материал на 2 зоны, различающиеся кинетикой возникающих напряжений. Верхняя часть испытывает сжимающее усилие, нижняя – растягивается. Максимальные ответные реакции на изгибающее воздействие сконцентрированы в центральной части образца, по мере удаления к периферии значения внутренних напряжений уменьшаются.

Стандарт устанавливает следующий порядок испытаний:

• Изготовление образцов. Для тестов из пластин композиционного материала вырезают не менее 5-ти проб в перпендикулярных направлениях. Документ регламентирует габариты вырезанных экземпляров 20×10×2 мм, представляет чертежи для изготовления. Допускается вырезание образцов из панели с последующей обработкой торцевой кромки, литье и прессование в случае, если в ТД продукции нет указаний о способе изготовления.
• Кондиционирование. Перед испытаниями образцы выдерживают в атмосферных условиях, имитирующих влажность и температуру предстоящей эксплуатации. Параметры кондиционирования указывают в документации, сопровождающей композиционный материал. При отсутствии сведений воспроизводят условия, указанные в нормативной документации.
• Настройка и подготовка. Для расчета величины пролета между опорами микрометром измеряют толщину исследуемой пробы. Пролет должен пятикратно превышать толщину, к результату умножения прибавляют 0,3 мм запаса. Опоры закрепляют на рассчитанном расстоянии с помощью специализированной платформы с направляющими, после чего помещают в рабочую зону испытательной машины. Пуансон, передающий давление сверху, соединяют с подвижной траверсой. Рекомендована скорость перемещения 1 мм/мин, если другие показатели не прописаны в паспортной документации.
• Проведение тестов. Исследуемый экземпляр укладывают на опоры лицевой стороной вниз так, чтобы его ось совпала с серединой пролета. Активизируют движение траверсы с пуансоном, передающим нагрузку по всей ширине пробы вдоль ее оси. Нагружают до появления трещин и прочих повреждений. Величину нагрузки записывают на протяжении всего испытания.
• Оценка разрушения. После снятия прилагаемого усилия анализируют повреждения. Появление одиночной горизонтальной трещины или множественных горизонтальных трещин стандарт признает допустимыми. Пробы признаются не прошедшими проверку при комбинированных повреждениях и при обнаружении вертикально направленных трещин на нижней поверхности.

Испытания позволяют понять, как будут реагировать на изгиб детали и узлы из ПКМ, у которых слои укладывались неравномерно для воплощения сложной конфигурации. Сведения предоставляют возможность анализировать локальные пики нагрузок около технологических отверстий. На основании результатов исследований проектировщики анализируют способность изделия держать нагрузку в районе концентрации напряжений.

Технические средства для испытаний ПКМ по методике ГОСТ 32659-2014

Для тестирования полимерных композитов на устойчивость к разрушению при межслойном сдвиге понадобится:

Эксперты-менеджеры из штата компании «ГОСТ» обстоятельно ознакомят с особенностями работы основного и вспомогательного оборудования, проконсультируют в выборе приспособлений.