ГОСТ Р 56785-2015

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОМПОЗИТЫ ПОЛИМЕРНЫЕ

Метод испытания на растяжение плоских образцов

Polymer composites. Test method for tensile properties of flat specimens

     

ОКС 83.120

Дата введения 2017-01-01

     

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" совместно с открытым акционерным обществом "НПО "Стеклопластик" и Объединением юридических лиц "Союз производителей композитов" на основе аутентичного перевода на русский язык указанного в пункте 4 стандарта, который выполнен ТК 497

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 497 "Композиты, конструкции и изделия из них"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 ноября 2015 г. N 2042-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к стандарту АСТМ Д3039/Д3039М-08* "Стандартный метод определения механических свойств при испытании на растяжение композитных материалов с полимерной матрицей" (ASTM D3039/D3039M-08 "Standard test method for tensile properties of polymer matrix composite materials") путем внесения технических отклонений, изменения структуры, дополнений отдельных пунктов, исключением отдельных разделов (подразделов, пунктов), а также редакторских правок разделов (подразделов, пунктов) стандарта АСТМ в целях соблюдения норм русского языка и технического стиля изложения, а также для учета особенности объекта стандартизации, характерного для Российской Федерации. При этом дополнительные слова, фразы, ссылки, включенные в текст настоящего стандарта для учета потребностей национальной экономики Российской Федерации, выделены курсивом**.

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей.

** В бумажном оригинале обозначения и номера стандартов и нормативных документов в разделах 5 "Оборудование", 7 "Подготовка к испытанию" и отмеченные в разделах "Предисловие" и 2 "Нормативные ссылки" знаком "**" выделены курсивом; остальные приводятся обычным шрифтом. - Примечание изготовителя базы данных.

Оригинальный текст невключенных структурных элементов стандарта АСТМ приведен в дополнительном приложении ДА. Соответствующая информация приведена во введении. Отдельные структурные элементы изменены в целях соблюдения норм русского языка и технического стиля изложения, а также в соответствии с требованиями ГОСТ Р 1.5.

Сравнение структуры настоящего стандарта со структурой указанного стандарта АСТМ приведено в дополнительном приложении ДБ.

Информация о разделах (подразделах, пунктах), не вошедших в настоящий стандарт, и причина их исключения приведены в дополнительном приложении ДБ.

В настоящем стандарте внесены изменения в обозначение определяемых показателей, направленные на учет принятой технической терминологии Российской Федерации. Информация о внесенных изменениях приведена в дополнительном приложении ДВ.

В настоящем стандарте исключены ссылки на АСТМ: Д792, Д2584, Д2734, Д3171, Е6, Е83, Е11, Е122, Е132, Е177, Е251, Е456, Е1012, Е1237.

Ссылки на АСТМ: Д883, Д3878, Д5229/Д5229V, Е4 заменены ссылками на соответствующие межгосударственные и национальные стандарты, информация о соответствии ссылочных стандартов приведена в разделе 2 настоящего стандарта.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования национального стандарта в целях соблюдения принятой терминологии.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012** (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

     1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на полимерные композитные материалы (ПКМ), армированные углеродными, борными, органическими и другими высокопрочными волокнами.

1.2 Стандарт устанавливает метод испытания полимерных композитных материалов на растяжение.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 166-89** (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 6507-90** Микрометры. Технические условия

ГОСТ 12423-2013** (ISO 291:2008) Пластмассы. Условия кондиционирования и испытания образцов (проб)

ГОСТ 24888-81 Пластмассы, полимеры и синтетические смолы. Химические наименования, термины и определения (ASTM D883 "Пластмассы. Термины")

ГОСТ 28840-90 Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования (ASTM Е4 "Методы проверки усилий установок для испытаний")

ГОСТ 32794-2014 (ISO 472:1999) Композиты полимерные. Термины и определения (ASTM D3878 "Композитные материалы. Термины", NEQ)

ГОСТ Р 8.585-2001 Государственная система обеспечения единства измерений. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования

ГОСТ Р 56762-2015 Композиты полимерные. Метод определения влагопоглощения и равновесного состояния (ASTM D5229/D5229V "Метод определения влагопоглощения и равновесного состояния композитных материалов", MOD)

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 24888, ГОСТ 32794, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 партия материала: Материал, изготовленный на одном оборудовании по одному и тому же технологическому процессу из одного и того же сырья.

3.2 схема армирования: Последовательность ориентации слоев армирующего наполнителя в ПКМ относительно трехмерной системы координат.

3.3 скорость испытания V, мм/мин: Скорость движения активной траверсы испытательной машины.

3.4 диаграмма деформирования: Графическая зависимость между напряжением (нагрузкой) и деформацией (перемещением).

3.5 прочность (временное сопротивление, предел прочности) при растяжении , МПа: Отношение максимальной нагрузки , предшествующей разрушению образца, к начальной площади его поперечного сечения.

3.6 относительное удлинение при разрушении , %: Отношение приращения расчетной длины в момент разрушения к начальному значению расчетной длины.

3.7 модуль упругости Е, ГПа: Отношение изменения напряжения к соответствующему изменению относительной деформации при нагружении материала на начальном линейном участке диаграммы деформирования.

3.8 коэффициент Пуассона : Абсолютная величина отношения поперечной деформации к относительной продольной деформации при одноосном растяжении ниже предела пропорциональности материала.

3.9 деформация перехода : Значение деформации в области перехода между двумя преимущественно линейными участками двухлинейного графика зависимости напряжения от деформации (рисунок 1).

1 - максимальное напряжение до разрушения; 2 - линейная диаграмма деформирования; 3 - билинейная диаграмма деформирования; 4 - точка перехода; 5 - упругий участок

Рисунок 1 - Диаграммы деформирования ПКМ

     4 Сущность метода

4.1 Метод испытания заключается в растяжении образца ПКМ с постоянной скоростью нагружения или деформирования до момента разрыва.

4.2 При испытании в условиях нормальной, пониженной и повышенной температур определяют следующие характеристики: модуль упругости, прочность при растяжении, удлинение при разрушении, коэффициент Пуассона и деформацию перехода (для билинейной диаграммы).

     5 Оборудование

5.1 Испытательная машина по ГОСТ 28840, обеспечивающая линейное перемещение активного захвата (траверсы) с заданной постоянной скоростью нагружения или деформирования и измерение нагрузки с погрешностью не более ±1% измеряемой величины.

5.2 Захваты должны обеспечивать надежное крепление образцов. Не допускается разрушение образцов в захватах. Для увеличения трения захватных частей образца о захваты рекомендуется использовать наждачную бумагу.

5.3 Экстензометры или другие датчики деформации, обеспечивающие измерение деформации с погрешностью не более ±0,25% базы датчика деформации.

Рекомендуется использовать тензодатчики с базой замера деформации 6 мм. При использовании других тензодатчиков база должна быть не менее 3 мм. Для экстензометров база замера деформации должна быть от 10 до 50 мм.

При выборе тензодатчиков рекомендуется использовать датчики с высоким значением сопротивления (рекомендуемое сопротивление - не менее 350 Ом). Рекомендуется использовать минимально возможное напряжение возбуждения тензомоста, обеспечивающее необходимое разрешение (рекомендуемое напряжение - от 1 до 2 В).

5.4 Для условий проведения испытаний, отличных от стандартной лабораторной атмосферы, используют термокриокамеру для испытаний на воздействие окружающей среды. Данная камера должна быть способна поддерживать заданные условия для рабочего участка образца в течение механических испытаний.

5.4.1 Термокриокамера должна обеспечивать поддержание заданной температуры с погрешностью не более ±3°С и заданного уровня относительной влажности с погрешностью не более ±3%. Условия в камере контролируют автоматически и непрерывно или вручную с установленным интервалом.

5.5 Средства измерения температуры по ГОСТ Р 8.585, обеспечивающие измерение с погрешностью не более ±1,5% измеряемой величины. Средства измерения влажности должны обеспечивать измерение с погрешностью не более ±2% измеряемой величины.

5.6 Средства измерения ширины и толщины образца должны обеспечивать измерение с погрешностью не более ±1% измеряемой величины. Для измерений рекомендуется использовать штангенциркуль по ГОСТ 166 с погрешностью не более ±0,025 мм и микрометр по ГОСТ 6507 с погрешностью не более ±0,01 мм.

При измерении на неровных поверхностях, например на формованных поверхностях ПКМ, используют микрометр со сферическими измерительными губками радиусом от 4 до 5 мм. При измерении на гладких механически обработанных поверхностях или резах используют измерительные инструменты с плоскопараллельными губками.

     6 Образцы

6.1 Для испытаний применяют образцы в виде полосы прямоугольного сечения с закрепленными на концах накладками толщиной более 1,5 мм (рисунок 2 а) или образцы без накладок (рисунок 2 б). При использовании образцов без накладок их крепят в захваты через наждачную бумагу. Рекомендуемые размеры образцов приведены в таблице 1.

6.2 Отклонение образцов от номинальных размеров по рабочей зоне не должно превышать ±1% по ширине и ±4% по толщине. Шероховатость торцевых поверхностей (по параметру ) образца не должна превышать 1,6 мкм. Толщина зоны склеивания должна быть менее 0,3 мм.

6.3 Отклонение расположения армирующего наполнителя относительно направлений армирования не должно превышать ±0,5%.

1 - зона склеивания; - длина рабочей зоны; - длина нерабочей зоны; b - ширина; h - толщина

Рисунок 2 - Образец из композитного материала для испытаний на растяжение

Таблица 1 - Рекомендуемые размеры образцов