ГОСТ 25.603-82

Группа Т59

     

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Расчеты и испытания на прочность

МЕТОДЫ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ КОМПОЗИЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ С ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕЙ (КОМПОЗИТОВ)

Метод испытания на растяжение кольцевых образцов
при нормальной, повышенной и пониженной температурах

Design calculation and strength testings. Methods of mechanical
testing of polymeric composite materials. Test for tensile properties
of ring specimens at normal, elevated and low temperatures

MКC 19.060

Дата введения 1984-01-01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 25 октября 1982 г. N 4061 дата введения установлена 01.01.84

Ограничение срока действия снято по протоколу N 3-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 5-6-93)

ПЕРЕИЗДАНИЕ

Настоящий стандарт распространяется на полимерные композиционные намоточные материалы, армированные непрерывными высокомодульными углеродными, борными, органическими и другими волокнами, и устанавливает метод испытания на растяжение кольцевых образцов из этих материалов при нормальной (20 °С), повышенной (до 180 °С) и пониженной (до минус 60 °С) температурах.

1. НАЗНАЧЕНИЕ МЕТОДА

1.1. Метод заключается в кратковременном растяжении кольцевых образцов из композиционных намоточных материалов самозамыкающимися полудисками (см. чертеж).

1 - образец;

 2 - полудиски; 3 - направляющая; 4 - тяга

1.2. При растяжении образцов определяют:

диаграмму деформирования в окружном направлении - зависимость окружного напряжения , МПа (кгс/мм), от окружной деформации ,%;

предел пропорциональности в окружном направлении, МПа (кгс/мм);

модуль упругости в окружном направлении , МПа (кгс/мм);

предел прочности в окружном направлении , МПа (кгс/мм).

2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ

2.1. Испытания проводят на любой испытательной машине, обеспечивающей постоянную скорость перемещения подвижного захвата в пределах, требуемых настоящим стандартом, и измерение нагрузки с погрешностью не более 1% измеряемой величины.

2.2. Образец нагружают при помощи специального приспособления. Разница между внутренним диаметром кольцевого образца и диаметром полудисков в сборе не должна превышать 0,4 мм; шероховатость опорных поверхностей полудисков должна быть не более 0,63 мкм по ГОСТ 2789-73. Крепление приспособления в испытательной машине должно обеспечивать самоцентрирование, то есть направление приложенной растягивающей нагрузки должно быть перпендикулярным к плоскости разъема полудисков и проходить через центр испытуемого кольца. Конструктивное оформление приспособления может быть различным.

2.3. Для регистрации деформаций должны использоваться приборы, обеспечивающие измерение с погрешностью не более ±3% предельного значения измеряемой величины. В качестве измерителей деформации могут быть использованы тензорезисторы или другие устройства, прикрепление которых не создает дополнительных напряжений или деформаций и не оказывает влияния на определяемые характеристики. Длина измерительной базы должна быть в пределах, установленных в п.4.4 настоящего стандарта.

2.4. Прибор для определения геометрических размеров должен обеспечивать измерение с погрешностью не более 0,05 мм.

3. ОБРАЗЦЫ

3.1. Стандартный образец изготовляют в форме кольца следующих размеров:

внутренним диаметром ... (150,1±0,1) мм;

толщиной ... (2±0,1) мм;

шириной ... (8±0,1) мм - для материалов, армированных только в окружном направлении и (15±0,1) мм - для материалов, укладка волокон которых отличается от однонаправленных.

Толщину образца измеряют в направлении радиуса, ширину - в направлении, перпендикулярном к плоскости кольца.

3.2. Допускается применение образцов, соотношение внутреннего диаметра к толщине которых составляет от 50 до 150, при этом размеры образцов должны быть в пределах:

- от 100,05 до 300,05 мм;

- от 1,5 до 6 мм;

- от 6 до 15 мм - для материалов, армированных только в окружном направлении и от 10 до 20 мм - для материалов, армированных в двух перпендикулярных направлениях.

Предельные отклонения размеров должны быть ±0,1 мм.

3.3. Кольцевые образцы могут быть изготовлены (намотаны) каждый в отдельности или нарезаны из цилиндра. Намотка проводится по техническим условиям для данного композиционного материала на оправки с шероховатостью поверхности не более 0,63 мкм по ГОСТ 2789-73.

3.4. Образцы должны иметь гладкую, ровную поверхность без вздутий, сколов, неровностей, расслоений, надрезов, царапин, трещин или других видимых невооруженным глазом дефектов. В случае необходимости допускается механическая обработка наружной поверхности колец (или цилиндров) с отметкой в протоколе испытания о проведенной обработке.

3.5. Количество образцов, взятых из одной партии для определения каждой из характеристик, указанных в п.1.2, должно быть не менее пяти.

3.6. Каждая характеристика может быть определена на отдельных образцах или одновременно на одних и тех же образцах определяется несколько характеристик. Определение характеристик при повторных нагружениях образца разрешается в случае, когда предварительная нагрузка не превышала 20% разрушающей и составляла не более 80% предела пропорциональности.

3.7. Кондиционирование образцов проводят в соответствии с техническими условиями или стандартами на материал. Если в технических условиях или стандарте на материал указания по кондиционированию отсутствуют, кондиционирование проводят при одной из стандартных атмосфер по ГОСТ 12423-66.

3.8. При отсутствии в нормативно-технической документации на материал специальных указаний время от окончания изготовления намоточного материала до испытания должно составлять не менее 16 ч, включая и время их кондиционирования.

4. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

4.1. На образце для испытания отмечают два произвольно выбранных диаметрально противоположных сечения и .

4.2. При определении предела прочности перед испытанием измеряют ширину и толщину образца в четырех сечениях - в двух первоначально отмеченных и в двух перпендикулярных к ним.

4.2.1. Если результаты четырех измерений толщины и ширины различаются более чем на 0,2 мм, то образец бракуют и заменяют другим.

4.2.2. В протокол испытания заносят значения ширины , и толщины , двух отмеченных сечений и и по ним, с точностью не менее трех знаков, определяют площадь поперечного сечения: и в м

м.

4.3. При определении модуля упругости, предела пропорциональности или диаграммы деформирования при растяжении перед испытанием отмечают середины измерительных баз - четыре радиальных сечения, составляющие угол ±30° с первоначально отмеченными сечениями и .

4.3.1. Измеряют ширину и толщину этих сечений. Если результаты четырех измерений толщины или ширины различаются более чем на 0,2 мм, то образец бракуют и заменяют другим.

4.3.2. Среднее значение толщины и ширины записывают в протокол испытаний и по ним, с точностью не менее трех знаков, определяют площадь поперечного сечения в мм.

4.4. При определении модуля упругости, предела пропорциональности или диаграммы деформирования при растяжении на образец наклеивают четыре тензорезистора. Середины измерительных баз расположены под углом ±30° относительно к первоначально отмеченным сечениям и . Длина измерительной базы - не более и не менее 10 мм. Крепление измерителей деформаций к образцу, при необходимости, может быть произведено после установления образца в испытательной машине.

Примечание. Вместо тензорезисторов могут быть применены другие измерители деформации, соответствующие требованиям п.2.3.

4.5. Измерение ширины и толщины образца проводят с погрешностью не более 0,05 мм.

4.6. Нанесение меток не должно приводить к изменению свойств образца; их рекомендуется наносить мягким карандашом или краской.

5. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

5.1. Испытания при нормальной температуре проводят при одной из стандартных атмосфер по ГОСТ 12423-66 с учетом требований ГОСТ 14359-69.

Испытания при повышенных и пониженных температурах проводят в специально предусмотренных термокриокамерах. Температуру испытаний и допускаемые ее колебания определяют в соответствии с техническими условиями или стандартами на материал, а при их отсутствии - по ГОСТ 14359-69.

5.2. При проведении испытаний в условиях повышенных и пониженных температур время, необходимое для полного прогрева или охлаждения образца до его испытания, должно задаваться технической документацией на испытуемый материал. Если таких указаний нет, то время выдержки образца при заданной температуре устанавливают не менее 20 мин на 1 мм толщины.

5.3. Образец надевают на приспособление так, чтобы отмеченные сечения и совпадали с разъемом полудисков.

5.4. Приспособление с образцом устанавливают в испытательную машину и центрируют.

5.5. Устанавливают заданную скорость взаимного перемещения захватов испытательной машины при холостом ходе (без нагрузок). Рекомендуемая скорость перемещения составляет (10±2) мм/мин.

5.6. Проводят нагружение образца и, в зависимости от цели испытания, записывают:

при определении диаграммы деформирования при растяжении (см. приложение 1), модуля упругости (см. приложение 2) и предела пропорциональности (см. приложение 3) - деформацию в окружном направлении и соответствующую ей нагрузку;

при определении предела прочности - наибольшую нагрузку, выдержанную образцом.

5.7. При определении предела прочности в расчет принимают результаты, полученные на образцах, разрушившихся по всей площади поперечного сечения. Разрушение может сопровождаться расслоением образца.