Настоящий стандарт распространяется на композитные материалы, представляющие собой "сэндвич"-конструкции, и устанавливает метод определения характеристик при сдвиге внутреннего слоя "сэндвич"-конструкции.

Метод заключается в испытании образцов, изготовленных из "сэндвич"-конструкции, растягивающей или сжимающей нагрузкой, действующей в плоскости параллельной плоскости внешних слоев "сэндвич"-конструкции. При этом определяют:

-  напряжение при сдвиге внутреннего слоя "сэндвич"-конструкции;

- относительную деформацию при сдвиге внутреннего слоя "сэндвич"-конструкции;

-  условную прочность при сдвиге для материалов внутреннего слоя "сэндвич"-конструкции, деформация при сдвиге которых более 2%;

- предел прочности при сдвиге внутреннего слоя "сэндвич"-конструкции;

- модуль сдвига внутреннего слоя "сэндвич"-конструкции.

4.1 Микрометр по ГОСТ 6507, с пределом допустимой погрешности не более 1% от измеряемой величины. Диаметр микрометрического винта и пятки должен быть от 4 до 6 мм.

Все измерения микрометром в соответствии с настоящим стандартом проводятся с точностью до 0,025 мм.

4.2 Машина испытательная универсальная по ГОСТ 28840, обеспечивающая растяжение или сжатие образцов с постоянной (регулируемой) скоростью перемещения активного захвата и измерение нагрузки с погрешностью не более 1% от измеряемой величины.

4.3 Датчики перемещения, обеспечивающие измерение перемещения с погрешностью не более 1% от предельного значения измеряемой величины.

4.4 Устройства фиксирующие (см. рисунок 1), которыми должна быть снабжена универсальная испытательная машина, состоящие из пары пластин и обеспечивающие растяжение или сжатие образцов.

Пластины должны быть соответствующей длины, чтобы обеспечивать совпадение плоскости, соединяющей противоположные грани образца, с направлением действия растягивающей или сжимающей нагрузки (см. рисунок 1).

4.4.1 Пластины, используемые для испытания на растяжение, должны крепиться к шарнирным креплениям через болтовое или штифтовое соединение. Вся линия передачи нагрузки должна быть подвесного самовыравнивающегося типа.

4.4.2 Пластины, используемые для испытания на сжатие, должны иметь заостренные края и входить в нагрузочные блоки с V-образными пазами. Нагрузочные блоки должны жестко крепиться к захватам испытательной машины. Нагрузочные блоки должны перемещаться в одной плоскости, при этом отклонение осей нагрузочных блоков от плоскости не должно превышать 0,02 мм.

4.5 Камеры климатические, применяемые для испытания и кондиционирования образцов в заданных условиях, обеспечивающие поддержание постоянной относительной влажности с точностью ±3% и температуры с точностью ±3°С.

4.6  Прибор для регистрации деформаций, обеспечивающий измерение деформаций с погрешностью не более 1% от предельного значения измеряемой величины.

5.1 Подготовка образцов

5.1.1 Для определения характеристик при сдвиге материалов внутреннего слоя "сэндвич"- конструкции используют количество образцов, установленное в нормативных документах или технической документации на изделие. При отсутствии таких указаний испытывают произвольное количество образцов, но не менее пяти.

5.1.2 Ширина образца должна быть не менее 50 мм, толщина образца должна соответствовать толщине "сэндвич"-конструкции, длина образца должна быть не менее 12t, где t - толщина образца.

Примечание - Если при испытаниях образцов происходит разрушение в области адгезионного взаимодействия внутреннего и внешнего слоев "сэндвич"-конструкции вместо сдвига во внутреннем слое, то допускается проводить испытания на образцах без внешних слоев, приклеивая пластины непосредственно на внутренний слой и делая соответствующую отметку в протоколе испытаний.

Длину, ширину и толщину образца измеряют микрометром (см. 4.1). Результат измерения округляют до третьей значащей цифры после запятой.

5.1.3 Образцы должны иметь ровную поверхность, без сколов, трещин и других дефектов, заметных невооруженным глазом.

Все поверхности образцов должны быть плоскими, взаимно перпендикулярными и параллельными.

5.1.4 Образцы должны иметь маркировку.

Маркировка должна содержать порядковый номер образца, сведения о "сэндвич"-конструкции, из которой образец был получен.

Маркировка должна сохраняться в течение всего испытания, во всех условиях и режимах, установленных настоящим стандартом.

5.1.5  Перед кондиционированием образцы приклеивают к пластинам фиксирующих устройств. Адгезия между пластинами фиксирующего устройства и внешними слоями "сэндвич"-конструкции должна быть больше, чем нагрузка при сдвиге внутреннего слоя "сэндвич"-конструкции.

5.2 Кондиционирование образцов

Перед испытанием образцы кондиционируют в соответствии с нормативными документами или технической документацией на изделие. Если в них не указаны условия кондиционирования, то образцы кондиционируют при одной из стандартных атмосфер по ГОСТ 12423.

6.1 Испытания проводят при условиях, установленных в нормативных документах или технической документацией на изделие. Если в них не установлены условия проведения испытаний, то испытания проводят при одной из стандартных атмосфер по ГОСТ 12423.

6.2 Микрометром (см. 4.1) измеряют длину и ширину образца. Результат измерения округляют до третьей значащей цифры после запятой.

6.3 Образец с фиксирующим устройством (см. 4.4) устанавливают в захваты универсальной испытательной машины (см. 4.2).

6.4 Устанавливают датчик перемещения (см. 4.3) на фиксирующее устройство для измерения относительного перемещения пластин. Точка контакта, в которой измеряют относительное перемещение пластин фиксирующего устройства, должна находиться посередине образца.

Примеры установки образцов в захватах универсальной испытательной машины, а также установки датчиков перемещения приведены в приложении А.

6.5 Устанавливают скорость перемещения активного захвата универсальной испытательной машины (см. 4.2) таким образом, чтобы образец разрушался в течение времени от 3 до 6 мин.

Рекомендуемая скорость перемещения активного захвата универсальной испытательной машины равна 0,5 мм/мин.

Примечание - Если оценить прочность образца не представляется возможным, необходимо повторять попытки со стандартной скоростью до тех пор, пока не будут выяснены предел прочности и пластичность системы, после чего допускается отрегулировать скорость.

6.6 Образец нагружают с заданной скоростью вплоть до его разрушения.

6.7 Для каждого образца записывают зависимость нагрузки от перемещения активного захвата универсальной испытательной машины, зависимость нагрузки от осевого смещения. Запись должна вестись непрерывно или через равные интервалы времени, заданные в нормативной или технической документации на изделие.

Также для каждого образца записывают нагрузку при текучести, максимальную нагрузку, разрушающую нагрузку, а также смещение в момент разрушения в этих точках.

При изменении деформируемости или возникновении начального повреждения образца записывают нагрузку и смещение в этих точках, а также режим разрушения.

Примечание - Если значительная часть разрушений происходит по краям образцов, то рекомендуется проверить способ приложения усилий к материалу. В число учитываемых факторов входят совмещение креплений, качество и целостность клеевого соединения, толщина образца, соотношение длины и толщины образца и точность/качество механической обработки.

6.8 Для каждого образца записывают режим и место разрушения образца. Для записи используют коды (см. таблицу 1), состоящие из трех символов.

Символ и его значение

Условный код

Расшифровка условного кода

Первый символ - тип разрушения

S

Сдвиг внутреннего слоя "сэндвич"-конструкции

I

Разрушение внешнего слоя "сэндвич"-конструкции

X

Разрушение между внешним и внутренним слоями "сэндвич"-конструкции

O

Иное

Второй символ - зона разрушения

A

На конце

G

По толщине внутреннего слоя "сэндвич"-конструкции

C

Один угол

V

Различные

U

Неизвестно

Третий символ - место разрушения

T

Верхняя часть

M

Средняя часть

B

Нижняя часть

E

По всей длине

V

Различные

U

Неизвестно

6.9 Если разрушение образца происходит в месте клеевого соединения пластин фиксирующего устройства и внешних слоев "сэндвич"-конструкции, а также в месте соединения внутреннего слоя и внешних слоев "сэндвич"-конструкции, то полученный результат не засчитывают и проводят повторное испытание на новом образце.

Единственным приемлемым режимом разрушения является разрушение при сдвиге материала внутреннего слоя.

7.1 Напряжение при сдвиге , МПа, вычисляют по формуле

,                                                                                     (1)

где P - значение мгновенной нагрузки, Н;

L - длина образца, мм;

b - ширина образца, мм.

7.2 Относительную деформацию при сдвиге вычисляют по формуле

,                                                                                      (2)

где u - мгновенное смещение между нагрузочными пластинами, мм;

t - толщина материала заполнителя, мм.

7.3 Условную прочность при сдвиге , МПа для материалов, деформация при сдвиге которых более 2%, вычисляют по формуле

,                                                                                  (3)

где P - нагрузка при текучести при деформации сдвига 2%, Н;

L - длина образца, мм;

b - ширина образца, мм.

Результат округляют до третьей значащей цифры.

7.4 Предел прочности при сдвиге , МПа, вычисляют по формуле

,                                                                             (4)

где Р - максимальная приложенная нагрузка, Н;

L - длина образца, мм;

b - ширина образца, мм.

Результат округляют до третьей значащей цифры.

7.5 Модуль сдвига G, МПа, вычисляют по формуле

,                                                                             (5)

где - наклон линейной части графика зависимости нагрузки от перемещения пластин, Н/мм (см. рисунок 2);

L - длина образца, мм;

b - ширина образца, мм.

7.6 Среднее арифметическое значение условной прочности при сдвиге , МПа, предела прочности при сдвиге , МПа, модуля сдвига , МПа, вычисляют по формуле

,                                                                               (6)

где - среднее арифметическое значение показателя;

- значение для каждого испытанного образца условной прочности при сдвиге , МПа, или предела прочности при сдвиге , МПа, или модуля сдвига G, МПа, соответственно;

n - число испытанных образцов.

Результат округляют до третьей значащей цифры.

7.7 Стандартное отклонение условной прочности при сдвиге , МПа, предела прочности при сдвиге , МПа, модуля сдвига , МПа, вычисляют по формуле

,                                                                          (7)

где S - стандартное отклонение условной прочности при сдвиге , МПа, или предела прочности при сдвиге , МПа, или модуля сдвига , МПа;

х - значение для каждого испытанного образца условной прочности при сдвиге , МПа, или предела прочности при сдвиге , МПа, или модуля сдвига G, МПа, соответственно;

n - число испытанных образцов;

- среднее арифметическое значение условной прочности при сдвиге , МПа, или предела прочности при сдвиге , МПа, или модуля сдвига , МПа, соответственно.

Результат округляют до третьей значащей цифры.

7.8 Коэффициент вариации К, %, вычисляют по формуле

,                                                                                (8)

где S - стандартное отклонение условной прочности при сдвиге , МПа, или предела прочности при сдвиге , МПа, или модуля сдвига , МПа;

- среднее арифметическое значение условной прочности при сдвиге , МПа, или предела прочности при сдвиге , МПа, или модуля сдвига , МПа, соответственно.

Результат округляют до третьей значащей цифры.

Результаты проведения испытаний оформляют в виде протокола, содержащего:

- ссылку на настоящий стандарт;

- режим нагружения образца: растяжение или сжатие;

-  описание испытуемого изделия: тип, происхождение, код ОКПО завода-изготовителя, номер партии, дату сертификации и срок действия сертификата;

-  процедуру изготовления внутреннего слоя "сэндвич"-конструкций: дата начала изготовления, дата окончания изготовления, характеристика процесса изготовления, описание используемого оборудования;

-  характеристики внутреннего слоя и примененного адгезива в "сэндвич"-конструкции, например, номинальная толщина, плотность или (для материалов с сотовой конструкцией) размер ячеек;

-  процедуру подготовки образца, включая схему и метод маркировки образца, метод отбора проб и метод механической обработки;

-  данные по универсальной испытательной машине и фиксирующим устройствам (включая их размеры и примененный материал);

- длину, ширину и толщину каждого образца (до и после кондиционирования);

- условия кондиционирования;

-  условия в климатической камере (при ее применении);

- относительную влажность и температуру воздуха при испытании;

- количество испытанных образцов;

-  скорость перемещения активного захвата разрывной испытательной машины;

-  условную прочность при сдвиге для материалов, деформация при сдвиге которых более 2%, среднее арифметическое значение, стандартное отклонение и коэффициент вариации;

-  предел прочности при сдвиге, среднее арифметическое значение, стандартное отклонение и коэффициент вариации;

-  модуль сдвига, среднее арифметическое значение, стандартное отклонение и коэффициент вариации;

-  зависимость нагрузки от перемещения активного захвата универсальной испытательной машины, зависимость нагрузки от осевого смещения;

-  режим разрушения и место разрушения для каждого образца;

- дату проведения испытаний;

- подписи должностных лиц, проводивших испытания.

Примечание - К протоколу могут быть приложены результаты любых неразрушающих испытаний образцов, проведенных до испытаний по настоящему стандарту, с целью установления особенностей структуры внутреннего слоя "сэндвич"-конструкции.