ГОСТ 33519-2015

     

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

КОМПОЗИТЫ ПОЛИМЕРНЫЕ

Метод испытания на сжатие при нормальной, повышенной и пониженной температурах

Polymer composites. Test method for compression at normal, low and high temperatures

МКС 83.120

Дата введения 2017-01-01

     

Предисловие

Цели, основные принципы и порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Объединением юридических лиц "Союз производителей композитов" совместно с Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")

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

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 29 сентября 2015 г. N 80-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 ноября 2015 г. N 1717-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33519-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2017 г.

5 Настоящий стандарт соответствует стандарту ASTM D 3410/D 3410М-03(2008)* Standard Test Method for Compressive Properties of Polymer Matrix Composite Materials with Unsupported Gage Section by Shear Loading (Стандартный метод испытаний для определения прочностных свойств полимерных композиционных материалов при сжатии на образцах с неподкрепленной рабочей зоной и передачей нагрузки за счет деформаций сдвига).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Перевод с английского языка (en).

Степень соответствия - неэквивалентная (NEQ)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "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

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на полимерные композиты (ПК), армированные непрерывными высокомодульными углеродными, борными, органическими и другими волокнами, структура которых симметрична относительно их срединной плоскости, и устанавливает метод испытания на сжатие при нормальной (20°C), повышенной (до 350°C) и пониженной (до минус 80°C) температурах.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 25.602-80 Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания на сжатие при нормальной, повышенной и пониженной температурах

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

ГОСТ 3128-70 Штифты цилиндрические незакаленные. Технические условия

ГОСТ 6507-90 Микрометры. Технические условия

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

ГОСТ 17475-80 Винты с потайной головкой классов точности A и B. Конструкция и размеры

________________

На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 2009-2013 "Винты с потайной головкой со шлицем. Класс точности A".

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 ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 диаграмма деформирования: Графическая зависимость между напряжениями (нагрузками) и деформациями (или перемещениями) при деформировании.

3.2

3.3 модуль упругости при сжатии Е, ГПа: Отношение напряжения к соответствующей относительной продольной деформации при сжатии образца в пределах начального линейного участка диаграммы деформирования.

3.4

3.5 деформация перехода : величина деформации в середине переходной области между двумя линейными участками диаграммы деформации, имеющей два линейных участка.

     4 Сущность метода

4.1 Сущность метода заключается в испытании образцов из ПК на сжатие с постоянной скоростью деформирования.

4.2 Для получения результатов испытаний образец в виде полосы (узкой пластины) прямоугольного сечения устанавливают в специально сконструированном приспособлении, которое помещают между захватами испытательной машины, и прикладывают сжимающую нагрузку.

4.3 Записывают диаграмму деформирования "напряжение - продольная деформация". При определении коэффициента Пуассона одновременно с диаграммой "напряжение - продольная деформация" записывают диаграмму "напряжение - поперечная деформация". Деформацию образца контролируют по датчику деформации.

4.4 Предел прочности при сжатии материала определяют по максимальной нагрузке, выдерживаемой образцом перед разрушением. Модуль упругости и коэффициент Пуассона при сжатии определяют на начальном линейном участке соответствующих диаграмм деформирования.

     5 Оборудование для испытаний

5.1 Испытательная машина, обеспечивающая сжатие образца с заданной постоянной скоростью перемещения активного захвата и измерение нагрузки с погрешностью не более ±1% от измеряемой величины.

5.2 Испытательная машина должна быть снабжена двумя плоскопараллельными площадками (плитами) толщиной не менее 20 мм и обеспечивать их сближение с заданной скоростью.

5.3 Одна из площадок испытательной машины должна иметь шаровую самоустанавливающуюся опору.

5.4 Для определения предела прочности при сжатии испытания проводят в специальном приспособлении, обеспечивающем приложение нагрузки по торцевым и боковым поверхностям образца. Шероховатость площадок (по параметру Ra), передающих нагрузку на торцевые поверхности образца, должна быть не более 0,63 мкм и их рабочие поверхности должны быть закалены до твердости HRC от 45 до 50 (в случае испытания боропластиков - до HRC 70). Площадки приспособления, передающие усилия на образец по боковым поверхностям, должны иметь насечку длиной не менее 40 мм под углом ±45° с шагом 1 мм.

5.5 Конструкции приспособлений для испытания образцов ПК на сжатие приведены в приложении А, Б и В. При использовании приспособления иной конструкции информацию об этом включают в протокол испытаний.

5.6 В качестве датчиков деформации следует использовать механические, оптические экстензометры, тензорезисторы или другие приборы, обеспечивающие измерение деформации с максимальной относительной погрешностью не более 1% от значения измеряемой величины.

5.7 Средства измерения геометрических размеров образца должны обеспечивать измерение с погрешностью не более 1% от измеряемой величины. Для измерения размеров до 10 мм следует использовать микрометр с ценой деления 0,01 мм по ГОСТ 6507, для измерения размеров 10 мм и более - штангенциркуль с ценой деления 0,1 мм по ГОСТ 166.

5.8 Испытания при повышенных и пониженных температурах проводят на испытательных машинах, оборудованных термокриокамерами, обеспечивающими равномерный прогрев (охлаждение) образца до заданной температуры и поддержание последней на протяжении всего времени испытания с точностью ±3% от температуры испытания. Измерение температуры проводят при помощи термопары, которая крепится на образце.

     6 Образцы

6.1 Образцы изготовляют путем формования в отдельных пресс-формах или вырезают из однородных по толщине плоских панелей или других полуфабрикатов. Вырезку образцов проводят в направлениях главных осей ортотропии испытуемого материала. Способ и режим изготовления образцов должны соответствовать требованиям нормативного документа или технической документации на композитные материалы [технология изготовления образцов ПК (панелей) должна совпадать с технологией изготовления самого изделия].

6.2 Маркировка должна обеспечивать точное определение места образца на панели.

6.3 Нарезку образцов из панелей проводят с помощью алмазной фрезы с водяным охлаждением, лазерной или гидроабразивной резкой по эскизу. Однако алмазная фреза дает более аккуратную кромку. Для обработки поверхности следует использовать специальную технологию шлифования.

6.4 Образцы должны иметь гладкую наружную поверхность без вздутий, сколов, трещин, расслоений, вмятин, натеков связующего и других дефектов, заметных невооруженным глазом. Шероховатость торцевых поверхностей (по параметру Ra) образца должна быть не более 0,63 мкм.

6.5 Изменение ширины по длине образца должно быть не более 1%, толщины - не более 2%.

6.6 Для определения предела прочности при сжатии ПК применяют образцы в виде полосы прямоугольного поперечного сечения (см. рисунок 1) шириной (10±0,5) мм для однонаправленных образцов в направлении армирования и шириной (15±0,5) мм - для однонаправленных образцов в направлении, перпендикулярном к армированию с закрепленными по концам накладками, а также образцов с укладкой арматуры, отличной от однонаправленной.

Рисунок 1 - Образцы ПК для определения предела прочности при сжатии

6.7 Для определения модуля упругости и коэффициента Пуассона при сжатии ПК применяют образцы в виде параллелепипеда с прямоугольным основанием шириной от 10 до 25 мм и толщиной не менее 1 мм. Рекомендуемая ширина - (20±0,5) мм (см. рисунок 2).

    
Рисунок 2 - Образцы ПК для определения модуля упругости и коэффициента Пуассона при сжатии

6.8 При определении модуля упругости и коэффициента Пуассона материалов с модулем упругости Е более 20 ГПа и толщиной h более 1,5 мм при нагрузке, не превышающей 50% разрушающей, длину рабочей части образца принимают равной 60 мм. При нагрузке, близкой к разрушающей, и других значениях модуля упругости Е и толщины образца h длину рабочей части образца, обеспечивающую его устойчивость, определяют по формуле

,                                             (1)