Настоящий стандарт распространяется на полимерные композиты и устанавливает метод определения поглощающих характеристик сотового материала внутреннего слоя "сэндвич"-конструкций при воздействии статической энергии.

Настоящий стандарт не распространяется на стабилизированные сотовые материалы, поверхность контакта с материалом внешних слоев которых пропитана смолой с целью повышения стойкости к местным разрушениям.

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 9013-59 (СТ СЭВ 469-77, ИСО 6508-86) Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу

ГОСТ 14359-69 Пластмассы. Методы механических испытаний. Общие требования

ГОСТ 28840-90 Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования

ГОСТ 32794-2014 Композиты полимерные. Термины и определения

ГОСТ Р 56654-2015 Композиты полимерные. Метод определения плотности материалов внутреннего слоя "сэндвич"-конструкций (ASTM С271/С271М-11 "Метод определения плотности внутреннего слоя "сэндвич"-конструкций", MOD)

ГОСТ Р 56762-2015 Композиты полимерные. Метод определения влагопоглощения и равновесного состояния (ASTM D5229/D5229M-12 "Стандартный метод определения влагопоглощения и равновесного состояния композитных материалов с полимерной матрицей", 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.

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

3.1 размер ячейки: Расстояние между двумя параллельными и противоположными стенками ячейки в зонах узловых связей, измеренное поперек направления волокна.

3.2 зона узловых связей в ячеистой структуре: Зона между двумя ячейками, где стенки ячеек соединяются или прикрепляются.

Сущность метода заключается в нагружении образца сотового материала внутреннего слоя "сэндвич"-конструкции сжимающей нагрузкой, действующей перпендикулярно плоскости склеивания торцов сот материала внутреннего слоя с материалом внешних слоев "сэндвич"-конструкции (далее - плоскости склеивания).

5.1 Микрометры по ГОСТ 6507 или штангенциркули по ГОСТ 166, обеспечивающие измерение с точностью ±0,25 мм.

5.2 Машина для испытаний по ГОСТ 28840, обеспечивающая нагружение образцов с заданной постоянной скоростью перемещения активного захвата, измерение нагрузки с погрешностью не более 1% измеряемой величины, а также возможностью регулирования скорости нагружения образца.

5.3 Испытательная машина должна быть снабжена двумя плоскопараллельными площадками (плитами) и обеспечивать их сближение с заданной скоростью.

Шероховатость рабочей поверхности плит - не более 0,32 мкм по ГОСТ 2789; рабочие поверхности должны быть термообработаны до твердости не менее 58 HRC по ГОСТ 9013.

Одна из плит испытательной машины должна быть самоустанавливаемой.

5.4 Для регистрации перемещения активного захвата испытательной машины используют средства измерения с погрешностью не более 1% от измеряемой величины.

5.5 Для испытания и кондиционирования образцов в заданных условиях применяют климатические камеры, обеспечивающие поддержание заданной температуры с точностью ±3°С и постоянной относительной влажности с точностью ±3%.

5.6 В качестве устройства предварительного смятия образцов используют зубчатые пластины, изготовленные из алюминия или стали. Площадь зубчатой пластины должна быть больше площади поперечного сечения образца.

Требования к форме и размерам зубчатых пластин приведены на рисунке 1.

5.7 Дисковая пила, оснащенная алмазным отрезным кругом.

     6 Подготовка к проведению испытания

6.1 Подготовка образцов

6.1.1 Для определения поглощающих характеристик сотового материала внутреннего слоя "сэндвич"-конструкций используют не менее пяти образцов, если иное не установлено в нормативном документе и технической документации на изделие.

6.1.2 Для испытания применяют образцы с квадратным или круглым поперечным сечением, толщиной не менее 25 мм.

Площадь поперечного сечения образца должна соответствовать требованиям, приведенным в таблице 1.

Примечание - Площадь поперечного сечения определяют параллельно плоскости склеивания.

Таблица 1

Минимальный размер ячейки, мм

Максимальный размер ячейки, мм

Площадь поперечного сечения образца, мм

-

3

Не менее 625

3

6

Не более 2500

6

9

Не более 5625

6.1.3 Плоскости склеивания должны быть параллельны друг другу и перпендикулярны к боковым поверхностям образца.

Отклонение от параллельности и перпендикулярности должно быть не более 0,5 мм.

6.1.4 Образцы изготавливают механической обработкой из готовых изделий или полуфабрикатов.

Условия и метод изготовления образцов, механическая обработка, место и направление их вырезки указывают в нормативном документе или технической документации на испытуемое изделие.

Механическую обработку осуществляют при помощи дисковой пилы с применением воды для охлаждения.

6.1.5 Образцы должны иметь маркировку.

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

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

6.2 Измеряют длину, ширину или диаметр, а также толщину образца с точностью ±0,25 мм до кондиционирования.

Длину, ширину и толщину измеряют в трех местах: по краям и в середине. Диаметр измеряют на каждом конце образца в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Результат измерения округляют до трех значащих цифр.

Средние значения длины, ширины или диаметра, а также толщины записывают в протокол испытаний. Средние значения длины, ширины или диаметра используют для определения площади поперечного сечения образца.

6.3 Если требование установлено в нормативном документе или технической документации, определяют плотность образцов по ГОСТ Р 56654. Плотность определяют на дополнительно изготовленных образцах. Образцы для определения плотности изготавливают из готовых изделий или полуфабрикатов, которые использовались для изготовления образцов для испытания по настоящему стандарту.

Значение плотности заносят в протокол испытаний.

6.4 Кондиционирование и хранение

6.4.1 Кондиционируют образцы по одному из методов по ГОСТ Р 56762. Требования к условиям кондиционирования устанавливают в нормативном документе или технической документации на испытуемое изделие.

6.4.2 Повторно проводят измерения по 6.2.

6.4.3 Образцы хранят при тех же условиях окружающей среды, при которых проводилось кондиционирование.

6.5 Предварительное смятие

6.5.1 Если требование установлено в нормативном документе или технической документации, проводят предварительное смятие образца.

6.5.2 Закрепляют на активном захвате испытательной машины зубчатую пластину.

6.5.3 Устанавливают образец плоскостью склеивания на опорную плиту испытательной машины.

6.5.4 Приводят в соприкосновение с верхней поверхностью образца зубцы зубчатой пластины.

6.5.5 Сминают образец на глубину (1,0±0,5) мм. Перемещение зубчатой пластины контролируют при помощи средств измерений, указанных в 5.4.

6.5.6 Возвращают активный захват в исходное положение. Поворачивают образец вокруг оси симметрии на произвольный угол.

6.5.7 Повторяют операции по 6.5.4-6.5.6 до получения однородного смятия верхней поверхности образца.

6.5.8 После смятия плоскости склеивания должны быть параллельны друг другу и перпендикулярны боковым поверхностям образца.

Отклонение от параллельности и перпендикулярности должно быть не более 0,5 мм.

6.5.9 Измеряют толщину образца с точностью ±0,25 мм.

Толщину измеряют в трех местах: по краям и в середине. Результат измерения округляют до трех значащих цифр. Среднее значение толщины записывают в протокол испытаний.

7.1 Испытания проводят при тех же условиях окружающей среды, при которых проводилось кондиционирование.

7.2 Устанавливают образец несмятой плоскостью склеивания на опорную плиту испытательной машины так, чтобы ось симметрии образца совпадала с направлением действия нагрузки.

7.3 Приводят в соприкосновение с верхней поверхностью образца нагружающую пластину.

7.4 Устанавливают скорость перемещения активного захвата таким образом, чтобы разрушение образца происходило в течение 1-3 мин. Рекомендуемая скорость перемещения активного захвата - 25 мм/мин.

7.5 К образцу прикладывают предварительную нагрузку 45 Н. Обнуляют средство измерения перемещения активного захвата (см. 5.4).

7.6 Нагружают образец до тех пор, пока прикладываемая нагрузка не превысит на 50% среднее значение разрушающей нагрузки (горизонтальный участок графика "нагрузка-перемещение" показан на рисунке 2).

7.7 В ходе нагружения записывают значение нагрузки в зависимости от перемещения активного захвата. Значения регистрируют непрерывно или через регулярные интервалы (от 5 до 10 с), так чтобы при проведении испытания одного образца было записано не менее 300 значений.

7.8 Если разрушение образца происходит неравномерно по всей поверхности склеивания, результаты испытания не учитывают и проводят повторные испытания на новом образце.     

     
1 - перемещение; 2 - средняя нагрузка; 3 - без предварительного смятия;

     
- нагрузка; - нагрузка при ; - нагрузка при ; - угол наклона начального линейного участка графика; - угол наклона конечного линейного участка графика; - угол наклона прямой до начала смятия образца; - угол наклона прямой после смятия; - нагрузка при ; - нагрузка при ; - перемещение; - перемещение активного захвата, при котором стремится к 0,001; - перемещение активного захвата, при котором стремится к 0,003; - перемещения активного захвата, когда началось разрушение образца; - перемещения активного захвата, когда закончилось смятие образца; - перемещение активного захвата во время смятия; - перемещение активного захвата в точке перед смятием; - перемещение активного захвата после смятия образца, при котором не менее чем на 0,002 больше

     
Рисунок 2 - График "нагрузка-перемещение"

     8 Обработка результатов

8.1 Для каждого записанного значения перемещения активного захвата (см. 7.7) вычисляют приведенное перемещение по формуле

,                                                                      (1)

где - перемещение, мм;

- среднее значение толщины образца до испытания или после предварительного смятия, мм.

Результат округляют до третьей значащей цифры.

8.2 Угол наклона начального линейного участка графика "нагрузка-перемещение" , Н/мм, вычисляют по формуле

,                                                     (2)

где - нагрузка при , Н;

- нагрузка при , Н;

- перемещение активного захвата, при котором стремится к 0,003, мм;

- перемещение активного захвата, при котором стремится к 0,001, мм.

Результат округляют до третьей значащей цифры.

Примечание - Для сотовых материалов, имеющих нелинейную зависимость нагрузки от перемещения активного захвата, могут использовать другой интервал перемещения активного захвата.

8.3 Угол наклона конечного линейного участка графика "нагрузка-перемещение" , Н/мм, вычисляют по формуле

,                                                            (3)

где - нагрузка при , H;

- нагрузка при , Н;

- перемещение активного захвата в -й точке после смятия образца, мм;

- перемещение активного захвата после смятия образца, при котором не менее чем на 0,002 больше (соответствует ), мм.

Результат округляют до третьей значащей цифры.

Вычисления повторяют до тех пор, пока не сравняется с . Значение в этой точке записывают как .

8.4 Угол наклона прямой до начала смятия образца (при значении перемещения активного захвата более ) , Н/мм, вычисляют по формуле

,                                                         (4)

где - нагрузка при , Н;

- перемещение активного захвата в точке перед смятием, мм.

Результат округляют до третьей значащей цифры.

Вычисления повторяют до тех пор, пока не сравняется с 0,75. Значение в этой точке записывают как значение перемещения активного захвата, когда началось разрушение образца .

Примечание - Также может быть рассчитана через и определена по графику "нагрузка-перемещение".

8.5 Угол наклона прямой после смятия образца , Н/мм, вычисляют по формуле

,                                                               (5)

где - нагрузка при , Н.

Результат округляют до третьей значащей цифры.

рассчитывают в обратном порядке: для значений перемещения активного захвата меньше . Вычисления повторяют до тех пор, пока не сравняется с 0,75. Значение записывают как значение перемещения активного захвата, когда закончилось смятие образца .

Примечание - Также может быть рассчитана через и определена по графику "нагрузка-перемещение".

8.6 Перемещение активного захвата во время смятия , мм, вычисляют по формуле

                                                             (6)

     
     8.7 Относительное перемещение активного захвата во время смятия , %, вычисляют по формуле

.                                                            (7)

8.8 Предел прочности при смятии образца , МПа, вычисляют по формуле

,                                                               (8)

где - средняя нагрузка в диапазоне от 25% до 75% от значения перемещения активного захвата во время смятия хода разрушения, Н;

- площадь поперечного сечения образца, мм.

8.9 Среднее арифметическое значение перемещения активного захвата во время смятия , мм, и предела прочности при смятии образца , МПа, вычисляют по ГОСТ 14359-69 (подпункт 4.3).

Результат округляют до третьей значащей цифры.

8.10 Стандартное отклонение перемещения активного захвата во время смятия , мм, и предела прочности при смятии образца , МПа, вычисляют по формуле

,                                      (9)

где - число наблюдений.

Результат округляют до третьей значащей цифры.

8.11 Коэффициент вариации перемещения активного захвата во время смятия , % и коэффициент вариации предела прочности при смятии , %, вычисляют по ГОСТ 14359-69 (подпункт 4.6).

Результат округляют до третьей значащей цифры.         

     9 Протокол испытания

Результаты проведения испытаний оформляют в виде протокола, который должен содержать:

- ссылку на настоящий стандарт;

- описание "сэндвич"-конструкции, включая: тип, обозначение, присвоенное изготовителем, номер партии;

- описание внутреннего слоя "сэндвич"-конструкции, включая: дату начала изготовления, дату окончания изготовления, характеристику процесса изготовления, описание используемого оборудования;

- информацию о подготовке и маркировке образца;

- геометрические параметры образца, в том числе площадь поперечного сечения;

- количество образцов;

- условия кондиционирования и испытания;

- сведения об используемом оборудовании для испытания;

- скорость испытания;

- значение перемещения активного захвата во время смятия, его среднее арифметическое значение, стандартное отклонение и коэффициент вариации;

- предел прочности при смятии образца, его среднее арифметическое значение, стандартное отклонение и коэффициент вариации;

- значения , , , , , , для каждого образца;

- зависимость нагрузки от перемещения;

- вид разрушения для каждого образца;

- дату проведения испытания.