ГОСТ 33685-2015 Композиты полимерные. Метод определения удельной работы расслоения в условиях сдвига G(IIC) (Переиздание)

Приложение ДА
(справочное)

     
Положения примененного стандарта ASTM, которые приняты в настоящем стандарте с модификацией их содержания

ДА.1 1 Область применения

1.1 Настоящий метод испытаний описывает определение межслоевой вязкости разрушения сплошных, армированных волокном композитных материалов при различных соотношениях нагрузки по модам I и II при испытании на изгиб по смешанной моде I+II (ИСМ) нагружения.

1.2 Настоящий метод применим только для композитов, состоящих из однонаправленных слоистых материалов с лентой из углеродных волокон с хрупкими и вязкими однофазными полимерными матрицами. Данный метод испытаний ограничен для определения вязкости разрушения поскольку он основан на распространении трещины от начальной трещины расслоения. Это ограниченное применение отражает опыт, полученный при межлабораторных испытаниях. Этот метод может оказаться полезным для других типов величин вязкости и для других классов композитных материалов; однако, определенные препятствия были замечены. Этот метод испытаний был успешно использован для испытаний вязкости стекловолоконных композитов и клеевых соединений.

Примечание - Технические отклонения в области применения настоящего стандарта связаны с различиями в схемах нагружения для определения межслоевой вязкости разрушения по смешанной моде I+II (отрыв+продольный сдвиг) с варьированием соотношения мод и определения удельной работы расслоения () в условиях чистого продольного сдвига (моды II). Возможность внесения данных технических отклонений в части определения удельной работы расслоения () в условиях чистого продольного сдвига (моды II) подтверждается пунктами 1.2 и 6.3 ASTM D6671/D6671M-13.

ДА.2 4 Краткое описание метода

Испытательную машину для изгиба по смешанной моде нагружения (ИСМ), показанную на рисунке 1, используют для нагрузки слоистых образцов с целью определения вязкости разрушения при расслоении при различных отношениях нагрузки по модам I и II. Испытуемый образец композита, показанный на рисунке 2, состоит из прямоугольного одинаковой толщины однонаправленного слоистого материала, содержащего в срединной плоскости неклейкую вкладку, которая служит в качестве инициатора расслоения. Нагрузочные усилия прикладывают к образцу при ИСМ посредством лапок, которые устанавливают возле концов расслаиваемой секции образца и шарниров которые несут нагрузку в нерасслаиваемой зоне. Основание машины для ИСМ удерживает образец на месте, пока рычаг нагружает образец. Основание крепят к нижней лапке образца, что дает нагрузку на образец возле дальнего конца с помощью шарнира. Рычаг крепят к верхней лапке, что дает нагрузку вниз на половину образца между шарниром основания и лапками. Шарнир рычага действует как шарнирная опора, так что при надавливании на плечо рычага против лапки последний вытягивается. Длина плеча рычага c может быть изменена для изменения отношения нагрузки, поднимающей лапку к нагрузке, подаваемой через шарнир, что изменит смешение режимов испытаний. Нагрузка должна прикладываться к рычагу так, чтобы оставаться вертикальной в течение всего процесса нагружения. Для уменьшения влияния геометрической нелинейности в результате вращения рычага он должен быть нагружен так, чтобы высота нагружения была слегка выше оси поворота, где рычаг прикрепляется к испытуемому образцу.

1 - рычаг;

 2 - образец испытаний; 3 - погрузочная высота; 4 - основание

Рисунок 1 - Оснастка для испытаний по смешанной моде нагружения I+II

1 - шарнир; 2 - расслаивание

Рисунок 2 - Варианты испытаний на ИСМ

4.2 Запись расхождения сторон трещины в зависимости от приложенной нагрузки производят при помощи двухкоординатного самописца или аналогичного графопостроителя в реальном времени или она хранится в цифровом виде для последующей обработки. Межслойную вязкость разрушения и долю рассчитывают по критическим нагрузкам, взятым из кривой смещения нагрузок.

Примечание - Редакция раздела изменена для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ 1.5 (пункт 7.9.5).

ДА.3 7 Аппаратура

7.1 Оснастка для испытаний по смешанной моде нагружения I+II, как показано на рисунке 5, использует рычаг для нагружения образца ИСМ. При приложении одной нагрузки на конец рычага давление вниз прикладывается к центру образца, создавая моду II; в то же время давление вверх прикладывается к стороне образца слоистого материала с начальной трещиной, создавая моду I. Чертежи машины, в качестве примера, для испытания на ИСМ можно найти в приложении Х 2, но возможны другие конструкции, которые выполняют необходимые функции. Половина длины пролета машины на ИСМ L должна быть 50 мм (2 дюйма). Для обеспечения малого влияния нелинейной геометрии высота нагружения (высота точки нагружения над точкой шарнира, крепящего рычаг к испытуемому образцу, как показано на рисунке 1) должна быть 0,3 L, а прикладываемая нагрузка должна оставаться вертикальной пока машина нагружена. Приложение нагрузки к рычагу и образцу должно обеспечивать сдвиг с минимальным трением. В изображенной машине это происходит с помощью роликовых подшипников, но возможны эквивалентные средства.