ГОСТ Р 56799-2015

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОМПОЗИТЫ ПОЛИМЕРНЫЕ

Метод определения механических характеристик при сдвиге на образцах с V-образными надрезами

Polymer composites. Method for determination of mechanical characteristics at shear on V-notched samples

ОКС 19.060

Дата введения 2017-01-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" совместно с Открытым акционерным обществом "НПО Стеклопластик" и Объединением юридических лиц "Союз производителей композитов" на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта указанного в пункте 4

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

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 ноября 2015 г. N 2056-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к стандарту АСТМ Д5379/ Д5379 M-12* "Стандартный метод определения характеристик прочности на сдвиг композитных материалов с помощью пластин с V-образным вырезом" (ASTM D5379/D5379 M-12 "Standard Test Method for Shear Properties of Composite Materials by the V-Notched Beam Method", MOD). При этом дополнительные слова, фразы, ссылки, включенные в текст настоящего стандарта для учета потребностей национальной экономии Российской Федерации, выделены курсивом**.

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей;

** В бумажном оригинале обозначения и номера стандартов и нормативных документов в разделах "Предисловие", 2 "Нормативные ссылки", 5 "Оборудование" приводятся обычным шрифтом, отмеченные в этих разделах знаком "**" и остальные по тексту документа выделены курсивом. - Примечания изготовителя базы данных.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандарта АСТМ для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

Разделы и подразделы, не включенные в основную часть настоящего стандарта, приведены в дополнительном приложении ДА.

В настоящем стандарте исключены ссылки на стандарты ACTM: Д792, Д2584, Д2734, Д3171, E6, E111, E122, E177, E251, E456, E1237 и документы ANSI Y14.5M-1982, ANSI/ASME B 46.1-1985.

Исключение стандартов ACTM: Д792, Д2584, Д2734, Д3171 обусловлено тем, что они носят справочный характер, а также в связи с тем, что исключен подраздел 11.2, в котором они упоминаются.

Исключение стандартов ACTM: E6, E111, E251, E1237 и документов ANSI Y14.5M-1982, ANSI/ ASME B 46.1-1985 обусловлено тем, что в Российской Федерации на национальном уровне нет аналогичных стандартов, а также в связи с тем, что они имеют поясняющий и справочный характер.

Исключение стандартов ACTM E456 и AСTM E122 обусловлено отсутствием близких по аспекту стандартизации межгосударственных стандартов и необходимостью выделения вопросов статистической обработки данных по результатам испытаний в отдельные стандарты.

Исключение стандарта ACTM E177 обусловлено его несоответствием системе основополагающих стандартов, действующих на территории Российской Федерации.

Ссылки на ACTM: Д883, Д3878, Д5229/Д5229 V, E4 заменены соответствующими ссылками на межгосударственные и национальные стандарты.

Оригинальный текст не включенных структурных элементов национального стандарта США приведен в дополнительном приложении ДА.

Сравнение структуры настоящего стандарта со структурой указанного стандарта АСТМ приведено в дополнительном приложении ДБ

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Май 2019 г.

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "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 (www.gost.ru)

     1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на полимерные композиты (ПК), армированные непрерывными волокнами или рублеными волокнами в следующих материальных формах:

1.1.1 Слоистые ПК, состоящие только из однонаправленных волокнистых структур, при этом волокна направлены параллельно или перпендикулярно к оси нагружения.

1.1.2 Слоистые ПК, состоящие только из нитевидного тканого материала, при этом деформация направлена параллельно или перпендикулярно к оси нагружения.

1.1.3 Слоистые ПК, состоящие только из однонаправленных волокнистых структур, содержащих равные количества слоев, ориентированных на 0° и 90° в сбалансированной и симметричной последовательности укладки, с направлением 0° или параллельно, или перпендикулярно к оси нагружения.

1.1.4 ПК, армированные рубленым волокном, при этом большинство волокон распределены в случайном порядке.

1.2 Настоящий стандарт устанавливает метод определения упруго-прочностных характеристик при сдвиге путем испытания на асимметричный изгиб образца с V-образными надрезами.

     2 Нормативные ссылки

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

ГОСТ 24888-81 Пластмассы, полимеры и синтетические смолы. Химические наименования, термины и определения

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 8.585-2001 Государственная система обеспечения единства измерений. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования

ГОСТ Р 56762-2015 Композиты полимерные. Метод определения влагопоглощения и равновесного состояния

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.

     3 Термины, определения и обозначения

3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 24888, ГОСТ 32794, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 испытание: Осуществление определенного комплекса действий, который может быть воспроизведен сколь угодно большое число раз с целью воздействия на продукцию для изучения ее поведения в данных условиях и определения количественных и (или) качественных характеристик свойств объекта.

3.1.2 диаграмма деформирования: Графическая зависимость между напряжением (нагрузкой) и деформацией (или перемещением).

3.1.3 система координат материала: Декартовая система координат, описывающая нормальную систему координат материала, используя 1, 2 и 3 в качестве осей, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1 - Система координат материала

3.2 В настоящем стандарте приняты следующие обозначения:

3.2.1 деформация сдвига , %: Деформация сдвига, измеряемая на участке между надрезами, под углами ±45°.

3.2.2 максимальная деформация сдвига , %: Деформация сдвига, измеряемая на участке между надрезами, под углами ±45° вплоть до разрушения материала или по достижению 5% деформации сдвига.

3.2.3 напряжение сдвига , МПа: Соответствует нагрузке, соотнесенной к площади поперечного сечения между надрезами образца в точке i.

3.2.4 прочность при сдвиге , МПа: Соответствует максимальному напряжению при разрушении или по достижении 5% деформации.

3.2.5 модуль сдвига G, ГПа: Определяется по секущей на начальном линейном участке диаграммы "деформация сдвига - напряжение сдвига".

3.2.6 А, мм: Минимальная площадь поперечного сечения испытуемого образца.

3.2.7 h, мм: Толщина образца.

3.2.8 w, мм: Ширина образца между надрезами.

3.2.9 b, мм: Ширина образца.

3.2.10 n: Количество образцов.

3.2.11 Р, Н: Нагрузка, выдерживаемая образцом.

3.2.12 , МПа: Нормальное напряжение.

3.2.13 , °: Угол ориентации слоя.

     4 Сущность метода

4.1 Сущность метода заключается в определении предельного разрушающего напряжения, прочности при сдвиге и модуля сдвига. Испытания проводят на образцах с симметричными V-образными надрезами, расположенными по центру в специализированном приспособлении, позволяющем локализовать деформацию сдвига в образце между надрезами. На приспособление прикладывают нагрузку с постоянной скоростью деформирования до тех пор, пока не произойдет сдвиговое разрушение образца ПК от сдвиговых напряжений или не будет достигнут предел 5% деформации сдвига.

Во время проведения испытания записывают диаграмму нагрузка-деформация.

4.2 Настоящий метод испытаний позволяет определить характеристики прочности на сдвиг композитных материалов, армированных высокомодульными волокнами.

Стандарт распространяется на следующие формы композитного материала:

4.2.1 Слоистые материалы, состоящие только из однонаправленных волокон, с направлением волокон, ориентированным параллельно или перпендикулярно по отношению к оси приложения нагрузки.

4.2.2 Слоистые материалы, состоящие только из слоев ткани, с направлением нитей основы параллельно или перпендикулярно по отношению к оси приложения нагрузки.

4.2.3 Слоистые материалы, состоящие из однонаправленных волокон, содержащих равное количество слоев, расположенных в направлении [0], [90] или [0/90] в симметричной последовательности укладки слоев, при этом волокна, ориентированные в направлении 0° параллельны или перпендикулярны по отношению к оси приложения нагрузки.

4.2.4 Композитные материалы, дискретно армированные рубленым волокном.

     5 Оборудование

5.1 Испытательная машина по ГОСТ 28840, обеспечивающая линейное перемещение активного захвата (траверсы) с заданной постоянной скоростью и измерение нагрузки с погрешностью не более ±1% измеряемой величины.

5.2 Испытательная машина должна быть оборудована приспособлением для испытаний на сдвиг образцов с V-образным надрезом посредством асимметричного изгиба в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 2.