Профессиональное решение
для специалистов строительной отрасли

     
ГОСТ Р 56790-2015

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОМПОЗИТЫ ПОЛИМЕРНЫЕ

Метод определения прочности на смятие и трансферной прочности ламинатов, соединенных двумя болтами

Polymer composites. Method for determination of bearing strength and bypass strength of laminates connected to one another by two bolts

ОКС 83.120

Дата введения 2017-01-01

     

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "НПО Стеклопластик" совместно с Объединением юридических лиц "Союз производителей композитов" на основе аутентичного перевода на русский язык указанного в пункте 4 стандарта, который выполнен ТК 497

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

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 ноября 2015 г. N 2047-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к стандарту АСТМ Д7248/Д7248М-12* "Метод испытаний на реакцию взаимодействия нагрузки/перепуска композитных материалов с полимерной матрицей при использовании образцов с двумя крепежными деталями" (ASTM D7248/D7248M-12 "Standard Test Method for Bearing/Bypass Interaction Response of Polymer Matrix Composite Laminates Using 2-Fastener Specimens") путем изменения его структуры для приведения в соответствие с правилами, установленными в ГОСТ 1.5 (подраздел 3.1), путем изменения содержания отдельных структурных элементов, которые выделены вертикальной линией, расположенной на полях напротив соответствующего текста, а также невключения отдельных структурных элементов.

________________

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

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

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). 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

Настоящий стандарт распространяется на полимерные композиты, армированные высокомодульными волокнами, и устанавливает методы определения прочности на смятие и трансферной прочности ламинатов, соединенных двумя болтами, при испытании на двойное смятие при растяжении или сжатии (методы А и В) или на одинарное смятие при растяжении или сжатии (метод Б).

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 1759.0-87 Болты, винты, шпильки и гайки. Технические условия
     
     
ГОСТ 6507-90 Микрометры. Технические условия
     
     
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 33498-2015 Композиты полимерные. Метод испытания на смятие (ASTM D5961/D5961M-10 "Стандартная методика испытания на смятие композитных слоистых материалов с полимерной матрицей", NEQ)

ГОСТ Р 51254-2011* Инструмент монтажный для нормированной затяжки резьбовых соединений. Ключи моментные. Общие технические условия
________________

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ Р 51254-99. - Примечание изготовителя базы данных.

    
     
ГОСТ Р 56813-2015 Композиты полимерные. Руководство по изготовлению пластин для испытания и механической обработке (ASTM D5687/D5687M-95 (2007) "Руководство для приготовления плоских составных панелей с указаниями по обработке с целью приготовления образцов", 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.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 трансферное напряжение в полном поперечном сечении (gross bypass stress): Напряжение растяжения/сжатия, вызванное нагрузкой, действующей в сечении образца до и между отверстиями (см. рисунок 1).

3.2 трансферное напряжение в ослабленном поперечном сечении (net bypass stress): Напряжение растяжения/сжатия, вызванное нагрузкой, действующей в сечении образца, проходящее через диаметр отверстия (см. рисунок 1).

3.3 площадь смятия (bearing area): Площадь проекции крепежного элемента на плоскость, перпендикулярную направлению приложения силы, вычисляемая как произведение диаметра крепежного элемента на толщину образца.

3.4 жесткость сечения при смятии (bearing chord stiffness): Угол наклона линейного участка кривой "напряжение - деформация" между двумя точками напряжения смятия или деформации смятия.

3.5 несущая способность (bearing force): Сила, действующая через крепежный элемент на площадь смятия.

3.6 деформация смятия (bearing strain): Деформация отверстия в направлении воздействия нагрузки на несущую площадь.

3.7 предел прочности на смятие (bearing strength): Значение напряжения площади смятия при разрушении образца.

3.8 напряжение смятия (bearing stress): Нагрузка, отнесенная к площади смятия.

3.9 условный предел прочности на смятие (offset bearing strength): Точка пересечения кривой "напряжение смятия - деформация смятия" с прямой, проведенной параллельно прямолинейному участку кривой "напряжение смятия - деформация смятия" и отсекающей от оси абсцисс участок деформации смятия, отвечающий удлинению/сжатию, величина которого должна быть указана в нормативной или технической документации на изделие.

3.10 максимально допустимая прочность на смятие (ultimate bearing strength): Наибольшее значение напряжения смятия, предшествующее разрушению образца.

3.11 максимально допустимая трансферная прочность в полном поперечном сечении (ultimate gross bypass strength): Наибольшее значение трансферного напряжения в полном поперечном сечении, предшествующее разрушению образца (см. рисунок 1).

3.12 максимально допустимая трансферная прочность в ослабленном поперечном сечении (ultimate net bypass strength): Наибольшее значение трансферного напряжения в ослабленном поперечном сечении, предшествующее разрушению образца (см. рисунок 1).

Примечания

1 Растягивающую/сжимающую нагрузку между отверстиями , Н, вычисляют по формуле

     
.                                            (1)

2 Для растягивающей нагрузки

Трансферную прочность в полном поперечном сечении для отверстия 1 , МПa, вычисляют по формуле

     
,                                            (2)


где - площадь поперечного сечения образца, мм.

Трансферную прочность в ослабленном поперечном сечении для отверстия 1 , МПа, вычисляют по формуле

     
.                                          (3)

Трансферную прочность в полном поперечном сечении для отверстия 2 , МПа, вычисляют по формуле

     
.                                            (4)

Трансферную прочность в ослабленном поперечном сечении для отверстия 2 , МПа, вычисляют по формуле

     
.                                             (5)


1, 2 - отверстия; - растягивающая/сжимающая нагрузка; - растягивающая/сжимающая нагрузка между отверстиями; - несущая способность отверстия 1; - несущая способность отверстия 2

Рисунок 1 - Иллюстрация трансферного напряжения в полном поперечном сечении и трансферного напряжения в ослабленном поперечном сечении

3 Для сжимающей нагрузки

Трансферную прочность в полном поперечном сечении для отверстия 1 , МПа, вычисляют по формуле

     
.                                                (6)

Трансферную прочность в ослабленном поперечном сечении для отверстия 1 , МПа, вычисляют по формуле

     
.                                                (7)

Трансферную прочность в полном поперечном сечении для отверстия 2 , МПа, вычисляют по формуле

     
.                                                 (8)

Трансферную прочность в ослабленном поперечном сечении для отверстия 2 , МПа, вычисляют по формуле

     
.                                                (9)

     

     4 Сущность метода

Сущность метода заключается в кратковременном испытании на растяжение или сжатие образца в виде пластины прямоугольного сечения с двумя отверстиями через болты, вставленные в эти отверстия (методы А и В), или в кратковременном испытании на растяжение или сжатие образца в виде двух соединенных при помощи двух болтов пластин прямоугольного сечения (метод Б).

     

     5 Оборудование

5.1 Микрометры по ГОСТ 6507, обеспечивающие измерение толщины образца с точностью ±2,5 мкм и ширины образца с точностью ±25 мкм.

5.2 Болт с гайкой по ГОСТ 1759.0 с усилием затяжки гайки 7 Н·м. Диаметр болта должен быть не более 6,00 мм и не менее 5,97 мм.

5.3 Ключ моментный по ГОСТ Р 51254, позволяющий определить отклонение от крутящего момента в пределах ±10% от заданного значения.

5.4 Приспособления для испытаний

5.4.1 Приспособления для испытаний, обеспечивающие приложение нагрузки через болт на поверхность отверстия образца. Приспособления для испытаний рекомендуется изготовлять из нержавеющей стали 07Х16Н4Д4Б, предел текучести которой должен быть не менее 1 ГПа.

5.4.2 Конструкция приспособления для испытания по методу А приведена на рисунке А.1 приложения А, требования к размерам приспособления установлены в таблице А.1 приложения А.

5.4.3 Конструкция приспособления для испытания по методу В приведена на рисунке Б.1 приложения Б, требования к размерам приспособления установлены в таблице Б.1 приложения Б.

5.4.4 Конструкция приспособления для испытания по методу Б и В при испытании на сжатие приведена на рисунке В.1 приложения В. Требования к элементам конструкции приведены на рисунках В.2-В.8 приложения В.

5.5 Испытания проводят на испытательной машине по ГОСТ 28840, обеспечивающей растяжение (сжатие) образца с заданной постоянной скоростью перемещения активного захвата и измерение нагрузки с погрешностью не более 1% измеряемой величины.

Захваты испытательной машины должны обеспечивать надежное крепление и точное центрирование образца (продольная ось образца должна совпадать с направлением действия растягивающей (сжимающей) нагрузкой.

5.6 В качестве датчиков деформации могут использовать механические, оптические экстензометры или другие приборы, обеспечивающие измерение деформации с максимальной относительной погрешностью не более ±0,5% от измеряемой величины.

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

     

     6 Подготовка к проведению испытаний

6.1 Общие положения

6.1.1 Для определения прочности на смятие и трансферной прочности ламинатов, соединенных двумя болтами, используют не менее пяти образцов, если иное не установлено в нормативном документе или технической документации на изделие.

6.1.2 Образцы изготавливают методом механической обработки по ГОСТ Р 56813 из пластин для испытаний, изготовленных в соответствии с нормативным документом или технической документацией на изделие, или из изделий и полуфабрикатов.

При механической обработке образцов рекомендуется использовать смазочно-охлаждающие жидкости, не оказывающие влияние на свойства композитного материала. Отверстия должны быть просверлены до размера меньше номинального и затем развернуты до требуемого. Необходимо избегать расслаивания и других повреждений на кромках отверстия и вокруг него.

6.1.3 Образцы должны иметь гладкую, ровную поверхность, без вздутий, сколов, неровностей, надрезов, царапин, трещин или других видимых невооруженным глазом дефектов.

6.1.4 Образцы должны иметь маркировку. Маркировка должна содержать порядковый номер образца, сведения о материале, из которого образец изготовлен.

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

6.1.5 Композитный материал (ламинат) образцов должен иметь симметричную структуру относительно срединной плоскости.

При армировании ровингами или лентами рекомендуется следующая последовательность укладки слоев армирующего наполнителя в ламинате: [45/0/-45/90].

При армировании тканями рекомендуется следующая последовательность укладки слоев армирующего наполнителя в ламинате: [45/0].

6.1.6 При испытании на растяжение рекомендуется использовать образцы толщиной (2,5±0,1) мм; при испытании на сжатие - образцы толщиной (4,0±0,1) мм.

6.2 Требования к образцам для испытаний по методу А

Для испытаний по методу А применяют образцы в виде полосы прямоугольного сечения с двумя отверстиями по осевой линии на конце, форма и размеры которых указаны на рисунке 2 и в таблице 1.     



- толщина; - длина; - ширина; - диаметр отверстия для крепления

Рисунок 2 - Форма и размеры образцов для испытаний по методу А

Таблица 1

Наименование параметра, мм

Значение параметра

Толщина

От 2 до 5

Длина

200±3

Ширина

30±1

Диаметр отверстия

6

Примечания

1 Шероховатость поверхности образцов (по параметру ) должна быть не более 1,6 мкм.

2 Зенкование отверстий не допускается.