V-Kerb Scherversuche / V-notch Shear tests

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Iosipescu-Verfahren
V-notch rail shear Verfahren

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Branchenbroschüre: Composites

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13.07.2020

Free Educational Series: The A to Z of Materials Testing in the Composites Industry - Sponsored by ZwickRoell and McMaster University

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Ziel der Prüfung

Diese Versuchsanordnung wird hauptsächlich zur Charakterisierung von Schereigenschafen in Lagenebene eingesetzt. Theoretisch kann jede der möglichen sechs Scherebenen separat untersucht werden. Allerdings ist die Laminatherstellung für die Messung von interlaminaren Schereigenschaften sehr aufwendig und wird üblicherweise nicht angewandt.

Die Verfahren eignen sich für unidirektionale Faserverbunde, sowie für multidirektional 0°/90° Gelege und Gewebe. Laminate mit 45° Lagen können mit dieser Methodik nicht gemessen werden, da die Normal-spannungen in den 45° Lagen sehr hoch wären und das Ergebnis verfälschen würden.

Durch die Kerbe entsteht unter Verformung des Prüf-körpers eine Schubspannungskonzentration, die schlussendlich zum Bruch führt. Entlang dieser Ebene wird die Schubdehnung mit zwei unter ± 45° ange-ordneten Dehnungsmeßstreifen gemessen. Zwei Ausprägungen des Verfahrens sind genormt.

Das Iosipescu Verfahren nach ASTM D 5379 und
Das V-Notch Rail Shear Verfahren nach ASTM D 7078

Daneben gibt es weitere Verfahren mit denen die Schereigenschaften in Lagenebene charakterisiert werden können.

Iosipescu-Verfahren, ASTM D 5379

Da der Probekörper relativ klein ist eignet sich dieses Verfahren besonders für Messungen an unidirektionalen und 0°/90° Gelegen bei denen die Faserstruktur relativ fein ist.
Das Prüfwerkzeug besteht aus einer festen und einer in Längsrichtung geführten Einspannung über die mit einer Prüfmaschine die Verformung eingeleitet wird. Zwischen den Kerben entsteht so unter Druckbelastung eine Zone momentenfreier Schubbelastung.
Ergebnisse sind Scherverhalten, 0,2% Scherspannung, max. Scherspannung und Sekanten-Schermodul.

Iosipescu-Verfahren des V-Kerbschubversuchs

Iosipescu-Verfahren des V-Kerbschubversuchs
Scherspannung-Scherdehnungs-Diagramm

testXpert II übernimmt die korrekte Ermittlung der Scherspannungen und Schubdehnungen, sowie der einzelnen Kennwerte.

Scherspannung-Scherdehnungs-Diagramm

testXpert II übernimmt die korrekte Ermittlung der Scherspannungen und Schubdehnungen, sowie der einzelnen Kennwerte.

V-notch rail shear Verfahren, ASTM D 7078

Bei diesem Verfahren kommt ein im Vergleich zum Iosipescu-Verfahren größerer Probekörper zum Einsatz. Dadurch eignet sich die Methode auch für Messungen an Laminaten aus gröberem Gewebe.
Die Schubverformung wird über die zwei Teile des Werkzeugs eingebracht, die während der Messung in Zugrichtung bewegt werden.Der normativ festgelegte Aufbau des Werkzeugs sieht keine direkte Führung vor, wie sie im Iosipescu-Verfahren vorhanden ist.
Vor der Prüfung muss das Werkzeug mit Hilfe von Einstellelementen exakt ausgerichtet werden.
Ergebnisse sind Scherverhalten, 0,2% Scherspannung, max. Scherspannung und der Sekanten-Schermodul.