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ASTM D6641 | AITM 1.0008: Combined Loading Compression

Druckversuch mit kombinierter Krafteinleitung

Die Normen ASTM D6641 und Airbus AITM 1.0008 beschreiben den Druckversuch mit kombinierter Krafteinleitung (Combined Loading Compression).

Das Combined Loading Compression Verfahren eignet sich insbesondere zur Prüfung von Composite Druckproben mit größeren Probenquerschnitten und bei Druckversuchen mit hochfesten unidirektionalen Carbonfaser-verstärkten Composite Laminaten. Ein Teil der Druckkraft wird entlang der Einspannung über Schubkräfte, der Rest über die Proben-Endflächen eingeleitet. Die Länge des Probekörpers wird genau auf die Länge der Spannbacken abgestimmt und ist größer als bei einfachen End Loading Compression Versuchen. Wegen der anteiligen Krafteinleitung über die Proben-Endflächen bestehen hohe Anforderungen an die Bearbeitung der Endflächen.

Auch die Norm ISO 14126 beschreibt den Combined Loading Compression Test an Composites (Verfahren 2). 

Combined Loading Compression nach ASTM D6641, AITM 1.0008

ASTM D6641 und ISO 14126 Verfahren 2 beschreiben eine mechanische Druckprüfvorrichtung die aus vier durch Führungssäulen miteinander verbundenen Elementen besteht. Die Spannkraft wird über 8 Schrauben erzeugt, die mit einem Drehmomentenschlüssel angezogen werden. Die Prüfvorrichtung mit eingebautem Probekörper wird zur Prüfung zwischen zwei Druckplatten in die Prüfmaschine eingesetzt.

Eine Weiterentwicklung des Verfahrens wurde in der Airbus-Norm AITM 1.0008 Ausgabe 2010 vorgelegt, die sowohl Shear Loading als auch Combined Loading Compression beschreibt. Die Spannkraftaufbringung ist als hydraulisches Parallelspannprinzip beschrieben. Studien haben gezeigt, dass mehr gültige Druckversuche erzielt werden, wenn Spannungsspitzen am Übergang zwischen freier Einspannlänge und den Spannflächen durch die konstruktive Auslegung der Spannbacken vermieden werden. In der Airbus-Norm wird dies als „Soft Load Introduction“ beschrieben.

Die ursprünglich von IMA Dresden entwickelte und von ZwickRoell erhältliche patentierte hydraulische Druckvorrichtung HCCF erfüllt die Anforderungen der ASTM D6641. Die Einspannung der Probe erfolgt bei dieser Druckprüfvorrichtung über manuell bediente Druckzylinder. Der Spanndruck kann dabei in einem weiten Bereich stufenlos eingestellt werden.

Die Prüfvorrichtung HCCF erfüllt die Anforderungen der Airbus AITM 1.0008 und wurde diesbezüglich von Airbus überprüft und freigegeben.

Für Labore, die regelmäßig Druckversuche durchführen, steht die sehr gute Zugänglichkeit von vorn, das einfache Handling und die guten Reinigungsmöglichkeiten im Vordergrund.
Im Unterschied zu allen anderen gängigen Druckprüfvorrichtungen wird die HCCF in den Laststrang der Prüfmaschine eingebaut und muss nicht für jeden neuen Probekörper herausgenommen werden. Es muss lediglich der geprüfte Probekörper entnommen und die nächste Probe eingespannt werden.

Zur Bestimmung der Gültigkeit des Druckversuchs durch Quantifizierung überlagerter Biegeverformungen (Percent Bending) erfolgt auch bei der Combined Loading Compression Methode die Dehnungsmessung mit separat messenden, beidseitig mittig applizierten Dehnmessstreifen (DMS). Zur Bestimmung der Druckdehnung werden die Signale der Dehnmessstreifen dann gemittelt.

Bei ausreichender freier Messlänge in der Mitte der Probe (≥12.7mm) kann in der ZwickRoell HCCF Druckvorrichtung aufgrund der guten Zugänglichkeit alternativ zu DMS ein doppelseitig messender Clip-on Extensometer verwendet werden.

Prüfung mit ZwickRoell

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