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Útiles de ensayo para composites

Dispositivo de cizalla V-notched beam (Iosipescu)

  • Ámbito de aplicación: Medición de las propiedades de cizalladura en materiales compuestos de fibra según la norma ASTM D 5379.

    Está diseñado para los siguientes tipos de laminado:

    • Laminados unidireccionales con dirección de fibras a 0° o 90°
    • Laminados unidireccionales con el mismo número de capas a 0° y a 90° de dirección de las fibras
    • Laminados de tejido con dirección de la trama a 0° o a 90°
    • Plásticos rellenos de fibras cortas que tienen las fibras distribuidas de forma aleatoria
  • Descripción del funcionamiento:

    El dispositivo de cizalla se instala en sentido longitudinal. Se coloca sobre un plato de compresión o travesaño del sistema de ensayos.

    Una probeta entallada por ambos lados se coloca en el dispositivo de cizalla. Entre las entallas, bajo carga de compresión se produce una zona libre de esfuerzos. Las fibras deben estar paralelas o transversales a la dirección de carga. La deformación por cizallamiento se mide a través de bandas extensométricas, aplicadas a 45° respecto al plano de cizallamiento.

    Los resultados de la medición son el comportamiento en cizalla, 0,2% tensión de cizalladura, tensión de cizalladura máx. y módulo de cizallamiento secante.

  • Ventajas:
    • Sencilla sujeción de la probeta
    • Rango de temperatura de -70 … 300 °C
    • Bulón para el centrado exacto de la probeta respecto al plano de cizallamiento

Dispositivo V-Notched Rail Shear

  • Ámbito de aplicación: Medición de las propiedades de cizalladura en materiales compuestos de fibra según la norma ASTM D 7078.
  • Descripción del funcionamiento:

    La probeta está diseñada con una entalla en V para la concentración del plano de cizallamiento. Se coloca lateralmente en el dispositivo de cizalla con fuerza de retención.

    La deformación por cizallamiento se mide a través de dos bandas extensométricas, aplicadas a 45° respecto al plano de cizallamiento.

  • Ventajas:
    • A diferencia del método Iosipescu (V-notched beam dispositivo de cizallamiento) según la norma ASTM D 5379, este dispositivo utiliza una probeta de mayores dimensiones fijada en los laterales. De este modo, se pueden aplicar fuerzas de cizallamiento más elevadas.
    • Fácil montaje en el sistema de ensayos a través de la rosca de conexión
    • Rango de temperatura de -70… +300 °C
    • Un centrado exacto del cuerpo de la probeta con espaciadores suministrados
    • Alineación de las mandíbulas entre ellas gracias al ajuste de la mandíbula frontal y posterior
    • Ejecución inoxidable para uso en cámaras de temperatura

Dispositivo de flexión mixed mode

  • Ámbito de aplicación: Medición de la tasa de liberación de energía según ASTM D 6671 bajo solicitación mixta modo I y modo II
  • Material de la probeta: Laminados unidreccionales de materiales compuestos reforzados con fibras
  • Descripción del funcionamiento:

    El dispositivo de flexión sirve para la medición de la tasa de liberación de energía bajo carga en laminados unidireccionales de materiales compuestos reforzados con fibras.

    La apertura de la grieta (Mode I) se produce a través de la aplicación de fuerza de tracción mediante bisagras. El cizallamiento paralelo al plano (Mode II) se genera mediante la solicitación de flexión.

    La proporción de apertura de grieta y cizallamiento se ajusta modificando el punto de aplicación de fuerza con el brazo de palanca. Va de la solicitación 100% del modo II hasta una superposición significativa del modo I.

  • Ventajas:
    • Ajuste variable del porcentaje de solicitación del modo I
    • Prevención de fricción producida por soportes con rodamientos de bolas

Dispositivo para el ensayo GIC en materiales compuestos reforzados con fibras largas

  • Ámbito de aplicación:

    Los portaprobetas GIC y loading blocks se emplean para la medición de tasas de liberación de energía GIC en el dispositivo de ensayo DCB (Double Cantilever Beam) en materiales compuestos reforzados de fibra larga. Están estandarizados según las siguientes normas: ISO 15024, prEN 6033, ASTM D 5528, AITM 1-0005, AITM 1-0053, BSS 7273

  • Descripción del funcionamiento:

    En la preparación del ensayo se enganchan los bloques de carga sobre la probeta. Se cuelgan a través del orificio de conexión Ø 8 mm en el portaprobetas.

    A través de los bloques de carga se ejerce una fuerza de tracción. De esta forma, se genera una apertura de grieta.

  • Ventajas:
    • Fácil colocación de la probeta
    • El dispositivo se puede utilizar sin la opción Video Recording en un amplio rango de temperatura de - 80°C ... +250°C.
  • Opción Video Recording:

    • Seguimiento visual de la grieta mediante la opción Video Recording.
    • Trazabilidad de los resultados de medición gracias a la posterior valoración exacta de la secuencia grabada en vídeo.
    • La videocámara se mueve mediante patines móviles durante todo el ensayo a lo largo de la propagación de la grieta.

Dispositivo de compresión (shear loading), tipo IITRI

  • Ámbito de aplicación: El dispositivo de compresión empleado para el ensayo de materiales de compuestos reforzados con fibras sigue la norma ASTM D 3410.
  • Descripción del funcionamiento: El dispositivo de compresión está basado en el principio de sujeción en cuña. El dispositivo está compuesto por los siguientes componentes: alojamiento superior, cuerpo de la mordaza, 3 juegos de mandíbulas en cuña, patrón de ajuste con centraje.

    Con la unidad de centrado, se alinea la probeta exactamente con las mandíbulas en cuña. La probeta fijada se inserta junto con las mandíbulas en cuña en el cuerpo inferior de la mordaza. El cuerpo superior de la mordaza se inserta en el alojamiento superior. Las partes del dispositivo quedan encajadas una dentro de la otra. Los bulones de centrado garantizan la alineación de la mordaza superior con la inferior.

  • Ventajas:
    • Unidad de centrado para alineación del cuerpo de la probeta
    • Para fuerzas de compresión hasta 220 kN
    • Amplio rango de temperatura de -70 … 300 °C
    • No requiere el mecanizado de la parte frontal de las probetas

Dispositivo de compresión CAI (Compression After Impact)

  • Ámbito de aplicación: Determinación de la resistencia a la compresión residual (CAI) según:
    • Boeing BSS 7260c, ASTM D7137, DIN 65561, ISO 18352, prEN 6038
    • Airbus AITM 1-0010 issue 3
  • Descripción del funcionamiento: El dispositivo de compresión sirve para determinar la resistencia a la compresión residual tras la solicitación de impacto. La fuerza de compresión se aplica en el plano de la probeta. Según la ejecución, la probeta se fija por el extremo superior e inferior o simplemente se pasa por las guías.
  • Ventajas:
    • Cambio rápido de probetas
    • Los dispositivos se pueden emplear en un amplio rango de temperaturas de -70 a 300 °C.
    • Elevada rigidez lateral gracias a las placas de soporte
    • Inserción de metal duro intercambiable en la superficie de contacto superior e inferior

Dispositivos de compresión (End loading)

  • Ámbito de aplicación: Ensayos basados en la norma ASTM D 695, desarrollados en diferentes estándares, y en la norma ASTM D 3846 de probetas de una sección con ranura: Medición del cizallamiento en el plano (In-Plane Shear)
  • Descripción del funcionamiento: El dispositivo de compresión sirve para el ensayo de materiales compuestos reforzados con fibras.

    La probeta se somete a carga entre dos platos de compresión en dirección longitudinal. Dos soportes de pandeo con cortes longitudinales continuos sirven para la medición de la resistencia a la compresión. Evita que se produzca un fallo del material antes de tiempo por la flexión. Dos soportes de paneo rebajados sirven para alojar las bandas extensométricas durante la medición del módulo de compresión. Un alojamiento con topes fijos sirve para una alineación axial exacta de la probeta.

  • Ventajas:
    • Colocación de la probeta sin herramientas
    • Centrado exacto respecto al eje de compresión de la máquina de ensayos
    • Se pueden sustituir los platos de compresión en caso de desgaste, independientemente del útil o dispositivo de ensayo.

Dispositivo para determinación de la resistencia al cizallamiento interlaminar

  • Ámbito de aplicación: Determinación de la resistencia al cizallamiento interlaminar (ILSS) según ASTM D2344 M, EN 2563, ISO 14130, EN 2377
  • Descripción del funcionamiento: Incluye un dispositivo de flexión en 3 puntos para determinar la resistencia al cizallamiento (ILSS). Los ensayos ILSS son un procedimiento típico para el control de la calidad. Son ideales para comparar materiales.

    Gracias a la reducida distancia entre apoyos es muy importante alinear el punzón con exactitud respecto a las puntas de flexión a través del brazo del punzón. El brazo se puede fijar para el montaje de la probeta. Además, también se puede fijar un sensor en el brazo del punzón de flexión para realizar ensayos en cámaras de temperatura.

    La proporción apoyo-grosor es muy corta, de tan solo 10 mm, y provoca fuerzas de cizallamiento elevadas y momentos de flexión relativamente reducidos en la probeta. El procedimiento proporciona solamente características de cizallamiento aparentes, ya que en las inmediaciones de la punta de carga se producen crestas de tensión.

  • Ventajas:
    • Precisión de centrado de las puntas respecto al punzón de flexión
    • Fácil ajuste de las puntas de flexión
    • Posibilidad de fijación de un sensor de temperatura cerca de la probeta
    • Puede alcanzar fuerzas hasta 20 kN
    • Fácil sustitución de las puntas y del punzón de flexión
    • En caso de diferentes espesores de laminado, con el ajuste de husillo disponible de forma opcional, se pueden ajustar las puntas de flexión de forma rápida y con precisión.

Ensayo de flexión en 3 puntos

  • Ámbito de aplicación:Determinación del módulo de flexión 10 ... 50 % Fmáx. (EN 2562) y 10 ... 25% Fmáx. (EN 2746) entre dos límites elásticos (ISO, ASTM)
  • Descripción del funcionamiento: La deformación puede medirse con el transductor de recorrido del travesaño de la máquina de ensayos cuando se compensa la deformación de la máquina.
  • Ventajas:
    • Construcción robusta para evitar la autodeformación del útil.
    • Construcción modular que permite ampliaciones posteriores
    • Posicionamiento seguro del cuerpo de la probeta en el tope ajustable para probetas.
    • Alineación exacta de los apoyos y del punzón de flexión con ayuda de los calibres de distancia adecuados para un paralelismo exacto
    • Centrado exacto del punzón y de los apoyos
    • Los elevados caballetes de apoyo ofrecen suficiente carrera para el ensayo de materiales compuestos
    • Sencillo cambio de 3 a 4 puntos de flexión y diferentes punzones y radios de los apoyos

Ensayo de flexión en 4 puntos

  • Ámbito de aplicación: Determinación del módulo de flexión con 0,05 ... 0,25 % de la deformación (ISO 14125) o bien 0,1 ... 0,3 % de la deformación (ASTM D 7264)
  • Descripción del funcionamiento: La flecha se determina según las normas comunes en el centro, entre los apoyos, mediante una medición directa.
  • Ventajas:
    • Construcción robusta para evitar la autodeformación del útil.
    • Construcción modular que permite ampliaciones posteriores
    • Posicionamiento seguro del cuerpo de la probeta en el tope ajustable para probetas.
    • Alineación exacta de los apoyos y del punzón de flexión con ayuda de los calibres de distancia adecuados para un paralelismo exacto
    • Centrado exacto del punzón y de los apoyos
    • Los elevados caballetes de apoyo ofrecen suficiente carrera para el ensayo de materiales compuestos
    • Sencillo cambio de 3 a 4 puntos de flexión y diferentes punzones y radios de los apoyos

Dispositivo para ensayos de compresión con entalladura (OHC/FHC)

  • Ámbito de aplicación: Ensayos de compresión con entalladura Open Hole Compression (OHC) y Filled Hole Compression (FHC) estandarizados según: ASTM D6484, ASTM D 6742, Boeing BSS 7260-tipo 1, SACMA SRM 3R-94, Northrop NAI -1504C
  • Descripción del funcionamiento: El dispositivo sirve para llevar a cabo ensayos con entalladura estandarizados (Open Hole Compression OHC, Filled Hole Compression FHC) en composites. En este ensayo, se inserta la probeta normalizada en el dispositivo guiada por ambos lados. La fuerza se puede aplicar a través de las mordazas o de un plato de compresión.
  • Ventajas:
    • Transmisión de fuerza opcional a través de las mordazas o del plato de compresión.
    • Aumento de la transmisión de fuerza mediante superficies de sujeción Molybdän.

Dispositivo de compresión hidráulico para materiales compuestos (HCCF)

  • Ámbito de aplicación:
    • Ensayo según las normas ISO 14126, prEN2850, Airbus AITM 1-0008, ASTM D 3410, ASTM D 6641, JIS K 7076, RAE TR 88012 CRAG mét. 400 y 401, QVA-Z10-46-38, ASTM C 1358, documento Airbus X88SP1105735: 'Compression plain test according to AITM 1.0008 A1 and A2 with ZwickRoell HCCF' 
    • Ensayos de compresión 'Plain', 'Open Hole' y 'Filled Hole' con aplicación de fuerza a través de las sujeción (shear loading) o con aplicación de fuerza combinada con soporte frontal y sujeción simultánea (combined loading)
  • Descripción del funcionamiento: El dispositivo de compresión hidráulico para materiales compuestos (HCCF = Hydraulic Composites Compression Fixture) sirve para determinar las propiedades de compresión en materiales compuestos reforzados con fibras largas. Generalmente, la deformación se mide por ambos lados con bandas extensométricas (long. galga > 3 mm).

    El dispositivo de compresión está diseñado con un orificio de conexión en la parte superior. La parte inferior, se coloca sobre un plato de compresión. Para probetas con una distancia entre las tiras de refuerzo y la longitud de sujeción de mín. 2 mm superior a la longitud inicial, se puede utilizar un extensómetro longitudinal clip-on con medición por ambos y dispositivo de sujeción a medida del cliente.

  • Ventajas: 

    • Para ensayos en el rango de temperatura más amplio de -60 °C a +150 °C.
    • Su diseño en forma de C permite cambiar fácilmente de probeta y facilita el uso de sistemas extensométricos.
    • Gracias a su construcción, las probetas quedan perfectamente alineadas.
    • Gracias al sistema de sujeción hidráulico de cierre paralelo, se evita el efecto «stick-slip» y, con ello, se garantiza una aplicación de la fuerza sin flexiones con una velocidad de deformación en general constante.
    • Ambas mordazas están completamente alineadas gracias a las guías de precisión.
    • Las guías lineales de bolas de baja fricción evitan la distorsión de los resultados de medición.
    • El soporte magnético de las mandíbulas móviles facilita el cambio de probeta y la limpieza de las superficies de agarre

Dispositivo de pelado con rodillo flotante según DIN ISO 4578, DIN EN 1464, Airbus QVA-Z10-46-03

  • Ámbito de aplicación: Medición de la fuerza de pelado con el ensayo de pelado de rodillo flotante rodillo flotante según DIN ISO 4578, DIN EN 1464, Airbus QVA-Z10-46-03 und EN 2243-2 (Floating Roller Peel Test). Sirve para analizar los adhesivos que se emplean para uniones resistentes entre componentes rígidos y flexibles.

Dispositivo de compresión en cavidad abierta

  • Ámbito de aplicación: El dispositivo de compresión en cavidad abierta sirve para ensayos de materiales compuestos reforzados con fibras y está estandarizado por las siguientes normas:
    • Airbus AITM 1-0009: Determination of bearing strength by bolt bearing configuration
    • ASTM D 5961 método A: Bearing Response of Polymer Matrix Composite Laminates
    • ISO12815: Determination of plain-pin bearing strength
    • ASTM D 7248 método A: Bearing/Bypass Interaction Response of Polymer Matrix Composite Laminates Using 2-Fastener Specimens
  • Descripción del funcionamiento:
    • Ejecución según AITM
      El dispositivo de compresión en cavidad abierta se engancha en la mordaza superior correspondiente.
      La probeta se engancha en la parte superior del dispositivo de compresión en cavidad abierta y se sujeta por abajo con unas mordazas de sujeción paralela.

      Ejecuciones según ASTM
      El dispositivo de compresión en cavidad abierta se sujeta por arriba con una mordaza.
      La probeta se engancha en la parte superior del dispositivo de compresión en cavidad abierta y se sujeta por abajo con unas mordazas de sujeción paralela.
      De forma alternativa, el dispositivo también se puede enganchar por arriba según la norma ASTM D5961 método A

  • Ventajas: 

    • Cambio rápido de probetas
    • Los dispositivos se pueden emplear en un amplio rango de temperaturas de -55 a +250 °C.
    • Cambio rápido de AITM a ASTM, ya que las mordazas autoalineables también se emplean para el dispositivo ASTM.

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  • Información del producto: Dispositivo para ensayos de compresión con entalladura (OHC/FHC) PDF 295 KB
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