Doel van de test
Deze waarden beschrijven de energie per oppervlakte-eenheid die op een bepaald sample uitgeoefend moet worden om een scheur te vergroten. Het resultaat is dus een waarde die de gevoeligheid voor scheurvorming van een laminaat beschrijft.
Tijdens de meting worden verschillende belastingsmethoden gebruikt.
- Mode I: scheuropening
- Mode II: afschuifbelasting in het vlak van het laminaat
- Mode II: torsiebelasting loodrecht op het vlak van het laminaat
De meting van de energie-afgiftesnelheid in Mode I wordt het vaakst gebruikt en is o.a. beschreven in ISO, ASTM en EN. Voor Mode III bestaat nog geen norm.
In de ASTM is bovendien een gemengde Mode beschreven die uit een combinatie bestaat van Mode I en Mode II met variabele verhouding.
Mode I meting met DCB opstelling
- Mode I energie-afgiftesnelheid wordt gewoonlijk gemeten op DCB (Double Cantilever Beam) samples.
- Dit sample is voorzien van een kerf in het vlak van het laminaat, die bv. ontstaat door het inleggen van een folie bij het lamineren.
- De belasting kan uitgeoefend worden via gekleefde blokjes, via scharnieren of met behulp van speciale tools die in de scheur geklemd worden.
- Tijdens de test wordt de opening van de scheur gemeten met de traverse en gecorrigeerd met de vervorming van de benen. Uit de integraal van de gemeten kracht ten opzichte van de vervorming wordt de uitgeoefende energie berekend. De groei van de scheur wordt visueel aan de zijkant van het sample gevolgd.
- De evaluatie van de scheurlengte kan manueel door een bediener gebeuren, die met een vergrootglas kijkt naar de zijkant van het sample. Voor een betere documentering van de meting worden ook digitale loupes gebruikt, die tijdens de scheurgroei aan de zijkant verplaatst worden en een film van de test registreren.
- Deze film wordt frame per frame gesynchroniseerd met de meetcurve. Zo kan de test bij twijfel nadien gecontroleerd en gecorrigeerd worden.
- De testmethode en de berekening van de resultaten verschillen naargelang de norm.
- Normen zijn: ISO 15024, ASTM D5528, AITM 1-0005, AITM 1-0053, Boeing BSS 7273, CRAG Methode 600, NASA methode RP 1092 ST-5, ESIS TC 4, prEN 6033 (teruggetrokken)
Mode II - Meting in een SENB / ENF testopstelling
Mode II belastingen kunnen zowel in een buigtest als in een trek-of druktest met gekerfde samples gemeten worden.
De meting van de Mode II energie-afgiftesnelheid is genormeerd als buigtest. Hierbij worden tijdens de buigtest optredende afschuifspanningen gebruikt om de scheur te doen groeien. De samples worden SENB (Single End Notch Bending) genoemd, maar ook ENF (End Notch Flexure) is een gangbare benaming. De doorbuiging wordt gemeten via de traverse (met stijfheidscorrectie) of met behulp van een meetstift in het midden.
Het initiële scheurpunt wordt gekenmerkt door een krachtpiek. Aan het einde van de meting wordt het sample gekoeld in vloeibaar stikstof en daarna volledig gebroken om het breukvlak op te meten.
