Ga naar de inhoud van de pagina

Druktest en gekerfde druktest (OHC, FHC)

Naam Type Grootte Download
  • Industriebrochure: Composieten PDF 7 MB

Doel van de test

Druktests worden gebruikt om verschillende drukeigenschappen te bepalen, zoals de drukmodulus en druksterkte. Ze worden uitgevoerd op vezelversterkte composieten met unidirectionele vezels in de 0° of 90° richting, multidirectionele laminaten, vezels, weefsels en thermohardende of thermoplastische matrixmaterialen.

Naast tests op onbeschadigde laminaten kunnen methoden gebruikt worden om de invloed te meten van een beschadiging onder de vorm van een gat. Gekerfde druktests zoals open hole compression (OHC) en filled hole compression (FHC) tests met een gemonteerde schroef of bout simuleren de toestand van een schroef- of klinkverbinding van vezelversterkte structuren.

De druktests stellen zeer hoge eisen aan de monstervoorbereiding, het personeel dat de test uitvoert en aan de testtechnologie zelf. Bij het uitoefenen van een kracht op een laminaat moeten zowel schuifspanningspieken als buigmomenten vermeden worden om de werkelijke eigenschappen van het materiaal te kunnen bepalen.

In de laatste decennia werden verschillende testmethoden ontwikkeld, die elk bepaalde sterkten tonen.

Druktest met End Loading

Deze methode is gebaseerd op ASTM D695 en diende als basis voor verschillende normen.

Een voordeel is de relatief eenvoudige testopbouw. Er is enkel een loodrecht opgestelde kniksteun nodig. 

Het sample wordt tijdens de test tussen twee drukplaten in langsrichting belast. Een kniksteun verhindert dat het sample doorbuigt en vroegtijdig breekt.

De test bestaat uit twee delen:

  • Voor de meting van de drukmodulus wordt een sample zonder opgelijmde blokjes gebruikt. De rek wordt gemeten met rekstrookjes.
  • Voor het meten van de druksterkte wordt het sample versterkt met opgelijmde blokjes. Zo wordt vermeden dat het sample vroegtijdig breekt aan de uiteinden.

Deze testmethode wordt vandaag beschreven in ISO, ASTM, EN, DIN en andere normenreeksen. Normaal gezien worden mits een correcte uitvoering goed reproduceerbare waarden gemeten voor de drukmodulus. De druksterkte vertoont vaak een grotere spreiding.

Meting van de drukmodulus: 

In het deel van de curve met weinig rek, kunnen reproduceerbare drukmoduli bepaald worden. Bij hogere rekwaarden splijt het sample aan de uiteinden en is de testmethode niet langer bruikbaar.

Door het oplijmen van strips wordt het sample versterkt aan de uiteinden, waardoor het breekt op de gewenste plaats. De eerste delaminaties vinden al voor de complete breuk plaats en zijn zichtbaar in de curve. Deze methode vereist een zeer nauwkeurige bewerking van de uiteinden van het sample. 

Druktest met Shear Loading

Bij deze testmethode wordt de drukkracht overgebracht door inklemmen van het sample, met andere woorden via wrijving. Als het sample lang genoeg is, wordt over het meetgebied een homogene spanningsverdeling bereikt.

  • Voordelen zijn dat de uiteinden niet langer bewerkt hoeven te worden en dat het sample goed axiaal geleid wordt tijdens de test, 
  • Deze methode werd al in de jaren 80 genormeerd als de Celanese testopstelling in ASTM D 3410 en werd later in verschillende normen verder ontwikkeld. 
  • In het Celanese werktuig leiden variaties in de dikte van het sample tot ongewenste lijncontacten met de klemmen. DIN 65375 en prEN 2850 beschrijven aangepaste Celanese opstellingen die het probleem met de dikte oplossen met geleide vlakke wiggen.

Opstelling met geleidingskolommen, ontwikkeld door IITRI uit de VS

  • Het IITRI uit de VS ontwikkelde een gelijkaardige opstelling met geleidingskolommen, die vandaag de dag in de ASTM de oude Celanese opstelling vervangt. De klemkracht ontstaat - zoals bij de voorganger - door gebruik van wiggen.
  • De wigklemmen worden buiten de testopstelling uitgelijnd op het sample en vervolgens in het werktuig geplaatst.
  • De langskracht wordt tijdens de test met behulp van de wiggen omgezet in klemkracht. Dit leidt tot bewegingen van de wiggen, die dan weer leiden tot buigspanningen in de samples.

HCCF hydraulische druktestkit, IMA Dresden

  • IMA Dresden ontwikkelde en patenteerde de hydraulische drukopstelling HCCF.
  • Deze druktestkit is uiterst toegankelijk, vereenvoudigt de werkmethode en beschikt over vaste klemvlakken die ook tijdens de test exact uitgelijnd blijven ten opzichte van elkaar.
  • De parallel werkende hydraulische klemmen zijn, in tegenstelling tot het wigprincipe, vrij van stick-slip. Het is mogelijk een clip-on rekmeter te gebruiken.

Druktest met gecombineerde end loading

Deze testmethode is bijzonder geschikt voor het testen van vezelversterkte materialen bij hoge belastingen, bijvoorbeeld bij grote sample-secties. Een deel van de drukbelasting wordt overgedragen via inklemming, de rest aan de uiteinden. De lengte van het sample wordt nauwkeurig afgestemd op de lengte van de klemvlakken en is groter dan bij druktests met end loading. Aan de bewerking van de uiteinden worden zoals bij end loading tests zeer hoge eisen gesteld.

  • De ASTM D 6641 en methode 2 volgens ISO 14126 beschrijven een mechanisch testwerktuig dat uit vier elementen bestaat die door geleidingen met elkaar verbonden zijn. De klemkracht wordt via 8 bouten aangebracht, die met een momentsleutel aangedraaid worden. De testopstelling wordt met ingespannen sample tussen twee drukplaten in de testmachine geplaatst.
  • Een verdere ontwikkeling van deze methode werd voorgesteld in de Airbus norm AITM 1.0008 uit 2010, die zowel Shear loading als Combined loading beschrijft. De klemkracht wordt beschreven als hydraulisch parallel spannend. Uit studies bleek dat meer geldige breuken bereikt werden wanneer spanningspieken aan de overgang tussen vrije inspanlengte en de klemvlakken vermeden werden door het structureel ontwerp van de klemmen. In de Airbus norm werd dit beschreven als "soft load introduction". 
  • De door IMA Dresden ontwikkelde en gepatenteerde hydraulische HCCF druktestkit vervult de eisen van de ASTM D 6641. De klemkracht wordt in dit systeem hydraulisch uitgeoefend en kan geregeld worden via de druk.
  • Voor labs die regelmatig druktests uitvoeren, staan de zeer goede toegankelijkheid langs voor, het eenvoudige gebruik en makkelijk schoonmaken centraal.
  • De HCCF testopstelling voldoet aan de eisen van AITM 1.0008. Ze werd hiervoor getest en goedgekeurd door Airbus in Bremen.

Gekerfde druktest (OHC), druktest op laminaten met boutverbinding (FHC)

  • Gekerfde druktest:
    Deze test karakteriseert de invloed van een boring op de druksterkte van een laminaat. Het resultaat wordt gewoonlijk uitgedrukt als kerffactor, die de verhouding van een beschadigd sample ten opzichte van een niet-beschadigd sample weergeeft. Volgens Airbus AITM 1.0008 wordt deze test met dezelfde tooling als de druktest uitgevoerd. ASTM en Boeing normen gebruiken een 300 mm lang sample, dat met behulp van een steun in een parallelle hydraulische klem wordt gespannen.
  • Druktest op laminaten met boutverbinding:
    Bij deze test wordt hetzelfde sample gebruikt als in de gekerfde trektest, maar wordt de boring gesloten met een boutverbinding.

Wij zoeken en vinden de optimale testoplossing voor al uw vereisten.

Contacteer onze industrie-experts.

Wij kijken er naar uit u te adviseren.

 

Contacteer ons

Extensometers

Extensometers zijn meetinstrumenten die tijdens een materiaaltest gebruikt worden voor het meten van lengten, of verlengingen van samples. Rekmeting is één van de kerncompetenties van ZwickRoell. Het ZwickRoell productgamma bevat extensometers met verschillende resolutieniveaus, meetprincipes en meetbereiken, die zowel rechtstreeks op het sample als contactloos meten.
naar Extensometers
Top