ISO 15630-3 / ASTM A416 / ASTM A1061: Испытание проволочных прядей
Стандарты ISO 15630-3, ASTM A416 или ASTM A1061 дают заключение о том, как следует испытывать проволочные пряди. Стандартны на изделие обязывают производителей проволочных прядей проводить статические и динамические испытания своей продукции по указанным стандартам. Для экономии расходов на оборудование эти испытания зачастую заказывают в сторонних организациях. Дополнительно производителей контролируют независимые инстанции.
Одним из главных исследований в области контроля качества является статическое испытание на растяжение с измерением деформации. Для этого фирма ZwickRoell предлагает машину для испытаний на растяжение для усилий до 600 кН в качестве стандартной конфигурации. Так как проволочные пряди разматываются при растяжении, специалисты фирмы ZwickRoell применяют специальные вкладыши захватов, чтобы предотвращать преждевременное разрушение образцов в нежелательных местах.
В процессе усталостного испытания проволочная прядь должна выдерживать два миллиона испытательных циклов при максимальной частоте 20 Гц. При этом зажим образца представляет собой особое требование, т.к. относительно легко может возникать разрушение в зажимах.
Статическое испытание Динамическое испытание Зажим образца Измерение деформации Испытательные решения Брошюра «Металлы»
Статические испытания проволочных прядей на растяжение по ISO 15630-3 / ASTM A416 / ASTM A1061
В процессе статического испытания на растяжение по ISO 15630-3, ASTM A416 или ASTM A 1061 проволочная прядь растягивается, пока не порвется. Проволочные пряди представляют собой переплетение нескольких проволок, которые при растягивающем нагружении стараются расплестись. Во время испытания на растяжение измеряют усилие и деформацию образца. Т.к. напрягаемая арматура изготовлена из высокопрочной стали, как правило, используются машины с большими усилиями испытания.
На растяжение можно испытывать проволочные пряди диаметром от 3 до 20 мм. Расчетная длина L0 может составлять, например, 500 мм или 610 мм, в зависимости от стандарта на изделие или испытательного стандарта. Общее удлинение может достигать значений до 20%.
Кроме того, можно также проводить обводные испытания на растяжение (например, по EN ISO 15630-3). Для этого испытательная машина оборудована сквозным отверстием в подвижной траверсе.
Важнейшие характеристики из испытания проволочных прядей на растяжение по ISO 15630-3 и ASTM A416
- Предел текучести в качестве условного предела текучести (Rp0.2), определяемый по всем правилам при 0,2 % пластичной деформации как „эквивалентный предел текучести“
- Деформация предела текучести; точнее, деформация предела текучести по экстензометру, т.к. ее определяют только с помощью экстензометра (Ae)
- Прочность при растяжении (Rm)
- Равномерная деформация (Ag)
- Деформация разрушения (A), причем нормативные определения относительно расчетной длины имеют решающее значение
Динамические испытания проволочных прядей
В процессе усталостного испытания (например, по ISO 15630-3, XP A 35-045-2011, FprEN 10138-3:2009) проволочных прядей образец должен без разрушения выдерживать два миллиона испытательных циклов при максимальной частоте 20 Гц.
Если разрушение происходит в зажиме или поблизости от него, то испытание считается недействительным, его следует провести повторно. Усталостное испытание длится несколько дней, что делает недействительные испытания очень дорогими. Обладая очень высокой прочностью, проволочные пряди весьма чувствительны к надрезам. В зажимной зоне нагружение по причине усилия прижима накладывается на динамическое усилие испытания, что может приводить там к преждевременному разрушению образца. Поэтому у классических образцов из сплошного материала концы обладают увеличенным поперечным сечением, чтобы обеспечить разрушение образца в свободной зоне между захватами. Однако у проволочных прядей сделать это не так просто. На фирме ZwickRoell были разработаны специальные захваты для проволочных прядей. Благодаря этому можно проводить усталостные испытания без установки специальных зажимных элементов.
Обычно усталостные испытания проводят на сервогидравлической испытательной машине модельного ряда HA.
Зажим образца
По причине высокой прочности отдельных проволок пряди при растяжении (до 2000 МПа) необходимо особо следить за тем, чтобы не повредить образец при зажиме (например, пирамидальной насечкой губок). Для этого требуются гидравлические захваты с параллельным закрытием и настраиваемым давлением зажима. Кроме того, геометрия губок должна обеспечивать надежный однородный зажим образца без его проскальзывания во время испытания.
Для предотвращения разрушения образца вне расчетной длины L0 решающим также является качество изготовления самих образцов. При испытании на растяжение только разрыв образца в пределах расчетной длины можно оценивать как надежный результат испытания. Поврежденная поверхность образца или очень неоднородная прочность отдельных проволок при растяжении часто приводят к разрушению образца вне L0 поблизости от губок.
При усталостном испытании проволочных прядей по ISO 15630-3 зажим образца представляет собой особое требование, т.к. относительно легко может возникать разрушение в зажимах. В зажимной зоне нагружение по причине усилия прижима накладывается на динамическое усилие испытания, что может приводить там к преждевременному разрушению образца. Поэтому у классических образцов из сплошного материала концы обладают увеличенным поперечным сечением, чтобы обеспечить разрушение образца в свободной зоне между захватами. Однако у проволочных прядей сделать это не так просто. Тем не менее, для получения корректных результатов образцы обычно требуют тщательной подготовки (например, заливки в форму).
Благодаря захватам, разработанным для испытаний прядей, фирма ZwickRoell предлагает опциональную возможность испытывать пряди без установки специальных зажимных элементов. Это значительно снижает расход времени и средств для пользователя.
Захват располагает гидромеханическим и чисто механическим зажимным механизмом. Последний состоит из конической втулки, в каждый конец которой вводится проволочная прядь вместе с контрконусом и фиксируется там. Таким образом прикладывается большая часть усилия прижима. Остальную часть, необходимую для испытания, берет на себя классический гидромеханический зажимной механизм с губками. Благодаря комбинации этих двух принципов зажима усилие можно прикладывать таким образом, чтобы предотвращать разрушение образца в зажимах и испытывать проволочные пряди без предварительной подготовки.
Захваты можно использовать универсально для самых разных испытаний. Переменно настраиваемое гидравлическое усилие прижима можно легко менять от испытания к испытанию посредством соответствующего регулирования давления масла.
Измерение деформации
Разрушение проволочной пряди часто приводит к выпадению отдельных проволок. Вследствие этого существует риск повреждения контактного экстензометра. Поэтому для надежных и точных измерений высокоэластичных материалов специалисты фирмы ZwickRoell используют оптические экстензометры.
Обладая полем зрения 680 мм и разрешением 0,6 µм, экстензометр videoXtens 6-680 предлагает возможность точного измерения деформации даже при больших расчетных длинах (как при испытании прядей). Обзор преимуществ:
- Измерение предела текучести по ASTM A1061
- при разрушении образца экстензометр не повреждается, т.к. измерение проводится бесконтактно
- Автоматическое определение деформации разрушения
- благодаря привязке к траверсе измерительные метки всегда автоматически располагаются в центре поля зрения (FOV), диапазон измерения используется оптимально
Еще одно преимущество состоит в том, что экстензометр автоматически распознает / определяет метки на образце и начальную расчетную длину и передает все данные в программное обеспечение testXpert.
Что такое напрягаемая арматура?
Напрягаемая арматура - это высокопрочная сталь, которая используется преимущественно для предварительного напряжения железобетонных конструкций. Благодаря применению напрягаемой арматуры, существует возможность чрезвычайного увеличения характеристик элементов бетонных конструкций для статических и динамических нагрузок.
Напрягаемая арматура изготавливается из сортового проката, форма ее поверхности может быть разной, в зависимости от стандарта изготовления. Например, отдельная проволока производится по стандарту DIN EN 10138-1, а проволочная прядь может изготавливаться по стандарту DIN EN 10138-3. При этом отдельная проволока обладает прочностью до 2000 Н/мм² и имеет круглую форму, а прядь может быть трапециевидной формы (в этом случае ее обозначают «компактная прядь»).
Общее понятие «напрягаемая арматура», в зависимости от стандарта на изделие, подразумевает три формы:
- Пруток (диаметр от 15 до 36 мм)
- Проволока (диаметр от 5 до 16 мм)
- Проволочные пряди из 3, 7 или более переплетенных отдельных проволок (трехпроволочная прядь: От 5,2 до 7,5 мм, семипроволочная прядь: от 7 до 18 мм)
Эти различные формы предъявляют высокие требования к испытаниям материалов, поэтому используются самые разные стандарты испытаний (например, ISO, ASTM…), чтобы обеспечить необходимый стандарт качества.
Воспользуйтесь ведущим программным обеспечением в области испытаний материалов
Программное обеспечение testXpert фирмы ZwickRoell предлагает следующее:
- Простота в управлении: немедленно приступить к испытаниям и легко стать экспертом - при максимальной защите.
- Безопасное и эффективное проведение испытаний: получайте выгоду от надежных результатов и максимальной эффективности испытаний.
- Гибкая интеграция: testXpert оптимально подходит для всех Ваших испытаний и процессов – просто увеличивается эффективность.
- Перспективный дизайн: программное обеспечение для всего срока службы, готово для решения задач будущего!
