Skočite na vsebino strani

Stopnja sproščanja energije (G)

Stopnje sproščanja energije kot mehanske značilnosti loma igrajo glavno vlogo pri karakterizaciji kompozitov.

Namen preskusa

Ta značilna vrednost je opredeljena kot energija na enoto površine, potrebna za širjenje razpoke na znani razdalji. Rezultat je vrednost, ki opisuje občutljivost laminata na prorogacijo razpoke.

Med meritvijo se razlikuje med vrsto uporabe obremenitve.

  • Način I: odpiranje razpoke
  • Način II: striženje v ravnini
  • Način II: torzijska obremenitev prečno na ravnino laminata

Najpogosteje se uporablja merjenje hitrosti sproščanja energije v načinu I in je, med drugimi, opisano v ISO, ASTM in EN standardih. Trenutno ni nobenega standarda za način III.

ASTM opisuje metodo mešanega načina, ki je kombinacija načina I in načina II s spremenljivimi razmerji načina.

Način I merjenje v DCB preskusni ureditvi

  • Stopnje sproščanja energije v načinu I se običajno merijo z DCB (Double Cantilever Beam) vzorcem.
  • Tukaj je uporabljen vzorec z razpoko v ravninski smeri, na primer tistega, ki ga širi plastična folija, ki je vstavljena med laminiranjem.
  • Obremenitev se lahko izvede prek prilepljenih obremenitvenih blokov, tečajev ali posebnih nosilcev, ki so vpeti v vrzel.
  • Med preskusom se odprtina razpoke meri kot gibanje prečke in se popravi s količino deformacije noge vzorca. Vnesena energija se izračuna iz integralne vrednosti izmerjene sile z deformacijo. Širjenje razpok je vizualno zabeleženo na strani vzorca.
  • Dolžino razpoke lahko ročno izračuna upravljavec stroja, ki si lahko s pomočjo povečevalnega stekla ogleda označeno stran vzorca. Da bi dosegli boljšo sledljivost meritev, uporabimo digitalna povečevalna očala, ki jih vodimo po vzorcu, ko razpoka napreduje in posnamejo video meritev.
  • Ta video je sinhroniziran okvir za okvir s preskusno krivuljo, kar pomeni, da je preskus mogoče preveriti po zaključku in ga po potrebi popraviti.
  • Zaporedja preskusov in ocene se razlikujejo glede na uporabljeni standard.
  • Standardi so naslednji: ISO 15024, ASTM D5528, AITM 1-0005, AITM 1-0053, Boeing BSS 7273, CRAG metoda 600, NASA metoda RP 1092 ST-5, ESIS TC 4, prEN 6033 (umaknjen) 

Način II - Merjenje v preskusni ureditvi SENB / ENF

Obremenitev v načinu II se lahko uporabi in izmeri v upogibnem, v nateznem in tlačnem preskusu z izrezanimi vzorci.

Merjenje stopnje sproščanja energije v načinu II je standardizirano kot upogibno preskušanje. Strižne napetosti, ki nastanejo pri upogibnem preskušanju, se uporabljajo za širjenje razpoke. Vzorci so označeni s SENB (single end notch bending), vendar se običajno uporablja tudi ENF (end notch flexure). Odklon se meri s premikom prečke (s popravkom za togost) ali s pomočjo pomičnega pretvornika, ki je centralno pritrjen.

Za točko nastanka razpoke je značilna največja sila. Na koncu meritve se vzorec ohladi v tekočem dušiku in nato popolnoma poruši, da se izmerijo površine zloma.

Upogibanje v mešanem načinu (MMB)

Upogibanje v mešanem načinu je mogoče izmeriti na enosmernih laminatih. Način I in II sta združena, pri čemer položaj končnega nosilca določa ustrezna razmerja v načinu I in II.

Vrh