GIc ispitivanje / DCB ispitivanje prema ASTM D5528 i ISO 15024
G1c ispitivanje prema ASTM D5528 ili ISO 15024 može se koristiti za određivanje kritične brzine oslobađanja energije između slojeva kompozitnih laminata za nastanak i širenje pukotina u laminatu pod opterećenjem u načinu I. Zbog korišćene geometrije uzorka, ispitivanje se često naziva DCB (ispitivanje dvostruke konzolne grede).
Zbog važnosti ove metode ispitivanja i ovog svojstva materijala za raspored i projektovanje kompozitnih struktura u vazduhoplovnom sektoru, postoje i posebni industrijski standardi kod kompanija Airbus (AITM 1-0005) i Boeing (BSS 7273). Međutim, kada se uporede sa ASTM D5528 i ISO 15024, ovi koriste drugačiji postupak koji se naziva metoda površine za izračunavanje rezultata.
Cilj i aplikacije DCB uzorak Sprovođenje ispitivanja Video snimak Ispitna oprema Preuzimanja Zatražite konsultacije
Cilj i primena GIc ispitivanja
Delaminacija u vlaknastim kompozitima odnosi se na odvajanje ili nepovezanost pojedinačnih slojeva unutar laminata. Takva oštećenja ili defekti smanjuju mehanička svojstva laminata i stoga su posebno kritični za kompozitne strukture.
Pod nepovoljnim opterećenjem i kada se dostigne kritična vrednost brzine oslobađanja energije među slojevima ovog kompozitnog materijala, dolazi do širenja pukotine u laminatu. Ako se ovo dešava kroz zateznu silu normalnu na ravan prsline, to se naziva opterećenje u načinu I.
Korišćenjem DCB ispitivanjem (dvostruka konzolna greda) prema ASTM D5528 ili ISO 15024, vrednosti inicijacije i širenja kritične brzine oslobađanja energije između slojeva pod opterećenjem u načinu I mogu se pouzdano odrediti.
Uzorak sa dvostrukom konzolnom gredom (DCB)
Uzorak sa dvostrukom konzolnom gredom (DCB) prema ASTM D5528 i ISO 15024 napravljen je od kompozitne ploče sa tankom razdvajajućom folijom umetnutim sa jedne strane u ravni simetrije laminata. Uzorci uzeti iz ovoga mogu se zatim savijati poput savijajućih greda na strani sa laminiranom pukotinom (otuda i naziv dvostruka konzolna greda), dok su pojedinačni slojevi kompozita i dalje povezani u preostalom delu uzorka.
Blokovi za primenu opterećenja ili šarnirni jezičci se obično lepe na uzorak radi primene opterećenja. Oznake se nanose na ivicu uzorka u skladu sa relevantnim standardnim specifikacijama kako bi se vizuelno pratio napredak pukotine tokom ispitivanja.
Sprovođenje ispitivanja prema ASTM D5528 i ISO 15024
Elementi za primenu sile DCB uzorka (blokovi za opterećenje ili šarnirne ušice) povezani su sa čeljustima mašine za ispitivanje. Pošto napravljena pukotina na kraju laminirane folije za odvajanje često nije dovoljno oštra i stoga se može utvrditi nereprezentativna G1c vrednost, pukotina se prvo blago proširuje i stvara se oštra pretpukotina. Dužina pretpukotine se precizno određuje, a zatim se opterećenje potpuno uklanja sa uzorka. U drugom delu DCB ispitivanja, uzorak se ponovo opterećuje dok pukotina ne dostigne kraj bočno primenjenih oznaka.
U standardu ISO 15024 opisana su tri različita kriterijuma za početnu vrednost kritične brzine oslobađanja energije (važi za pretpukotinu i za potpuno širenje pukotine):
- Početak nelinearnosti (NL): Kod čisto elastične deformacije polovina uzorka, kriva sila-pomeranje u ispitivanju je inicijalno linearna. Par vrednosti sile i pomeranja na kojem počinje nelinearnost krive sile i pomeranja koristi se za izračunavanje vrednosti inicijacije.
- Vidljivo širenje pukotine (VIP): Par vrednosti sile i pomeranja krive sile i pomeranja, na kojem vidljivo počinje širenje prsline, koristi se za izračunavanje početne vrednosti.
- Kriterijum usaglašenosti (5% ili maks.): Za ovaj kriterijum, određuje se par vrednosti sile i pomeranja pri kome se popustljivost prvobitno linearnog dela krive sile i pomeranja smanjuje za 5%. Ako se maksimalna sila dostigne prethodno, koristi se ovaj par vrednosti sila-pomeranje.
Početna dužina prsline koristi se za odgovarajuću početnu vrednost (od laminirane prsline ili od pretprsline). U aktuelnom izdanju standarda ASTM D5528, samo kriterijum usaglašenosti, se koristi za određivanje početne vrednosti kritične brzine oslobađanja energije.
Vrednosti širenja se određuju za dužine prsline i odgovarajuće parove vrednosti sila-pomeranje na oznakama nanesenim na bočne strane. Rast prsline se prati vizuelno sa strane uzorka. Veoma je važno da je snimanje sile, pomeranja i dužine prsline sinhronizovano.
Dužinu pukotine može ručno proceniti operater koji prati napredak pukotine pomoću lupe ili računarski kontrolisano sistemom za video snimanje.
U dva standarda koriste se različite metode procene za izračunavanje R-krive (kritična brzina oslobađanja energije u odnosu na dužinu prsline, uključuje vrednosti inicijacije i širenja):
- ISO 15024 sadrži proračune prema teoriji korigovanog snopa (CBT) i prema modifikovanoj metodi kalibracije usklađenosti (MCC).
- ASTM D5528 koristi metodu kalibracije usaglašenosti (CC) i navodi druge metode u dodatku. Redukcija na CC metodu je ovde izvršena kako bi se osigurala uporedivost između vrednosti žilavosti loma G2c određenih prema ASTM D7905 pod opterećenjem u načinu II.
Oprema za ispitivanje za GIc ispitivanje prema ASTM D5528 i ISO 15024
ZwickRoell stolna mašina za ispitivanje sa jednom kolonom, posebno je pogodna za GIc ispitivanje prema ASTM D5528 i ISO 15024.
Korišćenjem motorizovanog sistema za snimanje videa za G1c ispitivanja, merenja širenja pukotine postaju prativa i praktičnija. Digitalna kamera se koristi za snimanje napretka pukotine duž uzorka i kreiranje videa celog ispitivanja. Koristeći kreirani video, svako pojedinačno ispitivanje može se retrospektivno proveriti u slučaju sumnje, a izmerene vrednosti se mogu korigovati kako pukotina napreduje.
Softver za ispitivanje testXpert značajno pojednostavljuje izvršenje i procenu G1c ispitivanja. S jedne strane, kamera je povezana sa testXpert-om tako da se napredak pukotine može lako pratiti na ekranu. S druge strane, testXpert ima unapred konfigurisane standardne programe koji sadrže sve metode za izračunavanje vrednosti inicijacije i propagacije kritične brzine oslobađanja energije između slojeva u skladu sa specifikacijama u ASTM D5528 ili ISO 15024.
Preuzimanja
- Informacije o proizvodu: zwickiLine do Fmaks 5 kN PDF 1 MB
- Informacije o proizvodu: uređaj za G1C ispitivanje na jednosmernim kompozitima ojačanim vlaknima PDF 2 MB
- Informacije o proizvodu: Komplet za ispitivanje savijanja u mešovitom načinu PDF 254 KB
- Industrijska brošura: Kompoziti PDF 7 MB