Sayfanın içeriğine git

Kompozit testi

Fiber takviyeli plastiklerin mekanik karakterizasyonu için test yöntemi

Fiber takviyeli plastikler (FVK), mükemmel ağırlığa özgü mekanik özellikleri, mükemmel yorulma davranışı ve yüksek tasarım esnekliği nedeniyle öncelikle Havacılık, Rüzgar Enerjisi, Otomotiv ve diğer alanlardaki hafif yapılar için kullanılan yüksek performanslı bir malzeme sınıfıdır. Kural olarak, ince duvarlı yapılar için tek katmanlardan inşa edilmiş çok katmanlı kompozit laminatlar kullanılır. Fiber takviyesinin türü, sonsuz fiber takviyeli tek yönlü (UD), ince kumaşlardan ve kumaş kompozitlerinden süreksiz ve rastgele dağıtılmış takviye fiberleri içeren FRP'ye kadar uzanır.

Malzeme geliştirme, malzeme kalifikasyonu, kalite güvencesi amacıyla veya kompozit yapıların yorumlanması ve tasarımına yönelik parametrelerin belirlenmesi amacıyla FRP malzemelerinin mekanik karakterizasyonuna yönelik bir dizi standartlaştırılmış kompozit testler vardır:

Bileşik test yöntemi:

​Çekme testleri Basma testleri Kesme testleri Bükme testleri ILSS testleri Katmanlar arası enerji salınım oranı Darbe sonrası basma (CAI) Delme mukavemeti Yorulma testi

Kompozit test hakkında daha fazla bilgi:

Modüler test sistemi Kriyojenik kompozit testi eğri hizalama Müşteri projeleri

Video: Kompozit teste giriş

Kompozit testine giriş için seminer kaydı:
Kompozit yapıların kalite güvencesi ve tasarımı için kompozit testte temel test yöntemleri ve test cihazları hakkında daha fazla bilgi edinin:

  • Kompozit malzemelerin uygulama alanları (3:28'den itibaren)
  • Çekme testleri ve hizalama (15:32'den itibaren)
  • Basma testleri (20.25'ten itibaren)
  • İtme ve kesme testleri (31:07'den itibaren)
  • Bükme testleri (37:58’den itibaren)
  • ILSS / Katmanlar Arası Kesme Dayanımı (42:21'den itibaren)
  • test araçları dahil statik test cihazları (45:26'dan itibaren)
  • Uzama ve sapma ölçümü (49:40'tan itibaren)

Pdf indir

Diğer ilgi çekici kompozit web seminerleri

Kompozit Çekme Testi

Kompozit çekme testinde, elyaf takviyeli plastiklerin elastik özellikleri çekme modülü ve Poisson oranının yanı sıra ana malzeme yönlerindeki çekme mukavemeti belirlenir

  • Kompozitler üzerinde çekme testleri için en yaygın test yöntemleri ISO 527-4 ve ISO 527-5, ASTM D3039'un yanı sıra EN 2561 ve EN 2597'dir.
  • Airbus fabrika standardı AITM1-0007, hem çentiksiz çok yönlü laminatlar üzerinde çekme testleri hem de Open Hole Tension (OHT) ve Filled Hole Tension (FHT) çekme mukavemeti belirlemek için çentikli çekme testlerine yönelik test koşullarını içerir. Open Hole ve Filled Hole çekme testleri, açık veya kapalı delikli çekme yükü altındaki çok yönlü laminatlar için azaltma faktörlerini belirlemek amacıyla öncelikle havacılık uygulamaları için gerçekleştirilir. Open Hole ve Filled Hole çekme mukavemetini belirlemek için diğer standartlaştırılmış test yöntemleri ASTM D5766 ve ASTM D6742'dir.
Kompozitlerin çekme testi
ISO 527-4, ISO 527-5
yere Kompozitlerin çekme testi
Kompozitlerin çekme testi
ASTM D3039
yere Kompozitlerin çekme testi

Kompozit basma testleri ve çentik basma testleri

Kompozit basma testinde, elyaf takviyeli plastiklerin ana malzeme yönlerindeki basınç modülü ve basınç dayanımı belirlenir. Laminatın fiber yönündeki basınç dayanımı genellikle çekme dayanımından daha düşük olduğundan ve bir FRP laminatın kopma modları çekme ve basınç yükleri altında çok farklı olduğundan, sıkıştırma testi kompozitlerin test edilmesinde önemli bir rol oynar.

Kompozitler üzerindeki basma testleri için çeşitli test yöntemleri ve test standartları mevcuttur; yük uygulamasının üç prensibi arasında bir ayrım yapılır:

  • ASTM D695, DIN EN 2850 Tip B ve Boeing BSS 7260 Tip III ve IV'e göre ön kuvvet uygulamalı basma testi
  • ASTM D3410, ISO 14126 yöntem 1, DIN EN 2850 Tip A ve Airbus AITM1-0008 numune tipi A'ya göre (shear loading) yoluyla kuvvet uygulaması ile basma testi
  • Kombine yük uygulaması ile basma testi ASTM D6641, ISO 14126 prosedür 2 ve Airbus AITM1-0008 örnek tip A'ya göre (Kombine Yükleme)

Çentiksiz laminatların sıkıştırma özelliklerini belirlemek için yukarıda belirtilen test yöntemlerine ek olarak, ASTM D6484 uyarınca Open Hole Compression (OHC) ve ASTM D6742 uyarınca Filled Hole Compression (FHC) belirlemek için standartlaştırılmış kompozit çentik sıkıştırma testleri vardır; çentiksiz laminatın sıkıştırma özellikleri ile birlikte, basınç yükü altındaki çok yönlü laminatlar için karşılık gelen azaltma faktörleri belirlenebilir. Çentikli sıkıştırma testleri ayrıca Airbus AITM1-0008 numune tipleri B, D ve C'de ve Boeing BSS 7260 Tip I'de endüstri standartlarında açıklanmaktadır.

Kompozit üzerinde önden kuvvet uygulaması ile sıkıştırma testi
ASTM D695, DIN EN 2850, BSS 7260
yere Kompozit üzerinde önden kuvvet uygulaması ile sıkıştırma testi
İtme yoluyla kuvvet girişi ile basma testi
ISO 14126, ASTM D3410, DIN EN 2850
yere İtme yoluyla kuvvet girişi ile basma testi
Birleşik kuvvet uygulaması ile basma testi
ISO 14126 (Yöntem 2), ASTM D6641, Airbus AITM1-0008
yere Birleşik kuvvet uygulaması ile basma testi
Open Hole Compression, Filled Hole Compression, Çentikli basma testi
ASTM D6484, ASTM D6742, Boeing BSS 7260 Tip I, AITM1-0008
yere Open Hole Compression, Filled Hole Compression, Çentikli basma testi

Kompozit İtme Testleri

Kompozit kesme testinde, elyaf takviyeli plastiklerin kesme modülü ve kesme mukavemeti gibi düzlem içi kesme özellikleri belirlenir. Ana malzeme yönlerinde farklı özelliklere sahip FRP malzemeler için kayma modülü her zaman kendi kesme testleriniz kullanılarak belirlenmelidir ve izotropik malzemelerde olduğu gibi diğer elastik özelliklerden hesaplanamaz.

Kayma özelliklerini ve kayma davranışını belirlemek için üç farklı test yöntemi oluşturulmuştur:

45° laminatlı çekme testi için (In plane shear test), çekme testleri ile aynı test düzeneği kullanılabilir. Ancak, kesme uzamasını hesaplamak için boylamasına gerilmeye ek olarak enine gerilmenin de kaydedilmesi gereklidir.

Iosipesu ve V çentikli ray kayma testi için çentikli test numuneleri ve ilgili test fikstürleri gereklidir. Burada çift eksenli uzama ölçümü de gereklidir. Çift eksenli uzama ölçerler (DMS) sıklıkla kullanılır. Alternatif olarak, uzama dijital görüntü korelasyonu (DIC) kullanılarak ölçülebilir.
ve uygun kalınlıkta laminatlar mevcutsa düzlem dışı kesme parametreleri V-çentik kesme testleri kullanılarak da belirlenebilir.

IPS Test (in plane shear)
elyaf yönüne ± 45 ° 'de bir çekme veya basma testi ile üretilebilir ve ölçülebilir.
yere IPS Test (in plane shear)
V-çentik kesme testi
katman seviyesinde kayma özelliklerini karakterize etmek için kullanılır.
yere V-çentik kesme testi

Kompozit bükme testi

Nispeten basit test kurulumu, test numunesi geometrisi ve üretiminin yanı sıra testin yürütülmesi nedeniyle kompozit bükme testleri genellikle kalite güvencesinde veya hızlı malzeme karşılaştırmalarında kullanılır. 3 ve 4 noktalı bükme testleri arasında bir ayrım yapılır. Fiber takviyeli plastiklerin bükülme testleri için ortak standartlaştırılmış test yöntemleri şunlardır:

Test kurulumunun tamamı yeterince sağlamsa veya test kurulumundaki esneklik test yazılımında belirlenip düzeltilebiliyorsa, 3 noktalı eğme testinde test cihazının makine yolunun kullanımına genellikle izin verilir.
Ancak 4 noktalı eğilme testi için numunenin ortasındaki sapmanın uygun bir konum ölçüm sistemi kullanılarak ölçülmesi gerekir.

Kompozitlerin bükme testleri
ISO 14125, ASTM D7264, EN 2562, EN 2746
yere Kompozitlerin bükme testleri
3 Nokta Eğme Testleri Plastik
ASTM D790
yere 3 Nokta Eğme Testleri Plastik

Katmanlar arası kayma mukavemeti (ILSS)

Katmanlar arası kayma mukavemetini belirleme testi (ILSS testi), elyaf takviyeli plastikler için en sık yapılan statik testlerden biridir ve sıklıkla kalite güvencesinde kullanılır. Yalnızca çok küçük bir test numunesi gereklidir; testin gerçekleştirilmesi hızlı ve kolaydır ve değerlendirme için yalnızca testte belirlenen maksimum kuvvet dikkate alınır.

ILSS testi için belirlenen test standartları ISO 14130, EN 2377, EN 2563 ve ASTM D2344'tür.

Dört standardın tümü dikdörtgen bir test numunesini tanımlar, ancak bazen numunenin uzunluğu, genişliği ve kalınlığı için farklı boyutlar kullanılır. ASTM D2344 aynı zamanda bir basınçlı kaptan veya bir boru duvarından çıkarılabilen kavisli bir test numunesini de açıklamaktadır.

ILSS testi için kullanılan test cihazının, test standartlarının gerektirdiği test düzeneğindeki çok küçük tolerans spesifikasyonlarına uygun olması gerekmektedir.

İnteraminar kesme mukavemeti ILSS
ASTM D2344, ISO 14130, EN 2377, EN 2563
yere İnteraminar kesme mukavemeti ILSS

Lamineler arası enerji salınım oranını belirlemeye yönelik deneyler

Kompozit laminatların delaminasyon davranışını anlamak için kırılma mekaniği test yöntemleri kullanılarak kritik enerji salınım hızı ve sabit çatlak büyümesindeki enerji salınım hızı belirlenir. Test numunelerini üretmek için, laminatın orta düzleminde yapay bir çatlak oluşturmak için çok ince ve yapışkan olmayan bir plastik filmin (Teflon filmler sıklıkla kullanılır) kullanıldığı bir laminat gereklidir.

Çatlak yüzeyine normal çekme yüklemesi ile çatlak büyümesi test yöntemleri (Mod I) ve laminat kesitinde kayma yükü ile çatlak büyümesi test yöntemleri (Mod II) öncelikle gerçekleştirilir. Bir laminatta çatlak ilerlemesinin hesaplanmasına yönelik sayısal yöntemleri kalibre etmek için, karma mod I+II yükleme için bir test yöntemi de vardır:

  • ISO 15024, EN 6033, ASTM D5528, Airbus AITM1-0005 ve Boeing BSS 7273'e göre Double Cantilever Beam (DCB) testi olarak Mod I
  • ASTM D7905, EN 6034, Airbus AITM1-0006 ve Boeing BSS 7273'e göre End-Notched Flexure (ENF) testi olarak Mod II
  • ISO 15114'e göre Kalibre Edilmiş Uçtan Yüklemeli Bölme (C-ELS) testi olarak Mod II
  • ASTM D6671'e göre Karma Mod Eğilme (MMB) testi olarak Karma Mod I+II
Enerji boşalma hızları G
Enerji salınım oranları kırılma mekaniği parametrelerine aittir ve genellikle Mod I ve Mod II'de saptanır.
yere Enerji boşalma hızları G

Compression After Impact (CAI) Basma Testi

Darbe Sonrası Sıkıştırma (CAI) testi, bir laminatın darbe hasarından sonra kalan basınç dayanımını belirlemek için kullanılan bir test yöntemidir. Test edilecek numune, ilgili test standardında belirtilen darbe enerjileri ile önceden hasara uğratılır. Bu yöntem, özellikle havacılıkta potansiyel olarak darbe yüklerine maruz kalan kompozit yapılarda bileşenlerin güvenliğini ve güvenilirliğini sağlamak için kompozit bir laminatın hasar toleransı hakkında sonuçlar çıkarmayı mümkün kılar.

CAI testi için aşağıdaki standartlaştırılmış test yöntemleri oluşturulmuştur: ASTM D7136 ve ASTM D7137, ISO 18352, Airbus AITM1-0010 ve Boeing BSS 7260 Tip II.

Darbe sonrası basma CAI
ASTM D7136, ASTM D7137, ISO 18352, Airbus AITM1-0010, Boeing BSS 7260 Tip II
CAI hasarı karakterize etmeye hizmet eder, ör. düşen kayalar, kuş vuruşları veya kazalar nedeniyle uçak veya taşıtlarda.
yere Darbe sonrası basma CAI

Bağlantıların delme mukavemeti

Elyaf takviyeli plastik laminatların mekanik özelliklerine ek olarak, kompozit yapıların tasarımı için bağlantıların mukavemetini belirlemek için testler de gereklidir.

Bunun için kullanılan standartlaştırılmış test yöntemleri kabaca üç alana ayrılabilir:

Kompozitler Lap Shear Test
ASTM D5868, EN 6060, Airbus AITM1-0019
Laminatların yapışkan bağlantılarının mukavemeti
yere Kompozitler Lap Shear Test

Kompozitler Üzerinde Yorulma Testi

Kompozit laminatların yorulma davranışını belirlemek ve Wöhler eğrilerini türetmek için, öncelikle çekme eşiği yüklemesi altında dinamik döngüsel testler gerçekleştirilir. Bu amaçla kompozitler üzerinde standartlaştırılmış dinamik testler ASTM D3479 ve ISO 13003'tür. ISO 13003 ayrıca dinamik döngüsel eğilme yükü altında kompozit yorulma testini de açıklar.

Diğer standartlaştırılmış dinamik kompozit test yöntemleri şunlardır:

  • ASTM D7615'e göre Open Hole Tension ve Open Hole Compression Fatigue
  • ASTM D6115'e göre Mod I yorulma yüklemesi altında interlaminar çatlak büyümesi
  • ASTM D6873 ve Airbus AITM1-0074'e göre cıvatalı bağlantıların yorulması ve dinamik delik sürtünme testleri
  • Airbus AITM1-0075, ILSS, ILTS, OHT & OHC, FHT & FHC, Pull-Through, CAI ve Lap-Shear Fatigue testlerinin performansı hakkında özet bilgiler içerir.
Dinamik çevrimli (cyclic) test işlemi
örneklerin, yapısal elemanların ve bileşenlerin ömrünü değerlendirmek için kullanılır.
yere Dinamik çevrimli (cyclic) test işlemi

Kompozit testi için modüler test cihazı

Buna karşılık yüksek test hacmine sahip daha büyük test laboratuvarları, çok çeşitli kompozit testler için farklı test cihazları kullanır ve böylece dönüştürme çabasını en aza indirebilir. Bireysel test cihazları, farklı test türlerinin kuvvet aralığına uyarlanabilir. Test hacmi çok sayıda test cihazına yatırım yapmayı gerektirecek kadar yüksek veya düzenli değilse, tek bir test cihazının donatılması avantajlıdır; böylece mümkün olan en az dönüşüm çabasıyla mümkün olduğu kadar çok sayıda test prosedürü gerçekleştirilebilir.

Bu amaçla ZwickRoell, kompozit testleri için 21 test yöntemini ve yaklaşık 120 test standardını (ISO, EN, ASTM'nin yanı sıra Airbus AITM ve Boeing) kapsayan, statik 100kN veya 250kN test cihazı olarak sunulan modüler bir test cihazı konsepti geliştirdi. BSS) ve fiber kompozit malzemelerin oda sıcaklığında veya -80°C'den +360°C'ye kadar düşük veya yüksek sıcaklıklarda yapılan testlerde kapsamlı karakterizasyonuna olanak sağlar.

Gereksinimlerinizin her biri için en uygun test çözümünü buluruz.

Uzmanlarımızla doğrudan iletişime geçin.

Yardımcı olmaktan mutluluk duyarız!

Şimdi bize ulaşın

İsim Tip Boyut İndir
  • Sektörel broşür: Kompozitler PDF 7 MB
  • Rapor: Kompozit teste giriş PDF 2 MB

Kompozit testlerde ilginç müşteri projeleri

Top