ASTM D6484 Open-Hole Compression und ASTM D6742 Filled-Hole Compression
Die Normen ASTM D6484 und ASTM D6742 beschreiben die Prüfverfahren Open Hole Compression (OHC) und Filled Hole Compression (FHC) an multidirektionalen Laminaten.
Mit dem Open Hole Compression Test (OHC) nach ASTM D6484 wird der Einfluss einer Bohrung auf die Druckfestigkeit eines Laminats bestimmt. Das Verhältnis der OHC Festigkeit zur Druckfestigkeit des gleichen ungekerbten Laminats ergibt den OHC Knockdown Faktor.
Wird in das Loch der Probe ein Niet oder ein Bolzen gesetzt, spricht man vom Filled Hole Compression Test (FHC), der in der Prüfnorm ASTM D6742 standardisiert ist. Analog liefert der Vergleich der FHC Festigkeit mit der Druckfestigkeit des gleichen ungekerbten Laminats den FHC Knockdown Faktor.
Auch die Normen Boeing BSS 7260 (Type I) und Airbus AITM1-0008 (Probentyp B) beschreiben Standard-Prüfverfahren für Open-Hole Compression Versuche. Die AITM1-0008 enthält darüber hinaus Anweisungen für den Filled-Hole Compression (Probentyp C) und Plain Compression (Probentyp A) Versuch.
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Probekörper nach ASTM D6484 und ASTM D6742
- Der Standard-Probekörper für den Open Hole Compression Test nach ASTM D6484 und den Filled Hole Compression Test nach ASTM D6742 hat je nach verwendetem Einheitensystem eine Länge von 300 mm (12 inch) und eine Breite von 36 mm (1.5 inch) mit einer mittigen Bohrung von 6 mm (0.250 inch).
- Boeing endüstri standardı BSS 7260 Type I'de tarif edilen OHC test cihazı da 12 inç uzunluğunda ve 1.5 inç genişliğindedir.
- Die Abmessungen der OHC Probekörper Type B1 und B2 in der Airbus Norm AITM 1-0008 hängen von der Laminatdicke sowie der verwendeten Krafteinleitungsmethode im Druckversuch (Shear Loading oder Combined Loading) ab.
Versuchsdurchführung und Prüfvorrichtung
Open Hole Compression Tests und Filled Hole Compression Tests werden stets mit multidirektionalen Laminaten durchgeführt.
Eine Dehnungsmessung ist nicht zwingend, da die Festigkeit der entscheidende zu ermittelnde Kennwerte ist. Der einzig gültige Versagensmodus ist Druckversagen am Loch.
ASTM D6484, ASTM D6742 OHC / FHC Druckvorrichtung
Für ASTM D6484, ASTM D6742 und Boeing BSS 7260 Type I wird die gleiche spezielle ASTM OHC / FHC Druckvorrichtung mit Knickstütze benötigt. Diese verhindert das Knicken der relativ langen OHC-Probe.
- Die Krafteinleitung kann dabei mittels Shear Loading (Krafteinleitung über Schub) und Einspannung der Prüfvorrichtung in Hydraulik-Probenhalter, oder mittels End-Loading (Krafteileitung über stirnseitige Endflächen der Probe) und Positionierung der Prüfvorrichtung zwischen Druckplatten, erfolgen.
- Die ASTM OHC / FHC Druckvorrichtung kann für Druckkräfte bis 200kN in einem Temperaturbereich von -70°C bis 300°C eingesetzt werden.
HCCF Druckvorrichtung für Airbus AITM1-0008
Die AITM1-0008 Norm verwendet kürzere Proben, die direkt in geführte Spannzeuge eingespannt werden können. Für die Durchführung der OHC und FHC Versuche nach Airbus AITM1-0008 ist die ZwickRoell HCCF Druckvorrichtung ideal geeignet:
- Aufgrund der analogen Probenabmessungen, verglichen mit den ungekerbten Probekörpern vom Typ A1 und A2, können die OHC Probengrößen B1 und B2 sowie die FHC Probengrößen C1 und C2 mit der ZwickRoell HCCF (Hydraulic Composites Compression Fixture) Druckvorrichtung geprüft werden.
- Die HCCF Druckvorrichtung eignet sich für Druckkräfte bis 200kN in einem Temperaturbereich von -60°C bis 150°C.
- Die Ergebnisse sind die Druckfestigkeit bei offenem oder gefülltem Loch. Außerdem wird ein Kerbfaktor berechnet, der den Festigkeitsverlust im Vergleich zu einer einfachen Probe ohne Loch angibt.
Modulares Composite Prüfsystem
Größere Prüflabore mit entsprechend hohem Prüfaufkommen setzen für die sehr vielfältigen Composites Prüfmethoden unterschiedliche Prüfmaschinen ein und können so den Umbauaufwand minimieren. Die einzelnen Prüfmaschinen können dabei auf den Kraftbereich verschiedener Versuchsarten angepasst werden. Wenn das Prüfaufkommen nicht so hoch oder so regelmäßig ist, dass sich die Investition in mehrere Prüfmaschinen lohnt, ist es vorteilhaft, eine einzige Prüfmaschine so auszustatten, dass möglichst viele Prüfverfahren mit dem geringstmöglichen Umbauaufwand durchgeführt werden können.
Hierfür hat ZwickRoell ein modulares Konzept entwickelt, erhältlich als statische 100kN oder 250kN Prüfmaschine, mit der 21 Prüfmethoden und ca. 120 Prüfnormen (ISO, EN, ASTM, sowie Airbus AITM und Boeing BSS) abgedeckt sind und welches eine umfangreiche Charakterisierung von Faserverbundwerkstoffen bei Raumtemperatur oder bei Versuchen mit niedrigen oder erhöhten Temperaturen von -80°C bis +360°C ermöglicht
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