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ISO 14126 方法 1、ASTM D3410 或 DIN EN 2850 Type A:剪切負載壓縮測試(剪切負載壓縮)

對於這種方法,壓縮力透過剪切力傳遞到試片,試片固定在測試治具中,通常包括加強片條。如果在試片的無支撐中心區域有足夠的夾具與夾具間的分離,則可以實現均勻的應力分佈。

提供的好處之一是在測試期間試片的軸向引導,以及消除透過末端施加的力。這消除了對試片末端的高準確度製備的需要。

測試方法

剪切負載壓縮方法在 1980 年代在 ASTM D3410 中被標準化為帶有錐形夾持元件的塞拉尼斯測試治具。

然而,使用這種原始的塞拉尼斯裝置,試片厚度的變化會導致錐形夾具元件不需要的線性支撐。在標準 DIN 65375 和 DIN EN 2850 (Type A)中透過改進的帶有平楔的塞拉尼斯測試治具解決這個問題。

美國的 IITRI 開發了一種類似的帶有導柱的裝置,它取代了當前 ASTM D3410 中舊的塞拉尼斯壓縮治具。在這裡,壓縮試片也被夾在改進的塞拉尼斯測試治具的導向平楔中。

首先將壓縮試片插入楔形夾面中,為此使用單獨的工具通常會有所幫助。然後將裝有試片的楔形夾面插入導向壓縮測試套件中。

在壓縮測試期間,夾持壓力是由軸向力產生的楔形作用產生的。然而,這會導致楔形夾具移動,進而導致試片上的負載不均勻。

為了透過量化疊加的彎曲變形(彎曲百分比)來確定壓縮測試的有效性,使用分別測量兩側中央的應變計進行應變測量。然後對應變計的訊號進行平均以確定壓縮應變。

使用最初由 IMA Dresden 開發並透過 ZwickRoell 提供的專利油壓壓縮治具 HCCF,可以根據常見的剪切負載壓縮測試方法進行複材壓縮測試。

HCCF 提供出色的可達性、簡單的操作和固定的夾面,即使在測試期間,它們也能精確地相互對位而不會打滑。

剪切負載壓縮法非常適用於纖維方向強度較低的單向複材,以及織物和多向複合積層板的壓縮測試。對於高強度碳纖維增強複材和在纖維方向(UD0°)的單向積層板壓縮測試,僅僅施加剪切力通常是不夠的。它要不是導致無效的失效模式(端部壓碎、加強片條失效),就是由於自由試片區域的應力分佈不均勻而導致壓縮強度降低。在這種情況下,最好應用組合負載壓縮方法。

壓縮測試裝置(剪切加載),IITRI版本

  • 應用:壓縮測試裝置用於按照ASTM D3410標準測試纖維複合材料。
  • 功能描述:壓縮測試裝置基於楔形夾持原理。該裝置由以下組件組成:上固定器、試片夾具主體、3組楔形夾面、帶對中插口的定位儀。

    對中輔助裝置可以使試片與楔形夾面精確對中。被夾持的試片和楔形夾面插入到試片夾具的下部。試片夾具上部插入上固定器中。該裝置的各部分一起移動並互相咬合。對中螺栓可確保夾具上部和下部對位。

  • 優勢:
    • 對中輔助裝置可使試片對位
    • 適用於最大為220 kN的壓縮力
    • 溫度範圍廣,從-70至300 °C
    • 待測試片表面無需機械加工

油壓複合材料壓縮治具(HCCF)

  • 應用:
    • 按照ISO 14126、prEN2850、空中巴士AITM 1-0008、ASTM D3410、ASTM D6641、JIS K 7076、RAE TR 88012 CRAG方法400和401、QVA-Z10-46-38、ASTM C1358、空中巴士文檔X88SP1105735進行測試:“使用ZwickRoell的HCCF裝置按照AITM 1.0008 A1和A2標準進行平壓測試”
    • “平壓測試”、“開孔壓縮測試”和“填孔壓縮測試” 透過以下兩種方式施加力:一種是夾持(施加的是剪切負載),另一種是採用端支撑塊並同時夾持(施加的是組合負載)
  • 功能描述:針對複合材料的油壓壓縮治具(HCCF = 油壓複合材料壓縮治具)用於測定長纖維增強複合材料的壓縮性能。應變根據標準在兩端使用應變計來測量(網格長度 > 3 mm)。

    壓縮治具在頂部有連接孔,底部安裝在壓縮壓頭上。測試試片時,若標誌間距與夾具間距比原始標距多2 mm,可以根據客戶特定要求,在兩端使用夾持式延伸計(配合夾持治具)進行測量。

  • 優勢:

    • 可在-60°C 至+150°C的擴充溫度範圍内進行測試
    • 開放式設計形式(C形)不但便於更換試片,還簡化了伸長量測量系統的使用。
    • 這種設計確保了試片對中極其準確。
    • 油壓平行閉合夾具原理確保施加力時既不會產生黏滑運動,亦不會產生彎曲,且具有非常大的恆定變形率。
    • 精密導柱可以使試片夾具彼此精確對位。
    • 低摩擦的滾珠導柱可防止測試結果失真。
    • 配備可移動夾面的磁性支座使試片更換和夾面清潔更方便

使用 ZwickRoell 進行測試

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