Guia do teste de resistência ao cisalhamento de feixe curto ASTM D2344

Pontos centrais dos materiais compósitos ASTM D2344 e seu método de teste de resistência ao cisalhamento de feixe curto laminado

1, definição padrão e escopo de aplicação

1). Objetivo principal

Meça a resistência ao cisalhamento do feixe curto (resistência ao cisalhamento interlaminar) de compósitos à base de polímero reforçado com fibra de alto módulo e seus laminados usando o método de carregamento de flexão de três pontos.

2). Materiais aplicáveis

Materiais compósitos à base de polímeros reforçados com fibras contínuas ou descontínuas (como fibra de carbono, matriz de resina reforçada com fibra de vidro).

O material precisa atender aos requisitos de propriedades elásticas simétricas e equilibradas em torno do eixo longitudinal da viga.

A espessura máxima da amostra é de 6 mm (0,25 polegadas), que pode ser usinada a partir de chapas planas ou curvas.

2, princípios e métodos de teste

1). Tamanho da amostra e controle de extensão

O comprimento da amostra é geralmente de 20-30 mm, e a largura e a espessura devem ser uniformes.

A relação vão/espessura é estritamente limitada a 4:1 (vão=4 x espessura do corpo de prova) para garantir que a tensão de cisalhamento esteja concentrada na região da camada intermediária.

2). Condições de carregamento

Taxa de carregamento: Carregamento contínuo a uma velocidade constante de 1-2 mm/min.

Condições de terminação: Redução de carga de 30%, fratura ou deslocamento da amostra excedendo a espessura nominal.

Cálculo da resistência: De acordo com a carga máxima na ruptura P_max, largura do corpo de prova b e espessura h, a resistência ao cisalhamento da viga curta é calculada usando a fórmula: 

3, pontos de controle chave do teste

1). Precisão de processamento da amostra

A tolerância dimensional deve ser controlada dentro de ± 0,03 mm para evitar carbonização da resina ou microfissuras causadas por polimento manual ou corte a seco.

Recomenda-se o uso de ferramentas de corte revestidas de diamante combinadas com a tecnologia de microlubrificação (MQL), com uma velocidade de fuso de ≥ 8000 rpm.

2). Controle ambiental

Ambiente de teste padrão: temperatura 23 ± 2 °C, umidade 50 ± 5%.

3). Verificação do modo de falha

Os modos de falha típicos incluem delaminação entre camadas, rachaduras na matriz, etc., que precisam ser confirmados por TC industrial (resolução ≤ 5 μ m) ou observação microscópica.

4, Aplicação e Limitações

1). Objetivo principal

O controle de qualidade e as especificações do processo são particularmente adequados para a avaliação rápida da resistência de ligação entre camadas em materiais compósitos.

2). Explicação das limitações

A resistência das vigas curtas não pode ser equiparada diretamente a uma única propriedade do material (como resistência ao cisalhamento pura) devido à influência de estados de tensão complexos e falhas multimodo.

A discrição dos resultados dos testes precisa ser rigorosamente controlada (o coeficiente de variação deve ser ≤ 5%), e o processamento não padronizado pode levar a desvios de dados de até 30%.

5, padrões e equipamentos relacionados

Padrões de referência: ASTM D3039 (tração), ASTM D3410 (compressão), GB/T 1446 (requisitos gerais de teste), etc.

6, equipamento chave: dispositivo de dobra de três pontos (garantindo a precisão do vão), máquina de teste de velocidade constante (como máquina de teste de tração), TC industrial ou micrômetro a laser.

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