Все госты и снипы онлайн

Более 10000 документов в открытом доступе, абсолютно бесплатно

ГОСТР 56799-2015 -

Этот документ был распознан автоматически. В блоке справа Вы можете найти скан-копию. Мы работаем над ручным распознаванием документов, однако это титанический труд и на него уходит очень много времени. Если Вы хотите помочь нам и ускорить обработку документов, Вы всегда можете сделать это, пожертвовав нам небольшую сумму денег.

Файлы для печати:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОСТР СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ 56799— ФЕДЕРАЦИИ 2015

КОМПОЗИТЫ ПОЛИМЕРНЫЕ

Метод определения механических характеристик при сдвиге на образцах с \У-образными надрезами

Издание официальное


ГОСТР 56799—2015

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссииский научно-исследовательскии институт авиационных материалов» совместно с Открытым акционерным обществом «НПО Стеклопластик» и Объединением юридических лиц «Союз производителеи композитов» на основе официального перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 4 стандарта. который выполнен ТК 497

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 497 «Композиты. конструкции и изделия из них»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕИСТИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регу- лированию и метрологии от 27 ноября 2015 г № 2056-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к стандарту АСТМ Д5379! Д5379 М-12 «Стандартный метод определения характеристик прочности на сдвиг композитных материалов с помощью пластин с У-образным вырезом» (АЗТМ 0537905379 М-12 «Запдага Тез! Мепод Юг Shear Properties of Composite Matenals by the V-Notched Beam Method»). Npu 9100 дополнительные слова. фразы, ссылки. включенные е текст настоящего стандарта для учета потребностеи национальной экономии Россииской Федерации. выделены курсивом.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандар- та АСТМ для приведения в соответствие с ГОСТР 15—.2012 (подраздел 3.5).

Разделы и подразделы. не включенные в основную часть настоящего стандарта. приведены в дополнительном приложении ДА.

В настоящем стандарте исключены ссылки на стандарты АСТМ Д792, Д2584, Д2734. ДЗ171. Еб, E111, £122, £177. £251. E456. £1237 uw документы АМ$! \14.5М-1982. АМЗМАЗМЕ В 46.1-1985.

Исключение стандартов АСТМ. Д792. Д2584. Д2734. ДЗ171 обусловлено тем. что они носят справочныи характер. а также в связи с тем, что исключен подраздел 11.2, в котором они упоминаются.

Исключение стандартов АСТМ: Еб. Е251. Е1237 и документов АМЗ! У14.5М-1982. АМЗ! АЗМЕ В 46 1-1985 обусловлено тем, что в Российской Федерации на национальном уровне нет аналогичных стандартов. а также в связи с тем. что они имеют поясняющии и справочный характер.

Исключение стандартов АСТМ Е456 и АСТМ Е122 обусловлено отсутствием бпизких по аспекту стандартизации межгосударственных стандартов и необходимостью выделения вопросов статистическои обработки данных по результатам испытаний в отдельные стандарты.

Исключение стандарта АСТМ Е! 77 обусловлено его несоответствием системе основополагающих стандартов, действующих на территории Россииской Федерации.

Ссылки на АСТМ: Д883, ДЗ878, Д5229':Д5229 \, Е4 заменены соответствующими ссылками на межгосударственные и национальные стандарты.

Оригинальный текст не включенных структурных элементов национального стандарта США приведено в дополнительном приложении ДА.

Сравнение структуры настоящего стандарта со структурой указанного стандарта АСТМ приведено в дополнительном приложении ДБ

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлоны в ГОСТ Р 1.0—2012 (раздел 8). Информация 06 изменениях к настоящему стандарту публикустся в ежегодном [по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Наииональные стандарты». а официальный текст изменений и поправок — в ожемосячном информационяом указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшом выпуске ежемесячного информационного указатоля «Национальные стандарты». Соответствующая информация. уведомление итексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агонтства по техническому регулированию и JAEMpono2uu Cemu Mamepnem (www.gost ru)

2 Стандартинформ. 2016

Настоящий стандарт не может быть полностью ипи частично воспроизведен. тиражирован и рас- пространен в качестве официального издания 6ез разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии и


ГОСТР 56799—2015

Содержание

1 Область применения неее лань ..1 2 Нормативные ссылки неее а ..1 3 Термины, определения и обозначения... ee eee ..2 4 Сущность метода... eee ee ..3 5 Оборудование .......... лань, be ee eee Lee 6 Образцы... ........... неее чье ..5 7 Проведение испытании... ee ee .10 8 Обработка результатов испытаний ее еее . 11 9 Протокол испытаний. ...........- bee eee ee wee eee A Приложение ДА (справочное) Оригинальный текст невключенных струхтурных элементов. .... _15 Приложение ДБ (справочное] Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой

примененного в нем стандарта АСТМ......._..... неее, .18

И


ГОСТР 56799—2015

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОМПОЗИТЫ ПОЛИМЕРНЫЕ



Метод определения механических характеристик при сдвиге на образцах с У-образными надрезами

Polymer composites. Method for determination of mechanical characteristics at shear on V-roichec samples

Дата введения — 2017—01—01

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на попимерные композиты [ПК]. армированные непрерывными вопокнами или рублеными волокнами в следующих материальных формах:

1.1.1 Слоистые ПК, состоящие только из однонаправленных волокнистых структур. при этом вопокма напраелены параллельно или перпендикулярно к оси нагружения

1.1.2 Слоистые ПК. состоящие только из нитовидного тканого материала. при этом деформация направлена параплельно или перпендикулярно к оси нагружения.

1.1.3 Слоистые ПК. состоящие только из однонаправленных волокнистых структур. содержащих равные количества слоев. ориентированных на 0° и 90° в сбалансированной и симметричной последоватольности укладки. с направлением 0* или параллельно. или перпендикулярно к оси нагружения.

1.1.4 ПК. армированные рубленым волокном. при этом большинство волокон распределены в слу- чаином порядке

1.2 Настоящий стандарт устанавливает метод определения упруго-прочностных характеристик при сдвиге путем испытания на асимметричный изгиб образца с У-образными надрезами

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты

ГОСТ 166—839 (ИСО 3593-- 765) Штанеенциркули Технические усповия

ГОСТ 6507—90 Микрометры. Технические условия

ГОСТ 12423--.2013 {150 291.2008} Пластмассы. Условия комдиционирования и образиов (проб}

ГОСТ 24888—81 Пластмассы. полимеры и синтетические смолы. Химические наименования, тер- мины и определения

ГОСТ 28840---90 Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие тех- нические требования

ГОСТ 32794—-2014 Композиты полимерные. Термины и определения

FOCT P 8.585— 2001 Государственная систома обеспечения одинства измерений. Термопары Номинальные статические характеристики преобразования

ГОСТР 56762.—2015 Композиты полимерные. Метод определения влагопоглощения и равновес- ного состояния

Издание официальное


ГОСТР 56799—2015

n римечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования --- на официагьном сайте федерального агентства по техническому регулированию и метралогии в сети Интернет или го ежегодному информационному указателю «Национальные стандартын, который опубликован по состоянию на 1 января текущего гов, и по выпускам ежемесяч- вого информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт. на которыи дана недатерованная ссылка. то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версею изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию зтого стандарта с указанным выше годом утверждения {привятия) Если после утверждения настоящето стандарта в ссылочны И стандарт, на который зана датированная ссылка, внесено изменение, затра'гивающее положение. на которое дана схь'пка. то это погожение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены. то попожение. в котором дана ссылка на него. реколендуется применять в части. не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения и обозначения

3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 24888. ГОСТ 327994. а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 испытание: Осуществление определенного комплекса действий, которыи может быть вос- произведен сколь угодно большое число раз с целью воздействия на продукцию для изучения ее поведения в данных условиях и определения количественных и [или} качественных характеристик своиств объекта.

3.1.2 диаграмма деформирования: Графическая зависимость между напряжением (нагрузкой} и деформацией (или перемещением).

3.1.3 система координат материала: Декартовая система координат. описывающая нормальную систему координат материала. используя 1. 2 и 3 в качестве осеи. как показано на рисунке 1.

Ось а или агь 2

(нипранпение you ances)

a наи выс ие Dee panceen)

Рисунок 1 — Система косрдинат материала

3.2 В настоящем стандарте приняты следующие обозначения 3.2.1 деформация сдвига `‚, %: Деформация сдвига. измеряемая на участке между надрезами. под углами * 45°.

2


ГОСТР 56799—2015

3.2.2 максимальная деформация сдвига `""1', %: Деформация сдвига, измеряемая на участке между надрезами. под углами + 45? вплоть до разрушения материала или по достижению 5 % дефор- мации сдвига.

3.2.3 напряжение сдвига ‹. МПа: Соответствует нагрузке. соотнесенной к площади поперечного сечения между надрезами образца в точке /.



3.2.4 прочность при сдвиге т. МПа: Соответствует максимальному напряжению при разрушении или по достижении 5 % деформации.

3.2.5 модуль сдвига С, ГПа: Определяется по секущеи на начальном линеином участке диаграммы «деформация сдвига -— напряжение сдвига».

3.2.6 А. мм?: Минимальная плошадь поперечного сечения испытуемого образца.

3.2.7 В, мм: Толшина образца.

3.2.8 м. мм: Ширина образца между надрезами.

3.2.9 Ь, мм: Ширина образца.

3.2.10 п: Количество образцов.

3.2.11 Р. Н: Нагрузка. выдерживаемая образцом.

3.2.12 в, МПа: Нормальное напряжение.

3.2.13 и. °: Угол ориентации слоя.

4 Сущность метода

4.1 Сущность метода заключается в определении продельного разрушающего напряжения, проч- ности при сдвиге и модуля сдвига. Испытания проводят на образцах с симметричными У-образными надрезами. расположенными по центру в специализированном приспособлении. позволяющем локализовать деформацию савига в образце между надрезами. На приспособление прикладывают нагрузку с постоянной скоростью деформирования до тех пор. пока не произоидет савиговое разрушение образца ПК от сдвиговых напряжений или не будет достигнут предел 5 % деформации сдвига.

Во время проведения испытания записывают диаграмму нагрузка — деформация.

4.2 Настоящий метод испытании позволяет определить характеристики прочности на сдвиг композитных материалов. армированных высокомодульными волокнами.

Стандарт распространяется на следующие формы композитного материала

4.2.1 Споистые материалы. состоящие только из однонаправленных волокон, с направлением вопокон. ориентированным параллельно или перпендикулярно по отношению к оси приложения нагрузки.

4.2.2 Слоистые материалы, состоящие только из слоев ткани. с направлением нитси основы параллельно или перпендикулярно по отношению к оси приложения нагрузки

4.2.3 Слоистые материалы. состоящие из однонаправленных волокон, содержащих равное количество слоев. расположенных в направлении [0]. [90] или [0:90], в симметричной последовательности укладки слоев. при этом волокна, ориентированные в направлении 0* параллельны или перпендику- лярны по отношению к оси приложения нагрузки.

4.2.4 Композитные материалы. дискретно армированные рубленым волокном.

5 Оборудование

5.1 Испытательная машина по ГОСТ 28840. обеспечивающая линсиное перемещение активного захвата (траверсы! с заданной постоянной скоростью и измерение нагрузки с погрешностью не более +1 “% измеряемой величины

5.2 Испытательная машина должна быть оборудована приспособлением для испытании на сдвиг образцов с У-образным надрезом посредством асимметричного изгиба в соответствии со схемой. приведенной на рисунке 2.


ГОСТР 56799—2015

>

зазптер асгьтазельной < нижьни эзавот 2 чажняя азора + DOLL PAA ONAL щения Be Cee части = Pa & регулирувмье зажимы 7 ane мент выравнивания образа. обрзаец

Рисунок 2 — Схема приспособления и приложения нагрузки для испытания на совиг с Уэбразным надрезом

Используемое приспособление должно иметь четыре точки касания с образцом, каждая половина приспособления должна содержать зажимной элемент фиксирующий образец. Один из захватов. обыч- но — нижняя половина. устанавливают на опорнои плите. которая также поддерживает направляющий вал. а другой захват. обычно в верхней части, монтируют на вал основания. захват должен свободно перемещаться вдоль оси нагружения. Каждый элемент крепят к (ипи поддерживают) одному из захватов испытательной машины.

5.3 Приспособление должно гарантировать правильное расположение и центровку образца от- носительно оси припожения нагрузки. Центрирующий инструмент должен обеспечивать совмещение надреза образца с осью приложения нагрузки приспособления.

5.4 Для условий проведения испытаний, отличных от стандартной лабораторной атмосферы. применяют термокриокамеру дпя испытании на воздеиствис окружающей среды Данная камера должна поддерживать заданные условия для рабочего участка образца во время механических испытании.

Термокриокамера должна обеспечивать поддоржание заданной температуры в пределах + 3 °Си заданного уровня относительной влажности в пределах + 3 %. Условия в камере должны контролироваться либо автоматически и непрерывно. либо вручную с установленным интервалом

5.5 Средства измерения температуры по ГОСТР 8.585 должны обеспечивать измерение с логрешиостью + 1.5 % измеряемой величины. Сродства измерения влажности должны обеспечивать измерение с погрешностью + 2 % измерясмой величины

5.6 При проведении испытаний при повышенных и пониженных температурах для контроля температуры образца используют тормопару. которую крепят на поверхность образца. Способ креппения термопары должен обеспечивать плотное прилегание спая термопары к поверхности образца и исклю- чать влияние термопары на результаты испытания. Рекомендуется использовать термопары с плоским спаем. закрепленным на поверхности образца алюминиевым скотчем.

4


ГОСТР 56799—2015

5.7 Средства измерения ширины и толщины образца должны обеспечивать измерение с погреш- ностью не более + 1 % измерясмои величины. Для измерений использовать штангенциркуль по ГОСТ 166 с погрешностью не более + 0.025 мм и микрометр по ГОСТ 6507 с ппоскими головками диаметром от 5 до 7 мм с погрешностью не более + 0.01 мм. Приборы измерения углов с точностью до 0.5°



5.8 Для измерения деформации используют тензометры с рехомендуемым сопротивлением 350 Ом, деформациеи не менов 3 % и длином измерительнои решетки 1.5 мм. Погрешность измерения применяемых тензометров должна быть не бопее 1 % предельного значения измеряемон величины.

Рокомендуется использовать минимально возможное напряжение возбуждения тензомоста, обеспечиваюшее необходимое разрешение (рекомендуемое напряжение — от 1 до 2 В}. Нагрев образца измерительным прибором может оказывать непосредственное влияние на характористики материала или воздеиствовать на указанную деформацию в результате разности между степенью температурной компенсации прибора и коэффициентом теплового расширения материала образца. Для испытании при повышенных и пониженных температурах следует учитывать температурную компенсацию тонзометра. Допускается применение других средств измерения деформации с погрешностью не более 1 % предельного значения измеряемой величины.

6 Образцы

6.1 Испытания ПК проводят в любых из шести плоскостеи. как указано на рисунке 1. а также в соответствии с надлежашеи схемой ориентации слоев и типа армирующего наполнителя, как указано на рисунке 3.


ГОСТР 56799—2015

Схемы прыирования [0; Оч млм [99; 0] Для тт

2 или 1 Чили 2 3 Другие скомы Для 1.2 Для Taq

1111 фр УГ:

1 it 3 a

Рисунок 3 — Ориентация слоев в образцах для определения свойств при сдвиге в шести различных направгениях

6.2 Свойства на сдвиг 1-2/2-1 Caonctga материала в плоскостях 1-2 и 2-1 являются плоскостными своиствами для слоистых ПК.

Подготавливают образцы для оценки данных своиств путем резки контрольных плит из [0]. [30], или (9;90], ориентированных слоистых материалов таким образом. чтобы направление под углом 0° было вдоль длины образца или в направлении оси нагружения. в соотвотствующих случаях.


ГОСТР 56799—2015

6.3 Свойства на сдвиг 1-3/2-3

Свойства материала в плоскостях 1.Зи 2-3 являются межспойиными свойствами для споистых ПК Подготавпивают образцы для оценки указанных свойств нарезанием контрольных плит из толстолистового [20 мм} [0], или [90], ориентированного слоистого материала. Толстолистовой слоистый материал может быть изготавлен несколькими способами Процедуры. указанные в 64 или 6.5. являются одинаково допустимыми. Процедуру. описанную в 6.6. применяют. только если ни одна из ранее указанных двух процедур не может быть выполнена, поскольку приформованные поверхности могут влиять на результаты.

6.4 Проводят совместное отверждение слоистого материала до получения окончательной толщины панели за одну операцию.

6.5 Проводят формование и совместное формование в целях получения окончательной толщины панели при помощи продварительно отвержденного споистого материала, используемого для участка испытания. размер по толщине такого слоистого материала должен быть более 14 мм. к нему симметрично на каждой стороне приклеивают дополнительный слоистый материал. чтобы в общеи сложности получить топщину панели, равную 20 мм.

6.6 Формуют друг с другом. при помоши однородно тонких споев адгезива. минимальное количество предварительно отвержденных слоистых материалов для получения общеи толщины пластины 20 мы.

6.7 Своиства на сдвиг 3-1/3-2

Свойства материала в плоскостях 3-1 и 3-2 являются межспойными своиствами для слоистых ПК. Подготавливают образцы для оценки указанных свойств нарсзанием контрольных плит из [0]. или [90], ориентированного споистого материала. которыи подготавливают следующим образом: приклеивают или совыестно приклеивают определенное количество предварительно отвержденных слоев для участка испытании с использованием предварительно отвержденного слоистого материала. которыи имест максимально возможную толшину (предпочтительно более ширины участка для испытании) не менее 6 мы, к которому бып симметрично приклеен на всех сторонах дополнительный слоистый материал из того же материала до набора общей длины 76 мм. Количество поверхностеи склеивания с поворотом участка с надрезом в горизонтальной плоскости. толщину поверхностей склеивания следует сохранять минимальной для избежания влияния адгезии на результаты испытаний.

6.8 Допускается проводить испытания ПК армированных дискретным волокнистым наполнителем в виде рубленых волокон.

6.9 Для определения упруго-прочностных характеристик при сдвиге образцов с У-образным надрезом используют образцы в виде балки прямоугольного сечения. похазанного на рисунке 4

Рисунок 4 — Образец


ГОСТР 56799—2015

6.10 Геометрические размеры образца указаны на рисунке 4. Длина образца [ — 76 мм, шири- Ha Bb -- 20 мм. расстояние межлу надрезами уу — 12 мм, глубина надрезов д —- 4 мм. При необходимости регулируют стандартный угол надреза до 90’. глубину надреза — до 20 %. а радиус надоеза г — до 1,3 мм для удовлетворения особых потребностеи в материалах. любое отклонение от этих значении должно быть зафиксировано в протокопе испытаний. Рекомендуемая толщина образца В --- от 3 до 4 мм. допускаются образцы инои толщины с занесением информации в протокоп испытании

6.11 Рекомендуется использовать накладки для образцов толщиной менее 2.5 мм для снижения концентрации напряжении в зоне фиксации образцов.



Накладки для образцов изготовляют из ортогонально армированных композитных или других материалов, модуль упругости которых в направлениях, перпендикулярных оси образца. но превышает модупь упругости в этих же направлениях материала образца, а относительное удпинение при разрушении накладок не должно быть моньше относительного удлинения испытуемого материала. Направление армирования волокон на припогающеи к образцу поверхности накладок дояжно совпадать с направлением армирования волокон образца. Рекомендуемая толщина накладок -—- 1.5 мм.

6.12 Накладки на образец рекомендуется фиксировать с помощью клея или инои технологии изготовления образца с накладками, указаннои в нормативных документах или технической документации.

6 13 Образец для испытаний при визуальном осмотре допжен иметь гладкую поверхность без вздутий, сколов. неровностеи, надрезов. царапин, трещин. расслоении. Требования к параллельности и перпендикулярности поверхностеи образцов указаны на рисунке 5


ГОСТР 56799—2015

Рисунок 5 — Требования к состоянию поверхности образцов с накладками и без накладок

6.14 Технология изготовления образцов. механическая обработка, место и направление их вы- резки должны соответствовать требованиям нормативных документов или технической документации на материал. Образцы материала однои марки, поступающие на испытания, должны быть изготовлены с применением одного и того же метода формования.

6.15 Для данного вида испытании очень важной является процедура механической обработки образца Если вырезку проводят из толстых плит. то требуется соблюдать меры предосторожности для избежания надрезов. подрезов. неровных или грубых (шероховатых} поверхностеи, или же дефектов расслоений, которые стали результатом несоответствующих способов механической обработки. Окончательные размеры образца получают методом прецизионного выпипивания. фрезерования или выточки с подводом воды в качестве смазки, рекомендуется использование инструмента с алмазным напылением. Торцы должны быть плоскими и параллельными, а также не выходить за пределы заданных допусков.


ГОСТР 56799—2015

6.16 Количество образцов для испытании однои партии материала должно быть не менес пяти для каждого режима испытания.

6.17 Любые откломения от условий. указанных в 6.10. должны быть отражены в протоколе испытаныио.

6.18 Для определения деформации при сдвиге на рабочую часть образцов предварительно производится аппликация тензометров под углами плюс 45° и минус 45, как указано на рисунке 6. Допу- скается аппликация тензометров на двух поверхностях образца. В случае если пренебречь кручением образца нельзя при испытании. тензометры под углами плюс 45: и минус 45: устанавливают на обеих сторонах образца. Следует учитывать возможное повреждение материала образцов при подготовке поверхности к установке тензометров.

Танзомегр

Рисунок 6 —- Схема апгликации тензометров на говерхность образца для определения модуля слвига

6 19 Изготовленные образцы маркируют в захватной части по разные стороны от поперечной оси симметрии образца номером партии и порядковым номером образца в партии. Маркировка должна позволять точно идентифицировать образцы. не должна повреждаться при испытании, а также влиять на выполнение и результат испытаний.

7 Проведение испытаний

7.1 Если заказчик испытания конкретно не определяет усповия предварительного кондиционирования, то кондиционирование не требуется, и образцы могут быть испытаны в том состоянии, в котором были подготовлены. В этом случае в протоколе должно быть отмечено. что кондиционирование образца не проводилось, а содержание влаги неизвестно.

7.2 Кондиционирование образцов проводят в соответствии с нормативными документами или тех- нической документацией на материал. Если в нормативных документах или технической документации на материал указания по кондиционированию отсутствуют. кондиционирование проводят при однои из стандартных атмосфер по ГОСТ 12423 или при впагопоглощении по ГОСТР 56762.

7.3 Перед испытанием в середине образца (между нарезами) измеряют толщилу и ширину. Среднее значение толщины и ширины образца по трем измерениям записывают в протокол испытаний.

7.4 Для измерения деформационных характеристик на образцы устанавливают тензодатчики, как указано в 6.18 {см рисунок 6).

7.5 Испытания проводял? в помещении при температуре и относительной влажности окружающего воздуха или другой среды. указанных в нормативных документах или технической докумонтации на материал. Если таких указаний нот. то исльтания проводят при температуре окружаю- шего воздуха [23 + 2) С. относительной впажности воздуха [50 + 10} %.

7.6 Оснастку перед проведением испытаний следуст осмотреть на наличие повреждений и износ.

7.7 До установки образца в приспособление проводят подключение и калибровку тензодатчиков. При отсутствии нагрузки на образец следует обнулить ипи принять за ноль текущее показание тензорезистора.

7.8 Образец устанавливают в прислособление и выравнивают центрирующей планкои так. чтобы ось между надрезами образца совпадала с осью приложения нагрузки. Для этого образец предварительно устанавливают в нижней части приспособления. выравнивая центрирующей планкой. Затем в нижнеи части приспособления немного зажимают губку, фиксирующую образец. при этом должен со-

10


ГОСТР 56799—2015

храниться зазор между губкои и образцом (избыточное усилие зажима образца может привести к его деформации и появлению предварительной нагрузки) Вторую половину приспособления подтягивают к образцу до полного контакта с поверхностью образца. Затем также без лишнего усилия затягивают губку на правом захвате. После этого проверяют соосность центрирующеи планки с осью испытании образца



7.9 Шкалу нагрузки зыбирают таким образом. чтобы измеряомая величина составляла от 20 % до 80 % максимального значения шкалы

7.10 Рекомендуется проводить испытания с управлением по деформации со скоростью дефор- мирования 0.001 мин ‘°. Скорость нагружения выбирают таким образом. чтобы длительность одного испытания составляла от 1 до 10 мин Рекомендуемая скорость перемешения активного захвата машины — 2 мм/мин с погрешностью не более + 0.1 ммлаин.

7.11 В процессе испытания фиксируют максимальную нагрузку. при которой произошло разру- шение образца или максимальную нагрузку по достижению 5 % деформации савига (;). В случае если образец но разрушился в пределах 5 % деформации сдвига. данные об этом заносят в протокол ис- пытаний.

7.12 Разрушенный образец осматривают для определения характера разрушения и классифицируют тип разрушения.

7.13 При испытании в усповиях повышенных или пониженных температур время. необходимое для полного прогрева или охлаждения образца до его испытания, должно быть установлено в нор- мативных документах или технической документации на испытуемый материал. Если таких указании нет, то время выдоржки образца при заданной температуре устанавливают не менее 20 мин на 1 мм его толщины.

7.14 Для контроля температуры к образцу крепят термопару. изолированную от окружающего воздуха.

7.15 Время достижения температуры испытания заносят в протокол испытании.

8 Обработка результатов испытаний

8.1 Прочность при сдвиге т. МПа, вычисляют по формуле

Р = — (1) wh

де т — прочность при разрушении или при 5 % деформации сдвига, МПа; Р -- нагрузка при разрушении или нагрузка. ограниченная 5 % деформации сдвига, Н; м — ширина образца между надрезами. мм; Н — толщина образца. мы.

8.2 Деформацию при сдвиго -.. для точки диаграммы вычисляют по формуле We fash te ge (2)

Ter — относительная деформация в /-и точке измерении в направлении плюс 45°.

+

м

-- относительная деформация в /-и точке измерении в направлении минус 45°.

^ wn

8.3 Максимальная деформация сдвига соответствует максимальному напряжению сдвига. зарогистрированному до разрушения или до 5 % деформации сдвига.

8.4 Модуль слвига С. ГПа, определяемый секущеи. рассчитывают с помошью формулы (3). в диапазоно измерении деформации сдвига (0.40 + 0.02) %. начиная с меньшего значения деформации в диапазоне от 0.15 % до 0.25 %. В случае отсутствия данных в конкретной концевой точке относительно разброса по деформациям (что часто происходит при использовании электронных приборов] испопьзу- ют самую ближнюю имеющуюся точку измерении. Графически модуль сдвига. определяемый секущеи. при сдвиго отображен на рисункс 7.

11


ГОСТР 56799—2015

где С — модуль сдвига. ГПа. Ат — разность в измеряемом напряжении при сдвиге между двумя точками деформаций, МПа; А’. —_ разность между двумя точками деформации (до 0.4 % деформации сдвига).

--- напряжение при сдвига в точке 1;

2 — напряжение при сдвигс в точке 2;

-- деформация слвига в точке 1.

--- деформация сдвига в точке 2

напражание сдвига, м па.

Деформация сдлигт, №

сунок 7 — Ty ая диаграмма испытания на с зцчас\ a3: 8 3 Рисунск 7 Типовая диаграмма испытания на сдвиг образца с У-образным надрезом

8 5 По окончании испытания проводят анализ разрушения. определяя тип. зону и местоположение разрушения, в соответствии с рисунком 8 и таблицеи 1. Код разрушения заносится в протокол ис- пытании.

12


ГОСТР 56799—2015

Гм 2 м

Рисунок 8 — Примеры обозначения типовых разрушений

Таблица 1 — Коды классификации разрушения образцов

Гервыи симасл Bierce cewnon Режим Зона разрушения Масто оззрушения

Горизонтальная трещина | — Рабочаячать | | — Рабочаячать | Внизу | 5 | Вертикальная трещина Участок надреза Вверху т | Угловая трещина ИИ ИЕ Вне рабочей зоны ВН Creea

| Разрушение в торце | в торце | Внескольних местах | нескольких местах | са |

Комбинированное Комбинация Между напрезами ee ре | | | неустановлео | установлено | В примыкании с надрезами | примыкании с надрезами Сверху или снизу вне рабочей эоны (с торца} Комбинация в | Не установлено

8.6 После испытании образцов проводят статистическую обработку результатов. Не рекомендует- ся принимать в расчет отдельные значения определяемых показателеи. не ухладывающиеся в границы доверительного интервала при доверительной вероятности Р = 0,95. При окончательном расчете количество образцов (л} должно быть не менее пяти.



13


ГОСТР 56799—2015

8.7 За результат испытании принимают среднее арифыетическос значение Х. рассчитываемое по формуле {4} всех параллельных определении. Для статистических данных рассчитывают среднеквадратическое отклонение $, . по формуле {5) и коэффициент вариации СУ. %. по формуле (6).

a Ex} _ _ м . 4} я=— ( где =n -— число образцов; х, — измерясмая характеристика. $ xo = ARF Sno in= 11 {5 где$, ‚ — среднеквадратическое отклонение $ СУ = 100 (6) х

где СУ — коэффициент вариации, %

9 Протокол испытаний

9.1 Розультаты испытании заносят в протокол испытаний. которыи должен содержать.

- данные стандарта испытании.

- ваименование материала и его компонентоя, в том числе тип армирующего наполнителя и схему укладки,

- наименование предприятия-изготовителя. метод изготовления. номер партии.

- число и тип образцов. их маркировку и геометрические размеры;

- способ кондиционирования. температуру и впажность испытательнои среды и среды кондиционирования.

- тип средств измерении и испытании, их заводской номер. класс точности датчика силы, данные капибровки и поверки,

- тий тензодатчика и его характеристики:

- режим испытания:

. значения прочности при сдвиге.

- значение модуля сдвига;

- вид разрушения и место разрушения для каждого образца;

- дату проведения испытании.

- фамилию. имя. отчество оператора. проводившего испытание,

- ссылку на настоящии стандарт.

9.2 Дополнительно протокол испытании может содержать диаграммы «напряжение — деформация сдвига». коды разрушения, фотографии образцов. статистическую обработку

Информация, приведенная в протоколе испытаний. должна обеспечивать достоверность контроля. его воспроизводимость и повторяемость.

13


ГОСТР 56799—2015

Приложение ДА {справочное)

Оригинальный текст невключенных структурных элементов

DA.1

1 Область применения

1.2 Значения. выраженные в единицах СИ или в дюймо-фунтах. рассматривают по отдельности как стандартнье. Значения, указанные в каждой системе. могут и не быть точными эквивалентами, поэтому обе системы следует независимо друг от друга. Комбинирование значений из двух систем может привести к несоответствию со стандартом.

1.3 Данный стандарт не предполагает освещения всех положечий касательно безопасности если таковые имеются. которые сопряжены с его использованием. Организация мероприятий пс обеспечению надлежащей безопасности и гигиены труда и определение применимости норматавных ограничений перед испопьзованием данного стандарта является ответственностью пользователя данного стандарта

ДА.2

5 Определяемые характеристики. уровень значимости и использование

5.1 Настоящий метод испытании предназначен аля погучения характеристик при сдвиге для определения технических харахтерис*ик материала, научных исследований. обеспечения качества, проектирования конструкции и расчетов. С помошью данного метода испытания могут быть оценены свойства материала на савиг в плоскости гибс межслойные, в зависимости от ориентации системы: координат матеркала по отношению к оси приложения нагрузки. Следующие факторы влияют на показатели прочности на разрыв и поэтому должны быть описаны материал, способ подготовки материала и укладка слоев. послеловательность упаковки контрольных экземпляров. подготовка контрольных экзампляров. состояние контрольных экземпляров. внешние условия проведения испь- тания. установка и закрепление образца. скорость испытания. время выдержки при определенной температуре. закрытая пористость и объемная доля армирования

5.2 Для не изотропных материалов характеррстики свойств могут быть определень в гюбых шести возможных плоскостях сдвига посредством ориентирования плоскости испытания по отношению к требуемой плоскости материала [1-2 или 2-1, 1-3 или 3-1. 2-3 или 3-2]. Для любого испытательно:о образца может быть оценена только одна плоскость сдвига Характеристики в направлении испытания. которые могут быть получены с помошью данного метода испытания

5.2.1 Зависимость напряжение деформация при сдвиге

5.2.2 Предельная прочность.

5.2.3 Предельная деформация.

5.2.4 Модуль упругости при слвига

5.2.5 Переходная деформация

ДА.З

6 Негативные факторы

6.* Подготовка матерралов и образцов. Известными гричинами высокого разброса данных являются неудовлетворитепьная практика изготовления материала. отсутствие контроля выравнивания вопокна и повреждения контрольного образца, вызванные неправильной обработкой.

6.2 Материалы и крупнозернистая структура Одним из основных допущения данного метода испытания является то, что материал должен быть относительно однородным по отношению к размеру рабочей части. С данны- ми размерами образца не следует испытывать материалы, которые имеют относительно крупные части в отношении размеров испьтательной секцри (такие, как жгуты из ткани с большим количеством нитей [нагример. 12 009 или более волокон] иги некоторые ггетеные конструкции). Возможно пропорциональное уеегичение масштабов образца и фитингов для размещения таких матеркалов. но это выходит за рамки данного метода испытания



6.3 Измерение модуля упругости. Расчеты в ланном методе испытании предполагают наличие напряженного состояния постоянного савага между надрезами Фактическая степень однородности изменяется в зависимости от уровня ортотропии материала и направления нагружения И анагиз. и всвохватывающее измерение экспериментагьного нагружения показали. что при спытании в 1—2 плоскостях {0], образцов дают слишком высокую оценку модуля упругости гоколо 10 *» спишком высоки дпя углерода’эпоксидной смолы), в то время как [90!., образцов одного и того же материала дают значение примерно на 20 % ниже. Наиболее точные измерения модугя сдвига в плоскости для санонаправленных материалов были показаны в спучае образцов типа [0%], Использование специализированных тензодагчиков сдвига, которые охватывают длину испытательной секции между корнями надрезов. позволяет измерить среднее напряжение сдвига даже при наличии неоднородного сдвига напряжения. и поэтому их можно рекомендовать.

15


ГОСТР 56799—2015

6.4 Эксцентриситет силы. Во время нагружения может произойти кручение образца, что повлияет на резуль- тать измерения предегов прочности и особенно модуля упругости Вращение может произойти из-за фитинга, не соответствующего установленным допускам. или слишком тонких (неустсичивых) образцов. неправильно установленных в фитичгах. не соответствующих установленным допускам из-за глохой годготовки образцов или конфигурации материала с крайне низкой устойчивостью к кручению. Рекомендуется. чтобы. по крайней мере. один экземпляр каждого образца был проверен на тензодатчике с дублирующей системой для оценки степени кручения.

Примечание 3 --- Кручение при незначительных изменениях устойчивости можно уменьшить пря гомощи тонкой приспособляемой сопрятающей поверхности {например, изоленты с пластмассовой основой! между фитингом и несущей поверхностью образца.

Оценить утол врашения образца, подставпяя модуль сдвига с каждой стороны, ба и СЪ в уравнение - GbpiGa + Gbil x 100. npn абсолютном напряжении 0.094. Если величина вращения более 3“. образцы следует гроверить на предмет гричин вращения и исправить, если это возможно. Есги причина неочевидна или исправление невозможно. а вращение сохраняется, то измерение модуля слвига сгедует проводить, используя среднюю величину показаний тензодатчиков с дубпирующей системся.

6.5 Геометрические изменения образца. Детальный анализ напряжения образца с \-образным надрезом показал. что корректировку размеров надрезов (угол надреза, глубина и радиус) можно свести к минимальной неравномерности в расгределении напряжений сдвига в результате орто’ропий материи. Чтобы свести к минимуму сложность этого метода испытания, был принят единый стандарт геометрических измерений. Тем не менее. изменения угла надреза. глубины и радиуса с цегью оптимизации производительности образца для конкретного материала явпяются приемлемыми. когда эти измененря четко обозначены в протоколе испытаний

6.6 Определение момента разрушения

6.6.1 материалы [0], — в образцах [0], испытанных в 1--2 плоскостях. в корне надреза обычно развивается вязимая трещина. вызывающая небольшое снижение усилия по окончательного разрушения. Небольшое снижение усилия. сопровождающее образование трещины: в корне надреза. не считается силой разрушения. скорее. сига. сопровождающая разрушение испытуемого участка, должна использоваться как сила разрушения;

66.2 материалы {90],, — в образцах [93],.. испытанных в 1--2 плоскостях, силу конечного разрушения определяют в виде максимальной силы, достигаемой на кривой „сила—смещение».

66 3 [9:90]... ЛМК. ударопрочные —- дгя [0:90]... ПМК или ударопрочных материалов сила разрушенря при совиге может быть ниже максимальной силы, достигаемой во аремя исгытаний. Для таких материалов волокна могут переориентироваться после разрушения при слвиге. что впоследствии позвогяет волокнам выдерживать большую часть сил. Эта переориентация. вероятнае всего, происходит в композитах с жестким матричным материагом. которые крайне нелинейны при сдвиге или в слоистых материалах содержаших внессевье волокна. В таких случаях усигие сдвига часто можно определить путем сопоставгения результатов визуального наблюдения разрушения материала ва испытательной секции с падением силь или значительным изменением наклона участка сипа—-перемещение. Кроме того. некоторые упаропрочные материалы могут деформироваться до такой степени, что разрушения при сдвиге не происходит вообще: скорее. образец. в конечном счете, разрушается в смешанном режиме. Следовательно, во избежание фиксации результатов, нерепрезентативных с точки зрания прочности на сдвиг, этот метод испытания заканчивается представлением данных по расчетной веформации сдвига, составляющей 5%

ДА.4

11.2 Общие указания

11.2.1 В протоколе необходимо указать любые отклонения от данного метода испытаний, намеренные или неизбежные

11.2.2 В случае. есль в протоколе указывают относительную плотность. плотность, объем армирующих эгементов или объем пустот. пробы отбирают из той же панеги. из которой изготавливают образец для проведения испытания на растяжение. Удельный вас и плотность могут быть оценены при помощи методики испытаний 0792

Объемное процентное содержание составных частей оценивают по одной из методик девулканизации матрицы. приведенных в методике испытаний 03171, либо. для ряда армирующих материалов. таких как стекго в керамика. путем выгорания матрицы го методу испытаний 02584. Уравнения. относящиеся к садержанию пустот {пористости|. методики испытаний 02734, относятся как к методике испытаний 02584, гак и к процедурам матрич- ного разложения.

11.2.3 После пюбой гроцедуры кондиционирования, но до начага испытания на сдвиг, провопят измерение и гротоколируют ширину образца по надрезу. в. с точностью до 25 мкм [0,001 дюйма]. а также топщину образца у надреза. Я. с точностью до 2.5 мкм [0.0001 дюима:.

Проволят расчет площади поперечного сечения спедующим образом

А=ихи.

16


ГОСТР 56799—2015



Фиксируют плещаль. полученную таким образом. в виде площади образца в поперечном сечении, А, в единицах измерения мм? [дюйм:]. Проввряют собгюдение потребных догусков в отношении угла надреза. глубины и радиуса.

11.2.4 Монтируют тензорезисторы в местах

12 Проверка

12 1 Значение максимально допустимых параметров не годгежат расчету применительно ко воем образцам. которые разрушаются при опредепенном очевилном дефекте, если только такой дефект не представляет собой исследуемую переменную Если расчать таких значенри по данному образцу не проводят. проводят повторные исгытания

12.2 При наличии значительной допи разрушений в выборочной совокупности. которая свидетельству- ет о наличие недопустимых режимов разрушений. необходимо повторно проанагизировать условия нагружения материала

Учитывавмые факторы полжны вкпючать в себя центровку приспособления. зазоры между приспособлением и образцом. сужение толшины образца, а также неравномерность механической обработки

ДА.6

15 Точность и погрешность

15.1 Точность

15.1.1 Серии предварительных межлабораторных испытаний.

Предварительные межлабораторные серии с использованием раннего издания данного метода испытания были проведены Комитетом АЗТМ 030 в семи габоратсориях. используя несколько конфигураций однонаправленных карбоновых эпоксидных и арамидных’эпоксидных сгоистых материагов, также как и случайным образом ориентированных полиэфирных листовых прессматериалов с короткими вогокнами [5МС}. Ппоскость савига. на которой проаодились испытания во всех случаях. была плоскость 1-2. Все испытания были проведены при условии один испытатель, одна испытательная установка и в один и тот же день. Детальные результаты данных межлабораторных испытаний были опубликованы 119}. Так как данный метод и понимание того. как его лучше применять. усовершенствовался с момента проведения этих межлабораторных испытаний. Комитет С 30 планирует обновление точных формулировок и последующую адаптацию данного метода испытания в качестве станларта

15 1.2 Результаты

Точность огредегена как 95 ":-ный доверительный интервал. требуемый дгя двух стандартных отклонений для испытанной выборки Дгя результатов внутри одной лаборатории инструкция Е177 называет это повторяемостью. когда как аля межлабораторных результатов ее называют воспроизволимостью

Резугьтаты. собранные в таблице 15.1, указьвают на то, что [6:96]. конфигурация слоистых материалов имеет низкое распределение прочности по сравнению с другими конфигурациями. Также о`мечен высокий разброс значений модуля упругости аля всех испытанных конфигурации. Это было в значительной степени отнесено не к сэмому методу испытания. а к отсутствию стандартного определения модуля упругости в проекте метода испьтания, который использовагся в межлабораторных испытаниях.

Таблица 15.1 — Конфигурация и материаг образцов

Кочфи‘урация и матеиал

карбон!эпоксид (С]., карбон! эпоксид

(0]., арамидуэлоксид

[90], арамил’эпоксид

Погрешность не может быть опредегена для данного метода испытания. так же как и не могут быть гриведены ссыгочные стандарты

17


ГОСТР 56799—2015

Приложение ДБ (справочное)

Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой примененного в нем стандарта АСТМ

Таблица ДБ. 1

Структура настоэнщело стандарта Струз ‘ура стакдира АСТМ 0517905579 № tk

о = | ee

| 321-325 | . 3.2.1—3.2.5 ват Г [| азиз

SESS ESSE рр р р =

ae [= | ee a ord ee fd

| 713-715 | 11.4;11.9


ГОСТР 56799—2015

Окончание таблицы ДБ.

Стоу ура настящей: стандарта Струвгура стачазрта АСТМ 2537

ser p= re ee = [= | в = esse ee [ия Ss = es

—_— —

* Данный раздел (подраздел. пункт) исключен. т к его положения носят поясняющий и справочный характер.

* * Данный раздел (подраздел. пункт! исключен, т. к. его погожения размещены в другрх раздегах настоящего стандарта.

19


ГОСТР 56799—2015

УДК 691.175:006 354 OKC 19.060

Ключевые слова: композиты полимерные. прочность при сдвиге, модуль упругости при сдавиге. испытания на сдвиг



Редактор В.М. Костылева Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор М.И. Пвршина Компьютерная верстка Е.А

e276 preteen 2105 206 Dopaat

or 245 38 393 Sar

Caato 29.5 ec

Издано м во ФГУП о СТАНДАРТАНЕСРМ. 1:1905 Маска пер 3 awa осин "а пюаои та


Похожие документы