1
Доступно поисковых запросов: 1 из 2
Следующий пробный период начнётся: 10 октября 2022 в 04:25
Снять ограничение

ГОСТ Р 57041-2016

Композиты полимерные. Метод определения характеристик при изгибе изогнутой балки
Действующий стандарт
Проверено:  02.10.2022

Информация

Название Композиты полимерные. Метод определения характеристик при изгибе изогнутой балки
Дата актуализации текста 01.01.2021
Дата актуализации описания 01.01.2021
Дата издания 22.09.2016
Дата введения в действие 01.03.2017
Область и условия применения Настоящий стандарт устанавливает метод определения характеристик при изгибе изогнутой балки, изготовленной из непрерывного композитного материала, армированного волокнами, с использованием образца криволинейной балки, изогнутого на 90. Криволинейная балка состоит из двух прямых участков, соединенных коленом с углом 90, внутренним радиусом 6,4 мм. Данный метод испытаний применим для композитных материалов, состоящих из слоев ткани или слоев однонаправленных волокон. Данный метод испытаний также применим для определения межслойной прочности на растяжение, если используют однонаправленный образец, волокна которого непрерывно проходят через прямые и изогнутую секции
Опубликован Официальное издание. М.: Стандартинформ, 2016 год
Утверждён в Росстандарт


ГОСТ Р 57041-2016

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОМПОЗИТЫ ПОЛИМЕРНЫЕ

Метод определения характеристик при изгибе изогнутой балки

Polymer composites. Method of determination of the characteristics of flexural curved beams

ОКС 83.120

Дата введения 2017-03-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации материалов и технологий" (ФГУП "ВНИИ СМТ") совместно с Открытым акционерным обществом "НПО Стеклопластик" (ОАО "НПО "Стеклопластик") при участии Объединения юридических лиц "Союз производителей композитов" (Союзкомпозит) и Автономной некоммерческой организацией "Центр нормирования, стандартизации и классификации композитов" (АНО "Стандарткомпозит") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 497 "Композиты, конструкции и изделия из них"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 сентября 2016 г. N 1047-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к стандарту АСТМ Д 6415/Д 6415М-06а* (2013) "Стандартный метод испытаний для измерения прочности криволинейной балки из композитного материала с полимерной матрицей, армированного волокнами" (ASTM D6415/D6415M-06а (2013) "Standard Test Method for Measuring the Curved Beam Strength of a Fiber-Reinforced Polymer-Matrix Composite", MOD). При этом дополнительные слова, фразы, ссылки, включенные в текст стандарта, выделены курсивом**.

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей.

** В бумажном оригинале обозначения и номера стандартов и нормативных документов в разделе "Предисловие", приложениях ДБ, ДВ и ДГ приводятся обычным шрифтом; отмеченные в разделе "Предисловие" знаком "**" и остальные по тексту документа выделены курсивом. - Примечание изготовителя базы данных.


Из раздела 2 исключены нормативные ссылки на стандарты АСТМ Д883, АСТМ Д3878, АСТМ Е6, АСТМ Е177 и АСТМ Е456 в связи с применением в тексте настоящего стандарта терминов по ГОСТ 32794.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

Пункты и подпункты, не включенные в основную часть настоящего стандарта, приведены в дополнительном приложении ДА.

Отдельные структурные элементы изменены в целях соблюдения норм русского языка и технического стиля изложения, а также в соответствии с требованиями ГОСТ Р 1.5.

Оригинальный текст модифицированных структурных элементов международного стандарта и объяснение причин внесения технических отклонений приведены в дополнительных приложениях ДБ.

Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов стандартам АСТМ, использованным в качестве ссылочных в примененном стандарте АСТМ, приведены в дополнительном приложении ДВ.

Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой указанного стандарта приведено в дополнительном приложении ДГ

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона "О стандартизации в Российской Федерации"**. Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет (www.gost.ru)

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод определения характеристик при изгибе изогнутой балки, изготовленной из непрерывного композитного материала, армированного волокнами, с использованием образца криволинейной балки, изогнутого на 90°. Криволинейная балка состоит из двух прямых участков, соединенных коленом с углом 90°, внутренним радиусом 6,4 мм.

Данный метод испытаний применим для композитных материалов, состоящих из слоев ткани или слоев однонаправленных волокон.

Данный метод испытаний также применим для определения межслойной прочности на растяжение, если используют однонаправленный образец, волокна которого непрерывно проходят через прямые и изогнутую секции.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты*:

________________

* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.


ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 6507-90 Микрометры. Технические условия

ГОСТ 12423-2013 (ISO 291:2008) Пластмассы. Условия кондиционирования и испытания образцов (проб)

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

ГОСТ 32794-2014 Композиты полимерные. Термины и определения

ГОСТ Р 56762-2015 Композиты полимерные. Метод определения влагопоглощения и равновесного состояния

ГОСТ Р 56813-2015 Композиты полимерные. Руководство по изготовлению пластин для испытания и механической обработке

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 32794, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 приложенный момент М: Момент, приложенный к криволинейному участку образца.

3.2 прочность криволинейной балки CBS: Момент, приходящийся на единицу ширины, M/w, приложенный к криволинейной части испытуемого участка, вызывающий резкое уменьшение приложенной нагрузки или расслоение.

3.3 прочность на растяжение между слоями : Прочность композитного материала в направлении, не совпадающем с плоскостью (по толщине).

     4 Сущность метода

Для измерения прочности криволинейной балки из композитного материала с полимерной матрицей, армированного волокнами, используют образец криволинейной балки с углом изгиба 90° (рисунок 1). Прочность криволинейной балки - это отношение момента к ширине, при котором начинается расслоение. Если криволинейная балка является однонаправленной и наблюдают соответствующий режим разрушения, рассчитывают межслойную прочность на растяжение (по толщине). Криволинейная балка должна быть постоянной толщины и состоять из двух прямых участков, соединенных коленом с углом 90° и внутренним радиусом 6,4 мм. Криволинейную балку нагружают четырехточечным изгибающим приспособлением, что создает постоянный изгибающий момент в криволинейной части. При этом в криволинейной части создаются растягивающие напряжения вне плоскости слоя, что приводит к разрушению образца.


- внутренний радиус; L - длина прямого участка; t - средняя толщина образца; w - ширина образца

Рисунок 1 - Геометрические параметры испытуемого образца

     5 Оборудование

5.1 Машина для испытаний по ГОСТ 28840, обеспечивающая нагружение образца с заданной постоянной скоростью перемещения активного захвата, измерение нагрузки с погрешностью не более ±1% измеряемой величины, а также возможность регулирования скорости нагружения образца.

5.1.1 Машина для испытаний должна быть снабжена двумя траверсами, на каждом из которых могут перемещаться по две опоры.

5.1.2 Траверсы должны обеспечивать неподвижность опор при испытаниях и иметь шкалу с ценой деления 1 мм, позволяющую устанавливать опоры на заданном расстоянии.

5.1.3 Машина для испытаний должна быть оснащена зажимными приспособлениями, способными жестко удерживать на месте половину четырехточечного изгибающего зажима. Для обеспечения точки крепления каждого зажима следует использовать металлическую Т-образную конструкцию для каждого зажима. Нижнюю часть "Т" зажимают, а верхняя является плоской поверхностью для установки каждой половины крепления.

5.2 Четырехточечное* изгибающий стенд для нагружения образца, приведенный на рисунке 2. Примеры несущих креплений приведены в приложении А. Цилиндрические нагрузочные штанги должны иметь диаметр D от 6 до 10 мм и должны быть установлены на роликовых подшипниках. Расстояние между осями штанг должно составлять (100±2) мм для нижнего крепления и (75±2) мм - для верхнего крепления.

___________________

     * Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных

          


- общее усилие, приложенное четырехточечным изгибающим зажимом; - относительное взаимное перемещение верхней и нижней половин четырехточечного изгибающего зажима; - диаметр цилиндрических нагрузочных штанг четырехточечного изгибающего зажима; , - расстояния по горизонтали и вертикали между двумя соседними нагрузочными штангами соответственно; - усилие, прилагаемое к образцу одной нагрузочной штангой; - расстояние между осями нижних нагрузочных штанг четырехточечного изгибающего зажима; - расстояние между осями верхних нагрузочных штанг четырехточечного изгибающего зажима; - расстояние вдоль прямолинейных участков балки между осями верхней и нижней нагрузочных штанг; - угол между нагрузочной штангой и горизонталью

Рисунок 2 - Криволинейная балка в четырехточечном изгибающем зажиме

5.3 Прибор для измерения относительного осевого перемещения верхнего и нижнего креплений с погрешностью не более ±1% измеряемой величины.

5.4 Прибор для регистрации зависимости силы от сдвига ( от ) в процессе испытания.

5.5 Микрометры по ГОСТ 6507, обеспечивающие измерение толщины и ширины образцов с точностью ±0,025 мм.

5.6 Штангенциркули по ГОСТ 166, обеспечивающие измерение толщины и ширины образцов с точностью 0,025 мм.

5.7 Климатические камеры для кондиционирования образцов в заданных условиях, обеспечивающие поддержание заданной температуры с точностью ±3°С и воздействие других климатических факторов при необходимости.

     6 Подготовка к проведению испытаний

6.1 Отбор образцов

Для испытаний используют не менее пяти образцов, если иное не установлено в нормативном документе или технической документации на изделие.

6.2 Геометрические параметры образца

6.2.1 Размеры

Геометрические параметры образца указаны на рисунке 1. Толщина поперечного сечения многослойного материала должна быть постоянной. Толщина должна быть от 2 до 12 мм, ширина - (25±1) мм, внутренний радиус закругления - (6,4±0,2) мм. Длина нагружающей балки должна быть не менее 90 мм, но такой, чтобы исключить контакт с основанием крепления. Угол между двумя нагружаемыми прямолинейными участками должен составлять 90°±3°.

6.2.2 Последовательность укладки слоев

6.2.2.1 Измерение прочности криволинейной балки

Используют любую последовательность укладки слоев с соблюдением размеров образца.

6.2.2.2 Измерение межслойной прочности

Последовательность слоев должна быть однонаправленной, а в криволинейной секции волокна должны располагаться по окружности. Для сравнительного контроля межслойной прочности следует использовать образцы с таким количеством слоев, чтобы их толщина составляла (4,2±0,2) мм.

6.3 Подготовка образцов

Подготовка образцов - по ГОСТ Р 56813, а также следующее:

6.3.1 Формование изделия следует проводить в прессе для получения более точного значения внутреннего радиуса, при этом контролируют выравнивание волокон. Допускается использовать сочетание штампа и пресс-формы либо полностью закрытую форму. Способ изготовления образцов указывают в протоколе испытаний.

6.3.2 Образцы должны иметь ровные поверхности, без сколов, трещин, расслоений и других дефектов, заметных при визуальном осмотре.

Все поверхности образцов должны быть плоскими и параллельными.

Фрезерованные грани образца при необходимости полируют до получения гладких поверхностей, что облегчает визуальное распознавание расслоения. Допускается грани криволинейного участка покрывать тонким белым слоем, например корректирующей жидкости, растворимой в воде, что облегчит обнаружение расслоения.

6.3.3 Испытуемые образцы маркируют. Маркировка должна содержать порядковый номер образца и сведения о материале, из которого образец был получен. Маркировка должна сохраняться в течение всего испытания.

6.4 Условия кондиционирования образцов

6.4.1 Стандартное кондиционирование

Образцы кондиционируют по ГОСТ Р 56762 (метод С), если иное не установлено в нормативном документе или технической документации на изделие.

Образцы хранят и испытывают при стандартной атмосфере 23/50 по ГОСТ 12423.

6.4.2 Сушка в печи

Если проводят измерение прочности многослойного материала, высушенного в печи, образцы кондиционируют по ГОСТ Р 56762 (метод D).

     7 Проведение испытаний

7.1 Измеряют ширину образца w в криволинейной части в двух местах и толщину каждого образца в нескольких местах криволинейной и обеих прямолинейных частей, а также угол между внутренними поверхностями двух прямолинейных участков для расчета (0,5 угла между прямолинейными участками). Расхождение толщины - не более 5% номинального значения. Погрешность измерения - не более 1%. Фиксируют среднюю толщину обоих прямолинейных и криволинейных участков. Значения размеров в миллиметрах округляют до трех значащих цифр.

7.2 Устанавливают скорость перемещения опор в соответствии с нормативным документом или технической документацией на изделие. При отсутствии этих данных скорость перемещения опор устанавливают такой, чтобы разрушение образца происходило в течение 1-10 мин. Рекомендуемая скорость перемещения опор - 0,50 мм/мин.

7.3 Испытания проводят в помещении или закрытом объеме при температуре (23±2)°С или при той же влажности, при которых проводилось кондиционирование, если иное не установлено в нормативном документе или технической документации на испытуемое изделие.

Испытания при повышенных и пониженных температурах проводят в специально предусмотренных климатических камерах. Температуру испытания и допускаемые ее отклонения определяют в соответствии с нормативным документом или технической документацией на испытуемое изделие.

7.4 Четырехточечное изгибающее крепление устанавливают в машину для испытаний. Крепление устанавливают таким образом, чтобы все нагружающие штанги были параллельны относительно друг друга. Расстояние между осями верхних и нижних нагружающих штанг справа и слева должно быть одинаковым в процессе испытания.

7.5 Образец устанавливают в крепление таким образом, чтобы он был отцентрирован между нагружающими штангами. Грани образца должны быть перпендикулярны к нагружающим штангам, чтобы каждая из штанг соприкасалась с образцом по всей его ширине.

7.6 Нагружают образец с заданной скоростью и фиксируют зависимость силы от смещения наконечника, а также максимальное усилие, усилие в момент разрушения, смещение наконечника в момент разрушения. Значения регистрируют непрерывно или через одинаковые интервалы так, чтобы при проведении испытания было зафиксировано не менее 300 значений.

Примеры зависимости силы от смещения приведены на рисунках 3 и 4.


- сила, Н; - смещение наконечника, мм

Рисунок 3 - Типовая зависимость для однонаправленного образца


- сила, Н; - смещение головки, мм; 1 - начальное расслоение; 2 - вторичное расслоение; 3 - падение на 50%

Рисунок 4 - Типичная зависимость для разнонаправленного образца

7.7 По мере увеличения нагрузки образец начинает деформироваться. Необходимо следить за его гранями, чтобы зафиксировать момент начала расслоения. Начало расслоения обычно сопровождается резким уменьшением усилия. Типовые зависимости приведены для однонаправленного образца (для использования в расчетах межслойной прочности) и для разнонаправленного образца (для использования в расчетах CBS) на рисунках 3 и 4 соответственно.

7.8 Испытания прекращают после того, как сила снижается до половины максимального значения. Во время испытания регистрируют силу и смещение, чтобы зафиксировать все вторичные расслоения.

     8 Обработка результатов

8.1 Прочность криволинейной балки (момент/ширина) рассчитывают по значению суммарного усилия в момент его первого падения (соответствующий началу расслоения). Межслойную прочность определяют по уравнениям для криволинейного сегмента с цилиндрической анизотропией. На каждый прямолинейный участок действует пара сил, и испытуемый участок испытывает только усилие изгиба (т.е. результирующая сила равна нулю). Исходным данным по нагрузке для уравнений напряжения является момент.

8.2 Прочность криволинейной балки

Закупки не найдены
Свободные
Р
Заблокированные
Р
Роль в компании Пользователь

Для продолжения необходимо войти в систему

После входа Вам также будет доступно:
  • Автоматическая проверка недействующих стандартов в закупке
  • Создание шаблона поиска
  • Добавление закупок в Избранное