Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания на сжатие при нормальной, повышенной и пониженной температурах

1. 1. Предел прочности при сжатии (сЦ ), МПа, определяют по формуле

F^c

qC _ ' max

^в “ ’

где F^ —наибольшая нагрузка, предшествующая разрушению образца, Н;

b-h — площадь поперечного сечения образца, мм².

2. 2. Модуль упругости при сжатии Е^с, МПа, определяют по формуле

_гс_ I 1

£ b-h Д/ b • h ' д₅с ’

где AF^с— приращение нагрузки, Н;

I — база тензометра, мм;

А/ — изменение базы тензометра (продольная деформация мерной базы) при изменении нагрузки на A F^Q, мм;

л р АI '

ае_н — изменение относительной продольной деформации ра-

бочей части образца, измеряемое тензодатчиками соп­ротивления, при изменении нагрузки на АК^С .

3. 3. Коэффициент Пуассона V определяют по формуле

^Деп ³

где Age — изменение поперечной относительной деформации об­разца при изменении нагрузки на АК^е, замеренной по ширине или толщине образца (в зависимости от задания).

4. 4. Статистическую обработку результатов испытания проводят по ГОСТ 11.004—74 при доверительной вероятности 0,95.

5. 5. Форма протокола испытаний дана в рекомендуемом прило­жении 3.

6. 6. Конструкция приспособления для испытания образцов на сжатие дана в рекомендуемом приложении 4.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рекомендуемое

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ

її. Модуль упругости Е^с определяют отношением напряжения о^с к соответ­ствующей относительной деформации є^с .

7. Метод определения модуля упругости основан на изменении относитель­ной деформации е^с при дву-, трехкратном нагружении — разгружении образ­ца (см. черт. 4 настоящего стандарта) в заранее выбранном диапазоне нагру­зок в пределах начального линейного участка диаграммы о-—е^с .

Деформацию измеряют тензорезисторами, электротензометрами, механи­ческими или оптико-механическими тензометрами и другими приборами, отвеча­ющими требованиям, указанным в п. 21.6

.

8. В качестве регистрирующей аппаратуры применяют осциллографы, изме­рители статических деформаций, потенциометры типа ПДС-0Й1 или другие при­боры с чувствительностью не ниже Ь'ГОг⁵ относительных единиц деформаций.

9. На рабочей части образца укрепляют измерители деформаций (тензодат­чики наклеивают за 16—24 ч до испытаний) и устанавливают образец на испы­тательной машине.

10. Подсоединяют к измерителям деформаций регистрирующую аппаратуру и нагружают образец силой, составляющей 10—20 % предела статической проч­ности испытываемого материала. Затем уменьшают нагрузку до 2.—5 % и при­нимают это состояние за исходное.

11. Образец подвергают при заданной скорости деформирования неоднократ­ному нагружению—разгружению и при каждом нагружении считывают показа­ния деформаций при двух нагрузках — начальной, равной 2.—5 % от величины нагрузки F^ax > ^и максимальной — 30—501% F ^_1а._;.

12. По измеренным величинам деформаций, соответствующим заданному при­ращению нагрузки, для каждого нагружения определяют модуль упругости сог­ласно п. 6.2. За результат определения £^с принимают среднее арифметическое всех нагружений.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рекомендуемое

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПУАССОНА

1. Коэффициент Пуанссона определяют отношением поперечного отно­сительного удлинения к продольному относительному укорочению при сжатии образца в пределах начального линейного участка диаграммы о^с—е^с .

2. М
   етод определения коэффициента Пуассона основан на измерениях от­носительных продольных и поперечных деформаций образца (см. черт. 4 нас­тоящего стандарта) в процессе непрерывного или сту­пенчатого нагружения его при сжатии.

3. Деформации измеряют тензорезисторами или электротензометры или механические тензометры. При использовании тензодатчиков сопротивления они нак­леиваются в продольном (/) и поперечном (2) направ­лениях в середине образца с двух его сторон (см. чер­теж).

4. В качестве регистрирующей аппаратуры при из­мерении деформаций применяют осциллографы, изме­рители статических деформаций, потенциометры типа ПДС-СйЧ -и другие приборы, имеющие чувствительность не ниже 1-Ю-⁵ относительных единиц деформаций.

5. На рабочей части образца укрепляют измерите­ли деформаций (тензодатчики наклеивают за 16—24 ч до испытаний) и устанавливают его на испытательной машине.

6. Подсоединяют к измерителям деформаций регистрирующую аппаратуру и нагружают образец силой, составляющей 10—20 % предела статической проч­ности материала. Затем уменьшают нагрузку до 2—5 % и принимают это сос­тояние за исходное.Образец подвергают неоднократному непрерывному или ступенчатому на­гружению—разгружению до требуемого уровня (30—50 % ^тах) ^ПР^И заданной скорости перемещения активного захвата и при каждом нагружении считывают показания продольных и поперечных относительных деформаций для двух уров­ней — начального и конечного.

8.. При ступенчатом нагружении показания относительных деформаций счи­тывают не менее чем на трех-четырех ступенях, величина каждой из которых составляет 5—-ГО % от разрушающего усилия.

9. По измеренным относительным деформациям для каждой ступени вы­числяют коэффициент Пуассона согласно п. 6.3.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рекомендуемое

ПРОТОКОЛ

испытания на сжатие по ГОСТ

ОТ « » 19 г.

1. Аппаратура

Испытательная машина ; -

Измеритель (и) деформаций

Регистрирующая аппаратура _____ : :

2. Образцы

Количество образцов

Материал (ТУ, завод-изготовитель, номер партии) содержание арматуры по объему (весу), %

Расположение арматуры в образцах

Условия кондиционирования (время, температура, относительная влажность)

3. Условия испытаний

Температура '

Относительная влажность

Время выдержки при повышенной (пониженной) температуре

Режим нагружения (непрерывное, ступенчатое)

Скорость нагружени

4. яРезультаты испытаний и их обработка

1) При определении предела прочности

3) При определении коэффициента Пуассона ч^с

1

2

п

Приложения: ,

(диаграммы деформирования, фотографии и др.)

Испытатель(—и): (фамилия, подпись)

Обработал^—и): (фамилия, подпись)

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Рекомендуемое

КОНСТРУКЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ
ОБРАЗЦОВ НА СЖАТИЕ

Сборочный чертеж приспособления для определения упругих и прочностных характеристик при сжатии приведен на черт, 1. Приспособление состоит из двух пар клиновидных зажимов 4, заключенных в цилиндрический корпус 1. Ролико­вые направляющие 7 исключают возможность перекоса зажимов относительно вертикальной оси образца и обеспечивают равномерную передачу давления на его опорные поверхности.

Приспособление для испытания образцов на сжатие

120

2—зажим; 3 и 4 —клин; 5—опора;