复材断裂力学性能测试-张开型裂纹测试的工装解决方案
ZwickRoell
今在生物医学、光电子、半导体等领域,对其产品的断裂性能提出了许多新的需求;同时在工程技术领域,材料的耐久性和可靠性也越来越受到关注,这就要求技术人员对材料破坏现象的产生、发展和失效的整个过程进行深入的研究和探讨。其中裂纹扩展是材料力学性能一个重要的参数。
根据外加应力的类型及其与裂纹扩展面方向的关系,裂纹扩展的基本模式可分为三种类型:
特征是拉伸应力垂直于裂纹扩展面,裂纹上下表面沿作用力的方向张开,裂纹沿裂纹面往前扩展。
裂纹的扩展受剪切应力控制,剪切应力平行作用于裂纹面且与裂纹起始端面垂直,裂纹沿裂纹面平行滑开且扩展。
剪切应力平行作用于裂纹面,且与裂纹起始端面平行,裂纹沿裂纹面撕幵扩展。
复合材料由于其材料特殊性,选择合适的测试工装是确保可靠测试结果的关键环节。ZwickRoell在复合材料领域有多年的经验,研发出针对张开型裂纹测试的工装解决方案,已在复合材料力学性能检测中得到广泛应用。
ZwickRoell GIC试样工装和加载块用于对长纤增强复合材料DCB试样(双悬臂梁试样)能量释放因子(GIC)的测量,并根据以下标准进行测试:
ISO 15024 | prEN 6033 |
ASTM D5528 | AITM 1-0005 |
AITM 1-0053 | BSS 7273 |
在试验开始前,需将专用加载块粘接在试样上,并通过直径8mm的安装孔与试验机横梁连接。加载块受到横梁拉伸力进而产生裂纹开口。
试样安装更换方便。
可安装同步摄像头自动跟踪裂纹发展,并在软件上实时显示整个测试过程,改变传统测试过程中操作人员紧盯试样裂纹变化,减少人为误差,确保测试结果的可靠性和溯源性。
混合模式弯曲测试工装符合ASTM D6671的测试要求,对单向纤维增强复合材料试样在模式I和模式II混合加载下的能量释放因子进行测量。张开型裂纹(模式I)是通过右侧的铰链连接施加的拉伸力产生的;面内剪切型裂纹(模式II)是通过弯曲加载产生的。两种模式加载的比例可以通过工装上的杠杆臂的施力位置来调整,可实现100%II型加载模式到不同程度的与I型混合加载。
模式I的加载程度可根据需要调节。
滚珠轴承式的砧座设计有效防止摩擦力的干扰。
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