Guía de prueba de resistencia al corte de haz corto ASTM D2344

Puntos centrales de los materiales compuestos ASTM D2344 y su método de prueba de resistencia al corte de haz corto laminado

1. Definición estándar y ámbito de aplicación

1). Propósito central

Mida la resistencia al corte de haz corto (resistencia al corte interlaminar) de compuestos a base de polímeros reforzados con fibra de alto módulo y sus laminados utilizando el método de carga de flexión de tres puntos.

2). Materiales aplicables

Materiales compuestos a base de polímeros reforzados con fibras continuas o discontinuas (como fibra de carbono, matriz de resina reforzada con fibra de vidrio).

El material debe cumplir con los requisitos de propiedades elásticas que sean simétricas y equilibradas alrededor del eje longitudinal de la viga.

El espesor máximo de la muestra es de 6 mm (0,25 pulgadas), que se puede mecanizar a partir de placas planas o curvas.

2, principios y métodos de prueba

1). Tamaño de la muestra y control de la extensión

La longitud de la muestra suele ser de 20-30 mm, y el ancho y el grosor deben ser uniformes.

La relación entre el tramo y el espesor está estrictamente limitada a 4:1 (envergadura = 4 x espesor de la muestra) para garantizar que el esfuerzo cortante se concentre en la región entre capas.

2). Condiciones de carga

Velocidad de carga: Carga continua a una velocidad constante de 1-2 mm/min.

Condiciones de terminación: Reducción de carga del 30%, fractura de la probeta o desplazamiento superior al espesor nominal.

Cálculo de resistencia: De acuerdo con la carga máxima a la rotura P_max, el ancho de la muestra b y el espesor h, la resistencia al corte de la viga corta se calcula utilizando la fórmula: 

3, pruebe los puntos de control clave

1). Precisión del procesamiento de muestras

La tolerancia dimensional debe controlarse dentro de ± 0,03 mm para evitar la carbonización de la resina o las microfisuras causadas por el pulido manual o el corte en seco.

Se recomienda utilizar herramientas de corte con recubrimiento de diamante combinadas con tecnología de microlubricación (MQL), con una velocidad de husillo de ≥ 8000 rpm.

2). Control ambiental

Entorno de prueba estándar: temperatura 23 ± 2 °C, humedad 50 ± 5%.

3). Verificación del modo de falla

Los modos de falla típicos incluyen delaminación entre capas, agrietamiento de la matriz, etc., que deben confirmarse mediante TC industrial (resolución ≤ 5 μ m) u observación microscópica.

4, Aplicación y limitaciones

1). Objetivo principal

El control de calidad y las especificaciones del proceso son especialmente adecuados para la evaluación rápida de la fuerza de unión entre capas en materiales compuestos.

2). Explicación de las limitaciones

La resistencia de las vigas cortas no se puede equiparar directamente con una sola propiedad del material (como la resistencia al corte pura) debido a la influencia de estados de tensión complejos y fallas multimodo.

La discreción de los resultados de las pruebas debe controlarse estrictamente (el coeficiente de variación debe ser ≤ 5%), y el procesamiento no estándar puede conducir a desviaciones de datos de hasta el 30%.

5, normas y equipos relacionados

Estándares de referencia: ASTM D3039 (tracción), ASTM D3410 (compresión), GB / T 1446 (requisitos generales de prueba), etc.

6, equipo clave: Dispositivo de flexión de tres puntos (que garantiza la precisión del tramo), máquina de prueba de velocidad constante (como la máquina de prueba de tracción), tomografía computarizada industrial o micrómetro láser.

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