Приложение ДА (справочное). Оригинальный текст невключенных структурных элементов

Приложение ДА
(справочное)

Оригинальный текст невключенных структурных элементов

ДА.1

1.6 В настоящем стандарте не предусмотрено рассмотрение всех вопросов обеспечения безопасности, связанных с его применением. Пользователь настоящего стандарта несет ответственность за установление соответствующих правил по технике безопасности и охране здоровья, а также определяет целесообразность применения законодательных ограничений перед его использованием.

ДА.2 5 Значение и применение

5.1 Восприимчивость к повреждению по причине воздействия сосредоточенных поперечных усилий является одной из главных характеристик в технических решениях множества конструкций, изготовленных из высококачественных слоистых композитов. Наличие сведений о свойствах стойкости к повреждениям у пластин из слоистых композиционных материалов представляет практическую ценность для разработки изделия и отбора материалов.

5.2 Метод QSI (quasi-static indentation) может удовлетворять нижеследующим потребностям.

5.2.1 Моделирование соотношений по кривой "сила-смещение" с ударными нагрузками, которые регулируются граничными условиями. Подобные факты зачастую соотносятся с ударным воздействием грузов с относительно большой массой, низкой скоростью падения твердого тела на пластины, характеризующиеся относительно малым участком, на котором отсутствуют опоры. Так как испытание проводят медленно с позиционным управлением, желаемое состояние повреждения можно получить контролируемым образом. По причине колебаний, фиксируемых в истории приложении усилия, зачастую трудно связать определенные события повреждения с усилием при испытании на удар падающим грузом. Кроме того, конкретная последовательность событий повреждений может быть установлена в течение квазистатического нагружения, когда окончательное состояние повреждения может быть установлено после испытания на удар падающим грузом.

5.2.2 Обеспечение оценки работы удара, требуемого для достижения аналогичного состояния повреждения - применительно к испытанию на удар падающим грузом, в том случае, если все оставшиеся параметры остаются без изменений.

5.2.3 Количественное определение влияния на стойкость к повреждениям сосредоточенной силой вдавливания схемы укладки, обработки поверхности, изменчивости в объемной доли волокон, а также обработки и параметров окружающей среды.

5.2.4 Количественная оценка относительных значений параметров стойкости к повреждениям для композиционных материалов, имеющих различные элементы состава. Параметры линейной характеристики повреждения могут учитывать глубину вмятины, размеры повреждений, места поперек слоя, , , и , а также кривую зависимости силы от смещения индентора.

5.2.5 Определение силы для повреждения на образце для проведения последующих испытаний на сопротивление разрушению, например указанных в АСТМ 7137.

5.2.6 Измерение линейной характеристики вдавливания у образца с и без деформационных колебаний изгиба при помощи двух конфигураций образцов для испытаний (с опорами по краям, а также - образца, который поддерживается в неподвижности).

5.3 Полученные при данной методике испытаний свойства могут обеспечить методологию в части предполагаемой способности композиционных структур с аналогичным материалом, толщиной, схемой укладки и прочим быть стойкой к повреждениям. Тем не менее, необходимо понимать то, что стойкость композитной структуры к повреждениями в значительной степени зависит от нескольких факторов, среди которых геометрические параметры, толщина, жесткость, масса, состояние опор и пр. Большие различия в отношениях между силой/энергией, а так же получившегося состояния повреждения могут в конечном итоге иметь место по причине разности указанных параметров.

К примеру, свойство, полученное при использовании опоры образца по краям, с большой долей вероятности будет отражать характеристики стойкости к повреждениям нежесткой монолитной обшивки (оболочки) или стенки, но не оболочки, которая крепится к подложке, устойчивой к поперечной деформации. Аналогичным образом свойства образцов для испытаний предполагаются эквивалентными тем, которые имеются у панели с теми же длиной и шириной, по сравнению с теми, которые имеют гораздо большие размеры, чем размеры образца для испытаний, на котором имеется тенденция к отведению большей доли энергии в область упругих деформаций.

5.4 Геометрические параметры типового индентора включают в себя полусферический притупленный наконечник. Исторически сложилось так, что для типовой конфигурации слоистого материала подобные геометрические параметры индентора привели к тому, что образовался больший объем внутреннего повреждения в части конкретного объема внешнего повреждения по сравнению с тем, что зачастую наблюдается в случаях применения инденторов-аналогов с заостренными наконечниками.

Соответствующей альтернативой геометрическим параметрам индентора может быть такая, которая зависит от исследуемых характеристик стойкости к повреждениям.

Например, использование таких геометрических параметров, которые характеризуются наличием острого наконечника, может быть применимо в целях оценки определенных параметров стойкости к вдавливанию и видимости повреждений.

5.5 В некоторых испытательных организациях может быть установлен желательный характер применения данной методики испытаний совместно с методикой испытаний АСТМ 7137 для оценки остаточной прочности образцов на сжатие, которые находятся в конкретном состоянии повреждения, например установленная глубина вдавливания, геометрические параметры разрушения (повреждения) и пр. В таком случае испытательной организации необходимо испытать несколько образцов, когда их подвергают кратным усилиям или уровням силы при использовании данной методики испытаний. На следующем этапе возможно вывести отношение между энергией или силой, а также желаемым параметром повреждения.

Последующие методы QSI и испытания остаточной прочности на сжатие могут быть выполнены впоследствии при использовании образцов, которые имеют вдавливания при интерполированной энергии или уровне силы вдавливания, предполагаемом для формирования искомого состояния повреждения.

ДА.3 7.3 Машина для испытания, должна соответствовать АСТМ Е4 и следующим требованиям.

7.3.1 Машина для испытания должна быть оснащена как преимущественно неподвижной головкой, так и перемещаемой. Требуется использовать машину для испытаний из последовательных элементов, предполагающих воздействие недлительного нагружения, с плоским зажимом в нижней части и захватов - в верхней.

7.3.4 Приводной механизм

Приводной механизм машины для испытания должен иметь возможность передачи регулируемой скорости на перемещаемую головку по отношению к фиксированной головке. Скорость перемещаемой головки должна регулироваться в соответствии с 7.5.

7.3.5 Индикатор силы

Датчик силы машины для испытания должен иметь возможность индикации общего усилия, которое испытывает образец для испытаний. В датчике силы должна полностью отсутствовать задержка по инерции при указанном темпе проведения испытаний, а также он должен указывать силу в интересующих диапазоне(ах) усилий, с точностью 1% от индицированного показателя.

7.3.6 Индикатор смещения траверсной головки

Машина для испытания должна предусматривать возможность контроля и регистрации данных о смещении (ходе) траверсной головки с точностью не менее 1%. Если машина для испытания и крепление совместимы, то допустимо измерять смещение подвижной головки при помощи линейного преобразователя скорости смещения или аналогичного прибора с точностью измерения смещения до 1%.

ДА.4 15 Точность и систематическая погрешность

15.1 Точность

Данные, требуемые для разработки свидетельства о точности измерений, для данной методики испытаний отсутствуют.

15.2 Систематическая погрешность

Определить систематическую погрешность для данного метода испытаний не представляется возможным по причине отсутствия эталонных данных.