Приложение ДА (справочное). Оригинальный текст невключенных структурных элементов

Приложение ДА
(справочное)

Оригинальный текст невключенных структурных элементов

ДА.1

3 Термины и определения

3.1 Определения. В стандарте D3878 приведены термины по высокомодульным волокнам и композиционным материалам из них. В стандарте С274 определены термины, касающиеся многослойных строительных конструкций. В стандарте D883 определены термины, касающиеся пластмасс. В стандарте Е6 приведены термины механических испытаний. В стандарте Е456 и методике Е177 приведены термины по статистике. В случае расхождения в определениях стандарт D3878 имеет приоритет перед другими толкованиями терминов.

ДА.2

5 Значение и применение

5.1 Данная методика применима для испытаний поврежденных слоистых композитных материалов, толщина которых не позволяет проводить испытания с использованием стандартных противоизгибающих приспособлений, например таких, которые используют при проведении испытаний по стандарту D7137/D7137M. Сначала слоистый материал подвергают ударному воздействию или вдавливанию с целью создания степени повреждения, характерной для полноразмерных монолитных цельных слоистых структур. Ударному воздействию или статическому вдавливанию не подвергают собранные многослойные панели, поскольку в таком случае происходит изменение степени повреждения за счет поглощения энергии заполнителем и в результате фиксации заполнителя в ходе ударного действия или вдавливания. После повреждения слоистый материал наклеивают на заполнитель, подвергнутый удару или вдавливанию, поверхностью к заполнителю, при этом на участок, окружающий зону повреждения, клей не наносят. На рисунке 1 показано отсутствие клеящего вещества на участке, соответствующем поврежденной зоне, и сборка многослойного образца, при которой слоистый материал был перевернут вверх стороной, противоположной стороне удара или вдавливания. После этого проводят испытание окончательно собранного многослойного образца с использованием приспособления для изгиба длинной балки, располагая поврежденный слоистый материал на стороне сжатия. В качестве опоры, препятствующей изгибанию тонкого поврежденного слоистого материала, используют конструкцию в виде многослойной панели.

5.2 Склонность к разрушению под действием сосредоточенных поперечных сил является одной из основных проблем проектирования многих конструкций из улучшенных слоистых композитных материалов. Информация об устойчивости к повреждению и допускаемой повреждаемости слоистой композитной пластины необходима для разработки продукции и выбора материала.

5.3 Полученные с помощью описанного метода данные об остаточной прочности следует использовать в научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработках (НИОКР), а также для определения расчетных допущений; тем не менее, результаты зависят от геометрии и физических условий проведения испытаний и, как правило, не могут быть применены к другим конфигурациям.

5.4 Свойства, изученные с помощью данного метода испытаний, могут использоваться в качестве основы для определения предполагаемых границ допускаемой повреждаемости конструкций с такими сходными параметрами, как: используемый композитный материал, толщина, последовательность укладки и др. Допускаемая повреждаемость конструкции из композитного материала в значительной мере зависит от нескольких факторов, среди которых: геометрия, жесткость, условия опирания и т.д. В результате отличий по данным параметрам возможно возникновение существенных различий в отношениях между существующей степенью повреждения и остаточной прочностью на сжатие. Например, остаточная прочность и жесткостные свойства, полученные с использованием данного метода, скорее всего, будут отражать характеристики допускаемой повреждаемости обшивки или сетки из неподкрепленных монолитных панелей, чем обшивки, прикрепляемой к несущей конструкции, сопротивляющейся поперечной деформации.

5.5 При оценке остаточной прочности определяют остаточную прочность на сжатие .

ГАРАНТ:

Нумерация приводится в соответствии с источником

ДА.2

6 Влияющие факторы

6.1 Поведение поврежденного образца зависит от многих факторов, среди которых: толщина слоистого материала, толщина одного слоя, последовательность укладки, внешние условия, вид, геометрические параметры и местонахождение повреждения, а также условия нагрузки/опирания. Соответственно проводить аналогии между материалами можно только в случае применения идентичных схемы и условий испытания, а также при одинаковой конфигурации слоистого материала. Поэтому все данные о параметрах испытания должны быть отражены в протоколе испытаний. Следует учитывать особенности структурной конфигурации и ограничивающие условия при использовании в проектировании данных, полученных с помощью описанного метода испытаний.

6.2 Ортотропия материала. Степень ортотропии слоистого материала оказывает существенное влияние на характер разрушения и измеренную остаточную прочность на сжатие.

6.3 Изменение толщины. Разрушение толстослойной конструкции из композитных материалов не обязательно происходит при тех же значениях предела прочности, что у тонких конструкций при одинаковой ориентации слоистого материала (т.е. прочность не всегда изменяется линейно с толщиной). Степень повреждения для заданного уровня энергии удара или вдавливания, или измеренной глубины поверхностной вмятины изменяется в зависимости от толщины слоистого материала. Поэтому данные, полученные с использованием данного метода, не могут быть прямо преобразованы в эквивалентные свойства толстослойных конструкций.

6.4 Геометрические параметры и место повреждения. Размер, форма и место повреждения (как в пределах плоскости пластины, так и в направлении, перпендикулярном к ее плоскости) могут оказывать существенное влияние на деформацию и прочностные характеристики образца. Возможно взаимодействие краевых эффектов, граничных связей и полей, возникших при повреждении деформаций и напряжений, если размер повреждения становится слишком большим относительно длины и ширины образца.

6.5 Окружающие условия. На результаты испытаний влияют условия кондиционирования образцов, а также условия проведения испытаний. При испытании образцов в различных условиях можно получить существенно отличающиеся показатели жесткости. Для каждой конкретной комбинации материала заполнителя, обшивки и клеящего вещества (если используется) следует оценить критические окружающие условия.

6.6 Материал заполнителя. Если материал заполнителя обладает недостаточной прочностью при сдвиге или сжатии, может произойти смятие заполнителя в точках нагрузки или вблизи них, что приведет к разрушению обшивки вследствие местных напряжений. В других случаях разрушение обшивки может привести к местному смятию заполнителя. При разрушении обшивки и заполнителя в районе одной из точек приложения нагрузки определение последовательности разрушения образца при дальнейшем контроле будет затруднительным, так как образцы с разрушением в двух данных случаях похожи.

6.7 Разрушение. Влияющие факторы, связанные с вдавливанием или ударным действием, описаны в методах испытаний по D6264/D6264M или D7136/D7136M.

ДА.3

10 Расчет

10.1 Характеристика сила - смещение. Строят график по данным "сила - смещение", чтобы определить наличие значительного изменения коэффициента податливости (изменение в наклоне кривой "сила - смещение", иногда называемое переходной зоной) до полного разрушения ("существенным" считается изменение в наклоне кривой в размере 10% и более). Пример переходной зоны показан в методике испытаний D3410. Определяют наклон кривой "сила - смещение" над переходной точкой и под ней, используя хорды на линейных участках кривой. Находят точку пересечения наклонных линий для определения переходной точки. Включают в протокол значения силы и смещения в таких точках, а также значения смещений, которые были использованы для определения наклонов хорд. Также включают в протокол тип любого повреждения, наблюдаемого в ходе испытания до разрушения образца.

ДА.4

12 Точность и систематическая погрешность

12.1 Точность. Для данного метода испытания данные, необходимые для расчета по точности, отсутствуют.

12.2 Систематическая погрешность. Для данного метода систематическую погрешность определить невозможно, так как не существует подходящих контрольных образцов.