Firma: TeMeCo
Bestimmung der Kurzzugfestigkeit von Polymermatrix-Verbundwerkstoffen
ASTM D 2344
Polymermatrix-Verbundwerkstoffe (PMC) bestehen aus einer Matrix aus duroplastischem oder thermoplastischem Kunststoff und eingebettetem Glas, Kohlenstoff, Stahl oder Fasern.
PMCs als hochleistungsfähige Spezialwerkstoffe interessieren Wissenschaftler auf der ganzen Welt. In der Literatur sind viele Versuche dokumentiert, um die Auswirkungen der Probenparameter auf die Festigkeit von Kurzstäben untersuchen. So wurde beispielsweise eine systematische Studie durchgeführt, um die Auswirkung der Probengrösse auf die interlaminare Scherfestigkeit von unidirektionalem Kohlenstofffaser-Epoxid mit Hilfe des Dreipunkt-Kurzstabscherversuchs zu untersuchen.
Die Anwendung dieser Prüfmethode ist auf kontinuierlich oder diskontinuierlich faserverstärkte Polymermatrix-Verbundwerkstoffe beschränkt, bei denen die elastischen Eigenschaften uniform und symmetrisch in Bezug auf die Längsachse des Trägers sind.
Die ASTM D 2344 erläutert eine Methode zur Messung der Festigkeit von Kurzträgern anhand der während der Prüfung beobachteten Höchstlast und der gemessenen Probenbreite und -dicke. Daher wurden in diesem Anwendungsbericht fünf laminierte PMC-Materialien untersucht, um den Parameter der Kurzträgerfestigkeit zu bestimmen.
Versuchsdurchführung
Methode
Für die Tests wurden folgende Probenabmessungen angewendet: Probendicke ca. 5.5mm, Breite ca. 12mm. Der Auflagerabstand betrug 12mm und der Stempeldurchmesser 10mm (anstelle von 6mm).
Ausrüstung
- Universalprüfmaschine Shimadzu AGX-V 50kN mit Kraftmesszelle 50kN
- Software TrapeziumX-V Single, 3-Punkt Biegeversuch
- Biegevorrichtung TH103 für Versuche nach ASTM 2344 und ISO 14130
Ergebnisse
Die Kraft-Weg-Kurven für fünf laminierte PMC-Proben sind in der Abbildung links zu sehen. Die Messung der Vorkraft oder des Beginns der Verschiebung sollte auf einen höheren Wert eingestellt werden, um einen Start auf gleichem Niveau zu ermöglichen.
Die Festigkeit von Kurzstäben nach ASTM D 2344 kann mit einer Shimadzu-Universalprüfmaschine in Kombination mit einer speziellen Vorrichtung gemäss der Norm leicht bestimmt werden. In diesem Anwendungsbericht wurde ein Stempeldurchmesser von 10 mm anstelle von 6 mm verwendet, was einen leichten Einfluss auf die Messungen hat. Insgesamt liegen die Ergebnisse in einem akzeptablen und reproduzierbaren Bereich.
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