Механические свойства волокнистых композиционных материалов определяются для каждого вида нагрузки специально разработанными для этого способами. В зависимости от структуры волокна материалы испытываются на сопротивление разрыву, на сжатие, изгиб и сдвиг в различных формах. Для этой цели фирма ZwickRoell разработала модульную систему проведения испытаний, которая в настоящий момент выдерживает испытательное усилие до 600 кН и допускает при этом температуру испытания от -55 до +350°C.
Требования к проведению испытаний волокнистых композитов описаны в международных и национальных нормативах (ISO, ASTM, EN, DIN), а также в корпоративных сводах правил компаний Airbus (AITM) и Boeing (BSS). Кроме того, слоистый пластик испытывается, как правило, в образцах, которые имеют реальные размеры готовых элементов конструкций. В авиастроении такие испытательные образцы могут быть очень внушительных размеров, что требует, соответственно, больших испытательных усилий. Примером тому может служить норматив Airbus AITM 1.0008, который для испытательного образца размером А3 предписывает воздействие испытательных усилий до 500 кН.
 |
Чтобы выполнить эти условия, компания ZwickRoell модифицировала гидравлические захваты таким образом, что стало возможным проводить дополнительные испытания на сжатие. Помимо приложения нагрузки посредством зажима (Shear Loading) возможна также «комбинированная нагрузка» (Combined Loading), при которой испытательный образец поддерживается дополнительно с торцевых сторон. Точное геометрическое выравнивание захватов было подтверждено в рамках измерения соосности в соответствии с Nadcap AC 7122, а соответствие поперечному перемещению под нагрузкой — согласно AITM 1.0008. Система измеряет свойства матрицы, волокон, ткани, соединения волокна с матрицей, однонаправленного и многонаправленного композита, а также готового элемента и конструкционного узла.
Благодаря модульной соединительной системе испытательную машину, действующую с силой 600 кН, можно в течение кратчайшего времени переоборудовать для проведения 21 вида разных испытаний и обеспечить соблюдение около 115 нормативов. Наряду с обычными испытаниями на разрыв к ним относятся также FHT, OHT, испытания на сжатие (End Loading), FHC, OHC, CAI, сдвиг внахлест, испытания на сдвиг (Iosipescu), испытания образцов с V-образным надрезом на сдвиг, испытания на сдвиг (In-Plane Shear — IPS), испытания на короткий сдвиг (SBS, ILSS), испытания на трех- и четырехточечный изгиб и исследования механики разрушения.
Оптический датчик продольной деформации videoXtens является системой измерения перемещения с высоким разрешением, которую можно использовать для испытаний не только на растяжение, но и на изгиб и сжатие (End Loading).
