Кратко об испытаниях композитов

Существует ряд стандартизированных механических испытаний для сложных композитов, которые все еще находятся в стадии разработки материалов, проектирования и контроля качества.

В чем состоит особенность испытаний композитов?

По сравнению с традиционными конструкционными материалами, полимерные матричные композиты (PMC) обеспечивают значительно улучшенную производительность и гибкость. Однако, эти преимущества обусловлены повышенной сложностью материалов, и легко упустить из виду проблемы получения точных данных испытаний, что важно в разработке материалов, проектировании и контроле качества.

Базовая характеристика свойств материала требует проведения ряда испытаний при различных условиях нагрузки — растяжении, сжатии, сдвиге и изгибе. Многие композиционные материалы являются анизотропными (то есть механические свойства зависят от направления приложенного усилия) и неоднородными, например, матрица со встроенными волокнами. Для критически важных применений композитных материалов часто требуются дополнительные, более сложные испытания для определения долговечности материала в условиях эксплуатации и в репрезентативных средах.

Также необходимы надежные машины для испытаний. Например, важно оценить устойчивость к повреждениям при испытаниях на сжатие после удара (CAI) для композитов в аэрокосмической промышленности. Или необходимо провести испытания по усталостной нагрузке в ветроэнергетическом секторе или высокоскоростных испытаниях на растяжение для защиты от столкновений в автомобильной промышленности. Поэтому, такая простая, на первый взгляд, задача, как купить твердомер или разрывную машину, требует тщательного сбора информации, чтобы использование купленной испытательной машины было эффективным.

Существует широкий спектр международных стандартов испытаний (ASTM, EN, ISO, JIS), разработанных для тестирования композиционных материалов, наряду с несколькими историческими стандартами, которые все еще используются, такими как те, которые опубликованы SACMA (Ассоциация поставщиков передовых композитных материалов) и CRAG (Консультативная группа по исследованиям композитов). Некоторые из наиболее распространенных механических испытаний композитов будем обсуждать в следующих статьях.