ГОСТ Р 57207—2016
ДА.5
б Влияющие факторы
6.1 Подготовка материала и образца. Нарушение технологий изготовления материалов, недостаточный
контроль выравнивания волокон и повреждения, вызванные ненадлежащей обработкой образца, являются
распространенными причинами большого разброса данных о композитных материалах.
6.2 Измерение модуля упругости. В расчетах модуля при сдвиге в данном методе испытаний принимается
равномерное распределение напряжений и деформаций сдвига в зоне образца между концами надрезов. Факти
ческая однородность зависит от ортотропности материала в направлении нагружения и геометрии надрезов (угла,
глубины и радиуса).Детальный анализнапряжений (1>показал.что образцы (0)пдают слишком высокие показатели
модуля упругости (завышенные на 5% — 10 % для углепластика), а образцы (0/90^s дают достаточно точные зна
чения модуля упругости Кроме того, анализ напряжений показал, что образцы с долей слоев с ориентацией
±
45* от
25 до 100 % дают сравнительно точные значения модуля упругости для многослойных материалов.
6.3 Изменения геометрических параметров образца. Изменения геометрии образца (угла, глубины и радиу
са надреза) влияют на степень неоднородности напряжений идеформаций сдвига в зоне образца между надреза
ми. Рекомендации по размерам надрезов а зависимости от степени ортотропности материала на данный момент
разработаны не полностью. Поэтому принят только один набор геометрических параметров образца. Изменения
угла, глубины и радиуса надреза с целью увеличения однородности распределений напряжений и деформаций
сдвига в каждом конкретном материале, в том числе многослойном, допускаются, если они четко отражены
в протоколе испытаний.
6.4 Эксцентриситет приложения нагрузки. При приложении нагрузки возможно скручивание образца, что
влияет на результаты измерений прочности и вособенности модуля упругости. Скручивание возникает из-за нару
шения допусков на размеры крепления иобразца или из-за неправильной установки образца в захватах. Рекомен
дуется испытать как минимум один образец из каждой партии с установленными вплотную друг к другу датчиками
деформации для оценки степени скручивания. Скручивание в процентах для образца оценивается подстановкой
значений модуля сдвига с каждой стороны. Ga и Gb. 8 выражение |(Ga - G6)/(Ga + Go)|x100. определенных при
фактической деформации сдвига 0.004. Если скручивание превышает 3 %, то выясняют и устраняют его причину.
Если выяснить или устранить причину невозможно, но скручивание продолжает проявляться, необходимо
измерить модуль сдвига, используя средние показания датчиков, установленных вплотную друг кдругу.
6.5 Обнаружение разрушения. Учитывают ориентацию волокон, показанную на рисунке 6.
6.5.1 Однонаправленные образцы [0Jn. Использование однонаправленных образцов (0)п не рекомендуется,
поскольку они дают завышенные значения модуля упругости (на 5 % — 10 % для углепластиков на эпоксидной
полимерной матрице). В однонаправленных образцах |0)побразуются видимые трещины уоснования надреза, что
вызывает незначительное падение силы (на 5 % — 10 % от силы при разрушении) перед окончательным раз
рушением. Небольшое падение усилия, сопровождающее растрескиванием основания надреза, не считается
усилием разрушения, в качестве такового должно рассматриваться усилие, при котором происходит разрушение
испытуемого образца по рабочей зоне.
6.5.2 Однонаправленные образцы (90Jn. Использование однонаправленных образцов (90)п не рекомендует
ся. поскольку в нем нет волокон, проходящих на всю ширину образца между захватами. Поэтому образец может
быть поврежден или разрушен при установке в оснастку.
6.5.3
Л
енточные и тканевые образцы [0/90]nj. Разрушающее усилие сдвига может быть ниже максимальной
силы, приложенной в ходе испытания. Волокна 8 таких многослойных материалах могут вращаться после разру
шения. что позволяет волокнам воспринимать значительную часть усилия. В этих случаях усилие разрушения при
сдвиге часто можно определить корреляцией визуально наблюдаемого разрушения в рабочей зоне с падением
усилия или по значительному падению на графике зависимости силы от смещения.
6.5.4
Л
енточные и тканевые образцы с не менее чем 25 % слоев с укладкой
±
45*. Эти образцы обладают
высокой прочностью на сдвиг, однако могут коробиться при приложении силы, особенно это характерно для тонких
образцов. Коробление можно определить по показаниям датчиков деформации с противоположных сторон образ
ца. если в процессе нагружения их показания начинают различаться более чем на 10 %. Данные, полученные с
образца с короблением, не показательны в отношении сопротивления материала сдвигу. Необходимо проверить
результаты определения модуля, чтобы убедиться,чтов диапазоне измерения модуля не имело местокоробление.
Необходимо проверить измеренную прочность, чтобы убедиться что коробление образца не повлияло на
прочность при сдвиге. Разрушение в результате коробления не должно интерпретироваться как показатель
максимальной прочности при сдвиге
6.5.5
Л
енточные и тканевые многослойные материалы с большойдолей слоев с ориентацией
±
45*. Рассло
ение (разделение слоев). Такое разрушение является следствием нестабильности слоев
±
45‘ при сжимающей
нагрузке в направлении волокон, в отличие от общего разрушения образца при короблении, описанного выше.
Кроме того, расслоение может быть результатом напряжений между слоями, образующимися в разнонаправлен
ных многослойных материалах при нагружении сдвигом. Различия в показанияхдатчиков деформации при рассло
ении могут быть незаметны, однако разрушение определяется по разделению слоев, а не по излому волокон.
16