La Norma ASTM D3039 descrive il metodo standard per l’esecuzione della prova di resistenza a trazione di materiali compositi con matrice in polimeri. La stessa copre metodi di prova per una vasta gamma di dimensioni dei campioni, nonché numerose configurazioni diverse di prova. In questa applicazione, abbiamo sottoposto a prova campioni in fibra di carbonio, che sono stati preparati con estremità scentrate per consentire il bloccaggio sicuro del campione e per fare in modo, che la rottura avvenisse entro la lunghezza strumentale e non sotto le facce dei morsetti. Questo metodo è stato applicato per un cliente, che desiderava ricevere risultati di prove condotte ad alta (85 °C ) e a bassa (-60 °C) temperatura sui loro campioni.
Per queste prove, abbiamo utilizzato un’apparecchiatura per prove di resistenza a trazione, modello da pavimento 5980. Per condurre le prove sui campioni ricevuti, abbiamo utilizzato una camera ambientale capace di sviluppare al suo interno temperature da -100 °C a 350°C. Questa camera ha consentito l’esecuzione di prove a 85 °C ottenuti con un serpentino interno di riscaldamento e successivamente altre a -60 °C con l’immissione di azoto liquido nello stesso. Prima di iniziare il riscaldamento od il raffreddamento, abbiamo bloccato ogni campione in morsetti a cuneo meccanici da 30 kN, attaccati ad un nostro estensimetro agganciabile ed abbiamo atteso fino al raggiungimento della temperatura desiderata. I materiali composti con polimeri, durante prove condotte a temperatura maggiore o minore rispetto a quella ambiente, spesso si dilatano o si ritirano, mettendo il campione in stato di tensione o di compressione al variare della temperatura. Per evitare questo, le apparecchiature della Serie 5900, usate con il Software Bluehill 3 sono fornite con una capacità di protezione del campione, che permette di impostare una soglia di carico tale da non essere superata fino all’inizio vero e proprio della prova. Inoltre, abbiamo utilizzato il dispositivo ottico di allineamento del campione per garantire il suo posizionamento ottimale tra le facce dei morsetti, perché un carico non allineato può esercitare un grande effetto sui risultati della prova.
Notevole è stato il successo delle nostre prove, condotte sui campioni in fibra di carbonio all’interno della camera ambientale che ha mantenuto la temperature desiderata. I risultati ottenuti, grazie anche al Software Bluehill comprendono la resistenza a trazione, la deformazione alla rottura ed il Modulo di Young. Altri risultati, inclusi nella Norma ASTM D3030 sono il rapporto di Poisson e la deformazione di transizione.
Dal momento che la Norma ASTM D3039 è complessa e ampia, raccomandiamo di esaminarla in modo completo per comprenderne appieno le prescrizioni.