در یک نگاه، استاندارد ایزو 20506 یا ISO 20506:2005 روشی مرجع برای تعیین مقاومت برشی درونصفحهای (in‑plane shear strength) کامپوزیتهای زمینه سرامیکی با الیاف پیوسته (CMC) در دمای محیط است. آزمون با استفاده از فیکسچر آیوسیپِسکو (Iosipescu) انجام میشود؛ نیروی برشی یکنواخت در ناحیهی باریک میانی قطعه ایجاد شده و حداکثر تنش در لحظهی شکست بهعنوان مقاومت برشی گزارش میشود. این استاندارد دادههای طراحی و مقایسهی گریدهای نوین CMC را یکپارچه میکند، ولی گواهینامهای با لوگوی ISO صادر نمیکند؛ اثبات انطباق تنها از طریق گزارش آزمون آزمایشگاه 17025 امکانپذیر است.
بندهای اصلی استاندارد ایزو 20506
استاندارد ایزو 20506 یا ISO 20506:2005 ساختار مشخصی برای تعیین مقاومت برشی درونصفحهای کامپوزیتهای زمینه سرامیکی با الیاف پیوسته ارائه میدهد. جدول محتوا نشان میدهد که متن اصلی از سیزده بند فنی پیاپی تشکیل شده و سپس با یک پیوست اطلاعاتی و کتابنامه کامل میشود. در ادامه، عنوان هر بند و نکتهٔ کلیدیِ آن آمده است.
۱ Scope
تعریف محدودهی کاربرد آزمون آیوسیپِسکو برای CMCهای یکجهته، دولایه و چندلایه در دمای محیط .
۲ Normative references
فهرست استانداردهای تکیهگاهی (ISO 7500‑1 برای کالیبراسیون نیرو، ISO 9513 برای اکستنسیومتر و …) که بهعنوان پیشنیاز بهکار میروند.
۳ Terms and definitions
واژههای تخصصی مانند in‑plane shear strength، gauge section و Iosipescu fixture را یکسانسازی میکند.
۴ Symbols and designations
حروف یونانی و لاتین (τ, b, w, V) و واحدهای مربوط به نیرو، طول و کرنش را فهرست میکند.
۵ Principle
شرح مکانیزم اعمال بار برشی یکنواخت در ناحیهٔ باریکِ نمونه و ملاک گرفتن بیشینهٔ تنش در لحظهٔ شکست.
۶ Interferences
عوامل خطا شامل محیط آزمون، کیفیت آمادهسازی شیارها، شکست خارج از ناحیهٔ گیج، نیروی گیرهها، اصطکاک و ضخامتهای خیلی کم را برمیشمارد.
۷ Apparatus
الزامات ماشین آزمون، سیستم دادهبرداری، وسایل اندازهگیری ابعاد و فیکسچر مخصوص آیوسیپِسکو (زاویه ۹۰°، دهانه ۲۰ mm) را تعیین میکند.
۸ Test piece
– هندسه و ابعاد نمونه
– روشهای برش و صیقل (Ra < 0٫5 µm)
– حداقل تعداد نمونه (معمولاً ۵) برای هر جهت تقویت.
۹ Precautionary statement
تأکید بر ایمنی کار با کامپوزیتهای شکننده و قطعات ریز پس از شکست.
۱۰ Test conditions
نرخ جابهجایی توصیهشده (۰٫۵ تا ۱ mm min⁻¹)، گزینهٔ بارگذاری جابهجاییمحور یا نیرومحور و پایش دمای محیط.
۱۱ Procedure
دستور گامبهگام از اندازهگیری ابعاد، نصب در فیکسچر، آغاز برداشت دادهها، توقف پس از شکست و بازرسی سطح شکست.
۱۲ Calculation of results
فرمول محاسبهٔ مقاومت برشی τmax=Fmax/(2A)\tau_{\max}=F_{\max}/(2A) و توصیة استفاده از آمار پایه برای گزارش میانگین و انحراف معیار.
۱۳ Test report
موارد الزامی: نوع ماتریس و الیاف، آرایش، ابعاد دقیق، نرخ بارگذاری، نمودار نیرو–جابجایی، مقدار τmax، حالت شکست و ارجاع کامل به «ISO 20506» .
پیوست A (informative)
دادههای گردهمآزمایی (round‑robin) برای بررسی تکرارپذیری بین آزمایشگاهها .
کتابنامه ایزو 20506
منابع تکمیلی در زمینهٔ مکانیک شکست CMC، روشهای آزمون مشابه و راهنمای عدمقطعیت.
این سیزده بند، چارچوب کامل ایزو 20506 را تشکیل میدهد و هر گزارشی که به این استاندارد ارجاع میدهد باید همهٔ الزامات عملی و محتوایی بندهای ۵ تا ۱۳ را رعایت کند تا دادهها میان آزمایشگاهها و صنایع قابل مقایسه باشد.
دامنه و کاربرد ایزو 20506
ایزو 20506 برای همهی CMCهای الیاف مداوم—یکجهته (1D)، دولایه (2D) و چندجهته (xD)—با ضخامت پوشش حداکثر 20 µm و در دمای محیط تدوین شده است ISO. روش برای پوششهای PVD/CVD یا سیستمهای ماتریس شیشهای قابل استفاده نیست مگر با توافق طرفین.
تجهیزات و آزمونه
| جزء | الزام کلیدی |
|---|---|
| قلمک الماس Iosipescu | زاویه شیار 90°، فاصله دهانه 20 mm |
| نمونه | طول 76 mm، ضخامت 3 – 6 mm، دو شیار تقارن 2.5 mm عمق |
| ماشین آزمون | دقت نیرو ≤ 1 % طبق ISO 7500‑1 |
| گیجهای کرنش | چیدمان دوطرفه برای جبران خمش |
نمونهها باید صیقل یکنواخت با Ra < 0٫5 µm داشته باشند تا تمرکز تنش موضعی به حداقل برسد.
رویهی آزمون
-
کالیبراسیون نیروی عمودی و گیجها بر اساس ISO 9513.
-
بارگذاری با نرخ جابهجایی 0.5–1 mm min⁻¹ تا شکست.
-
ضبط دادهها: نیرو–تغییرمکان و کرنش برشی در ناحیهی گیج.
-
محاسبه مقاومت برشی τmax=Fmax/(2A)\tau_\text{max}=F_\text{max}/(2A) و (در صورت نصب دو گیج) مدول G از شیب اولیه .
-
گزارش: هندسه دقیق، جهت الیاف، نرخ بارگذاری، نمودار تنش‑کرنش، مقدار τmax\tau_\text{max} و توصیف حالت شکست .
پیوند با استانداردهای دیگر
| خاصیت مکانیکی | استاندارد مکمل |
|---|---|
| فشار تکمحوره | ISO 20504 |
| برش بینلایهای (ILSS) | ISO 20505 |
| مدول/استحکام کششی | ISO 17137 (برای CMC) |
در بروشورهای جامع آزمون کامپوزیت، ایزو 20506 در کنار ASTM C1292 و EN 1894 بهعنوان مرجع آزمون برشی سرامیکهای پیشرفته فهرست میشود .
وضعیت گواهی و انطباق
-
گواهی رسمی ISO وجود ندارد؛ استفادهی مستقیم از لوگوی ISO ممنوع است.
-
سازمانها برای تأمین هوافضا یا انرژی گزارش آزمون مطابق ایزو 20506 از آزمایشگاه 17025 ارائه میکنند که نیرو، کرنش و دادههای عدمقطعیت را مستند میسازد .
جمعبندی ایزو 20506
ایزو 20506 روش آیوسیپِسکو را بهعنوان ملاک یکنواخت تعیین مقاومت برشی درونصفحهای CMC در دمای محیط تثبیت میکند. با تعیین دقیق هندسهی دوشیار، نرخ بارگذاری، الزامات کالیبراسیون و قالب گزارشدهی، استاندارد امکان مقایسهی جهانی دادههای برشی CMC را فراهم میآورد و برای طراحی دیسک ترمز کربن‑کربن، تیغههای SiC/SiC توربین و صفحات حفاظ حرارتی فضاپیما به کار میرود—بینیاز از گواهی مستقل، اما متکی بر گزارش دقیق آزمایشگاههای معتمد.
مطالعه پیشنهادی: اخذ گواهینامه ایزو در سال ۱۴۰۴ | راهنمای کامل صدور ISO در ۳ مرحله