การทดสอบคุณสมบัติของคอมโพสิตคืออะไร
งานวิจัยทั่วไปเกี่ยวกับกลศาสตร์ของวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกันกระจายทิศทางของวัสดุแต่มีมากขึ้นและใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านวิศวกรรมเรียกว่าคอมโพสิต มันเป็นวัสดุแอนไอโซทรอปี วัสดุคอมโพสิตประกอบด้วยสองคนหรือมากกว่าวัสดุที่มีคุณสมบัติที่แตกต่างกันโดยวิธีทางกายภาพหรือทางเคมีและมักจะมีคุณสมบัติที่ดีกว่าของวัสดุคอมโพสิต อะไรคือคุณสมบัติของวัสดุคอมโพสิตในแง่ของพฤติกรรมเชิงกล วิธีการวัดค่าคงที่ยืดหยุ่นของวัสดุแอนไอโซทรอปีอะไรคือความแตกต่างของสมบัติเชิงกลระหว่างทิศทางที่แตกต่างกันและทิศทางการโหลดที่แตกต่างกัน เพื่อความสะดวกในการศึกษาปัญหาเหล่านี้เราได้สร้างแผ่นคอมโพสิตที่มีวัสดุเสริมชั้นในทิศทางเดียวดังแสดงในรูป เนื่องจากเหล็กเสริมเป็นทางเดียวปัญหาที่ซับซ้อนมากในการวิจัยวัสดุคอมโพสิตจะหลีกเลี่ยง
วัสดุพิเศษที่ศึกษาในงานวิจัยนี้เป็นวัสดุเสริมใยแก้วทางเดียว โมดูลัสยืดหยุ่นของใยแก้วประมาณ 80-85gpa เมทริกซ์เป็นอีพอกซีเรซินและโมดูลัสยืดหยุ่นประมาณ 3-5gpa อัตราส่วนปริมาณของเส้นใยและอีพอกซีเรซินประมาณ 1 สิ่งประดิษฐ์ในปัจจุบันยังมีสองทางเสริมวัสดุคอมโพสิตเสริมเส้นใยสองทางอัตราส่วน 18 5814 และบางวัสดุโลหะ
หลักการและวิธีการทดสอบ
ค่าคงที่ยืดหยุ่นของวัสดุเป็นพารามิเตอร์พื้นฐานที่อธิบายถึงคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุ มันเป็นดัชนีที่สำคัญมากในการคำนวณเชิงทฤษฎีและการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อวัดความแข็งแกร่งของวัสดุและพฤติกรรมการยืดหยุ่น วัสดุทั่วไปเช่นโลหะเป็นวัสดุแอนไอโซโทรปีที่มีสองค่าคงที่ยืดหยุ่นอิสระเช่นโมดูลัสยืดหยุ่นของยังและปัวซงอัตราส่วน บนมืออื่นๆที่เป็นอิสระค่าคงที่ยืดหยุ่นเพิ่มขึ้นเนื่องจากความชัดเจนของแอนไอโซโทรปี เพื่อยืนยันค่าคงที่ยืดหยุ่นของวัสดุคอมโพสิตวัสดุที่ถูกประมวลผลเป็นสามตัวอย่างและเส้นใยถูกแบ่งออกเป็น ความเครียดในทิศทางตามยาวและตามขวาง และ วัดทิศทางของแต่ละตัวอย่างโดยการใช้เครื่องวัดความต้านทานความเครียดเชื่อมต่อกับสะพานวัดในบางวิธีที่สามารถอ่านสัญญาณความเครียดโดยตรงจากมาตรวัดความเครียดแบบดิจิตอลที่จุดคงที่หรือโดยอัตโนมัติบันทึกโหลดและข้อมูลความเครี ค่าคงที่ยืดหยุ่นของคอมโพสิตจะถูกคำนวณตามสมการต่อไปนี้
นิยามของพิกัดที่แสดงในรูปที่สอง คู่ตัดความเครียดเป็นคุณสมบัติเชิงกลของคอมโพสิตภายใต้ความเครียดออกจากแกน เพื่อศึกษาและวัดการเชื่อมต่อเฉือนความเครียดความเครียดวัดความเครียดที่ถูกติดตั้งบนตัวอย่างของ 0-dof และ 90s ยกเว้น 45 องศาทิศทาง เราสามารถเข้าใจความแตกต่างและลักษณะของทั้งสองชนิดของวัสดุคอมโพสิตได้แก่ความเครียดตามแนวแกน
การรักษาตัวอย่าง
ตัวอย่างแรงดึงมาตรฐานที่ได้รับจากแผ่นคอมโพสิตที่มีระดับ 0-45 และ 90 องศา รูปร่างของตัวอย่างที่แสดงในรูป 3.the ขนาดปกติของตัวอย่างที่เรียกว่าความหนา 2.5-5mm และความกว้างของ 6125mm เสริมด้วยอลูมิเนียมหรือแผ่นแก้ว
รูปภาพ
ตัวอย่างชื่อกำหนดวิธีการดังนี้
ข้อมูล วัสดุคอมโพสิตทางเดียว
ตัวอย่างตั้งอยู่ในทิศทางตามยาวของเส้นใย
ตัวอย่าง 90s ตั้งฉากกับทิศทางของเส้นใย
ตัวอย่างมีทิศทางของ 45 องศากับไฟเบอร์ออปติคอล
ทูต ชุดตั้งฉาก
ตัวอย่างตั้งอยู่ในทิศทางตามยาวของเส้นใยหลัก
ตัวอย่าง□ 90s ตั้งฉากกับทิศทางของเส้นใยหลัก
ตัวอย่างที่ถูกสร้างขึ้นจาก 45 องศามุมของเส้นใยหลัก
วิธีการวัดความเครียดและการเชื่อมต่อรายละเอียด
The strain of the specimen is measured by resistance strain gauges. The resistance value of the resistance gauges is 120Q, the sensitivity coefficient K g is 2.08, and the transverse correction coefficient H=1.2%. The resistance gauges are symmetrically pasted on the front and back sides of the specimen, and three resistance gauges are arranged on each side in the directions of 0. (loading direction), 90° (vertical loading direction) and 45° (45° from the loading direction) ε0,ε90 and ε45.
เพื่อความสะดวกในการเชื่อมต่อการวัดการรักษาความปลอดภัยและการเชื่อมต่อแผ่นและซ็อกเก็ตเข็มสี่เหนือแพทช์ตำแหน่ง ส่วนบนและส่วนล่างของซ็อกเก็ตจะถูกเชื่อมต่อเข้าด้วยกันสั้นๆโดยใช้หกชุดของแจ็คเชื่อมต่อหกตัวต้านทาน lugs ในแต่ละทิศทางในลำดับที่สาม ในระหว่างการวัดแถวของตะกั่วกับ 14pin ปลั๊กเชื่อมต่อกับซ็อกเก็ตที่เชื่อมต่อกับ 12-wire และแต่ละที่อยู่ติดกันเชื่อมต่อเข้าด้วยกันเพื่อสร้าง 6-root ผลผลิตตะกั่วที่สอดคล้องกับสามสายพันธ
ประการที่สอง วัตถุประสงค์ของการทดลอง
วิธีการทดสอบค่าคงที่ยืดหยุ่นของวัสดุคอมโพสิต
2. To determine the five elastic constants of composite materials, E1,E2,μ12,μ21 and G12.
เข้าใจแอนไอโซทรอปีของวัสดุคอมโพสิต
4.understand คุณสมบัติเชิงกลของวัสดุคอมโพสิตภายใต้ทิศทางที่แตกต่างกันและทิศทางการโหลดที่แตกต่างกัน
5. to study the relationship between E1,E2,μ12and μ21 in the along-axis properties;
การเชื่อมต่อแรงเฉือนปรากฏการณ์ที่ศึกษา
วิธีการวัดความเครียดเฉือนคู่ศึกษา
อุปกรณ์ทดลองและตัวอย่าง
เครื่องทดสอบสากลอิเล็กทรอนิกส์
ชุดของวัสดุคอมโพสิตเสริมแรงทางเดียว
ตัวอย่าง 3.0 、 45 และ 90s °องศาและเชื่อมต่อกับเครื่องวัดความเครียดในตัวอย่าง
4-multiple สัญญาณปรีแอมปลิฟายเออร์และระบบการเก็บข้อมูล
5-multiplex ดิจิตอลเครื่องวัดความเครียดแบบคงที่
5.0.02mm เวอร์เนียร์คาลิเปอร์
ขั้นตอนการทดสอบ
วัสดุคอมโพสิตเสริมแรงทางเดียวที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันมากในแต่ละทิศทาง ในระหว่างการติดตั้งและการโหลดตัวอย่างจะต้องได้รับการคุ้มครองอย่างดี ก่อนการทดสอบตารางข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการทดสอบจะถูกออกแบบมาเพื่อวัดขนาดตัวอย่างได้อย่างถูกต้องและโหลดสูงสุดของตัวอย่างจะได้รับตามช่วงของการวัดความเครียดที่ได้รับอนุญาตและความเครียดของวัสดุ
วิธีการสุ่มตัวอย่างด้วยคอมพิวเตอร์
หกตัวต้านทานมาตรวัดด้านหน้าและด้านหลังเชื่อมต่อกับหกช่องของมาตรวัดความเครียดแบบคงที่ แต่ละช่องมีสี่ขั้วที่สอดคล้องกับ A B C และ D ตามลำดับการทดสอบจะดำเนินการในโหมดการวัดแขนเดียวเครื่องมือทํางานเชื่อมต่อกับ A และ B เครื่องมือชดเชยอุณหภูมิเชื่อมต่อกับ B และ C เลือกวัดค่าคงที่ยืดหยุ่นโดยอัตโนมัติเข้าสู่การทดสอบสัญญาณแสดงและควบคุมอินเตอร์เฟซของเครื่องทดสอบ
ในเงื่อนไขการทดลองตั้งค่าตัวแปรคุณสมบัติของแต่ละช่องมาตรวัดความเครียดเป็นแขนเดียว ก่อนการทดลองแสดงให้เห็นว่าแต่ละช่องมีความเครียดเป็นศูนย์ เลือกความเร็วต่ำกดเริ่มต้นช้าโหลดคอมพิวเตอร์โดยอัตโนมัติเก็บรวบรวมและบันทึกโหลดการกระจัดและหกสัญญาณความเครียดจนกว่าจะถึงโหลดสูงสุดของการทดลอง กดจบโดยอัตโนมัติเพื่อหยุดการโหลดและการสุ่มตัวอย่าง หลังจากการทดลองข้อมูลจะถูกบันทึกเป็นแฟ้มข้อมูลและคัดลอกไปยังฟล็อปปี้ดิสก์ข้อมูลจะถูกประมวลผลโดยซอฟต์แวร์อื่นๆหรือเข้าสู่อินเตอร์เฟซการประมวลผลข้อมูลเพื่อดูเส้นโค้งความสัมพันธ์ถ
วิธีการอ่านมาตรวัดความเครียดดิจิตอล
ก่อนเลือกวิธีการเชื่อมต่อสะพานแล้วเชื่อมต่อสายเคเบิลเครื่องวัดความเครียดกับกล่องของเครื่องวัดความเครียดตามการตั้งค่าการเชื่อมโยงวิธีการ ตัวอย่างโหลดครั้งเดียวที่ความเร็วต่ำและยกเลิกการโหลดเริ่มต้น โหลด 5-10 กลุ่มและข้อมูลความเครียดจะถูกบันทึกไว้ในโหมดการโหลดแบบ เลือกชุดข้อมูลที่ดีที่สุดและใช้วิธีกำลังสองน้อยที่สุดเพื่อหาความชันของเส้นโค้ง สังเกตว่าช่วงโหลดที่เหมาะสมจะถูกเลือกในการทดลองโหลดสูงสุดและ P และสุดท้าย PYV โหลดจะถูกกำหนดตามเงื่อนไขที่เฉพาะเจาะจง ความเร็วในการโหลดจะถูกควบคุมเมื่อใกล้พารามิเตอร์การควบคุมความเร็วในการโหลดจะลดลงและการอ่านจะถูกอ่านในเวลา เมื่อบันทึกข้อมูลเสมอตรวจสอบว่าสายพันธุ์ที่เพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรง การทดสอบจะต้องทำซ้ำอย่างน้อยสองครั้งถ้าข้อมูลมีเสถียรภาพและทำซ้ำผลการทดสอบจะดี
องค์กรข้อมูลการทดสอบ
วิธีกำลังสองน้อยที่สุดคือใช้เพื่อจัดการกับโหลดและข้อมูลความเครียดตามแนวแกนของแต่ละตัวอย่าง
Calculate E1,E2,μ12,μ21和 and G12. for the material under test and analyze the results to discuss whether there is a quantitative relationship between the four constants of E1,E2,μ12and μ21.
ค่าโมดูลัสยืดหยุ่นของใยแก้วและค่าโมดูลัสยืดหยุ่นของอีพอกซีเรซิน
อัตราส่วนปริมาณของ 5gpa และเส้นใยอีพอกซีเรซินเป็น 1-581 ค่าโมดูลัสของความยืดหยุ่นและ EZ จะถูกคำนวณ
คู่ตัดความเครียดของวัสดุคอมโพสิตแบบทางเดียวและ orthotropic ใน P 612kn คำนวณและอธิบายว่าตัดความเครียด
สามารถสังเกตได้โดยตรงหรือตัดสินใจได้อย่างถูกต้องจากข้อมูลการทดลองค่าทดลองสอดคล้องกับการคำนวณค่าอะไรคือข้อผิดพลาดที่ระบุ
เส้นโค้งความเครียดวาดบนกระดาษพิกัด
การเปรียบเทียบวัสดุคอมโพสิตกับวัสดุโลหะทั่วไปและอธิบายลักษณะและแอนไอโซโทรปีของเส้นใยเสริมแรงคอมโพสิต
จัดระเบียบข้อมูลและรายงานผลการทดลองที่สมบูรณ์