ومنصة اختبار للدراسات متانة من البوليمرات و البوليمرات المقوى بالألياف المركبات تحت المحفزات وبالتزامن Hygrothermo الميكانيكية

الهدف العام من هذا الإجراء هو تحسين تصميم وسلامة مركبات البوليمر والبوليمر في ظل ظروف التحميل المعقدة. من خلال دراسة متانتها تحت الأحمال الحرارية المائية والميكانيكية المتزامنة ، باستخدام منصة اختبار مرنة وسهلة الاستخدام منخفضة التكلفة. أولا ، يتم وضع عينات البوليمر المركبة في خزان الاختبار.

بعد ذلك ، يتم تطبيق حمولة ثني ثابتة ثلاثية النقاط ، ويتم غمر العينة بشكل متزامن في السائل مع تحميل الزحف. يتم تحويل قراءات المقاومة المقاسة إلى تغييرات في الإزاحة. للتحليل ، يتم قياس أوزان العينات بعد الاختبارات المتزامنة.

أخيرا ، يتم اختبار العينات للتأكد من قوتها المتبقية. وبالتالي ، يتم فهم الأغراض الميكانيكية والتصميمية للمواد بشكل أفضل بناء على استجابتها للتحميل المتزامن. الميزة الرئيسية لهذه المنصة على الطرق الحالية هي أنها منخفضة التكلفة وسهلة الاستخدام ومحمولة وقابلة للتكيف بسهولة مع احتياجات الاختبار الأخرى.

تقف تطبيقات هذا العمل نحو هياكل هندسية أكثر أمانا مصنوعة من البوليمرات ومركبات البوليمر ، مثل الطائرات والسفن والجسور وتوربينات الرياح. سيكون لدينا فهم أفضل وبالتالي نماذج وتصميمات عددية أفضل لهذه الهياكل في ظل ظروف الخدمة المعقدة. نحن نستخدم هذه الطريقة حاليا من أجل توفير نظرة ثاقبة لمتانة البوليمرات ومركبات البوليمر ، المغمورة في الماء وتحت الحمل الميكانيكي.

ومع ذلك ، يمكن تطبيقه أيضا على مواقف أخرى مثل متانة المواد الأخرى التي تتعرض بشكل روتيني لمواد كيميائية قاسية أثناء الخدمة. بشكل عام ، يجب على الأفراد الجدد في هذه المنصة الانتباه إلى تحديد موضع العينات وتحميلها بعناية. غرفة جهاز الاختبار مصنوعة من البولي إيثيلين عالي الكثافة ، والذي سيتحمل بقوة مجموعة واسعة من درجات الحرارة والسوائل.

رغوة البوليسترين المحيطة بخزان الاختبار تمنع التبادل الحراري مع البيئة. يبلغ سمك غطاء الغرفة 9.5 ملم من البولي كربونات ، مما يسمح بعرض العينات المحملة. يتم تأمينها بواسطة قضيب T-bar من الألومنيوم ، والتي يتم تثبيتها بدورها في الخزان لاستيعاب الحمل الثقيل.

يتم تطبيق إطار فولاذي تقوية وخطافات إضافية على الغطاء. غالبا ما تستخدم الأوزان الثقيلة لاختبارات القوة المتبقية. يمكن لهذه الغرفة تطبيق ما يصل إلى 50 كيلوغراما على كل عينة لضمان العثور على نقطة الفشل.

تتدلى من الغطاء ثلاث كتل من الألومنيوم مصممة وفقا لمعايير STM. تسمح هذه الكتل باختبار ما يصل إلى أربع عينات في وقت واحد ويمكن تعديلها من خلال فتحات في غطاء الغرفة. يتم وضع العينات أسفل كتلتين وتؤدي القوة الصاعدة في مركز الكتلة إلى قوى الانحناء على العينة.

يحتوي الجهاز على عجلات متحركة في قاعدته ويتم تثبيته بقوة معا بواسطة إطار فولاذي مع عوارض متقاطعة وشبكة للدعم. تحافظ الفواصل الزاوية على العزل من التكسير بواسطة الوزن العلوي ومقاييس الإزاحة على بكرة الإطار وتقيس أنظمة مقياس الجهد الخيطية الانحرافات متوسطة المدى. مقاييس الجهد هذه مصنوعة من الينابيع الالتوائية.

تقوم البكرة بتوصيل الكبل الفولاذي من اتصال بواسطة العينة بقضيب معلق لتطبيق الوزن القابل للتعديل. يأتي الحمل الكلي المطبق على العينة من هذه السلسلة من الكابلات ووصلات البكرة والبراغي. يتم شرح ذلك في الأقسام التالية ، والتي تغطي استخدام الجهاز لتحميل عينة في جهاز الاختبار.

أولا ، افتح غطاء الخزان واضبط الغطاء على الدعامات الجانبية. ثم قم بتحميل العينة في الترباس U. يجب أن يكون العارضة في وسط العينة.

الآن ضع نهايات العينة على دعامة الألومنيوم. يجب أن يكون هناك حوالي خمسة إلى 10 ملليمترات من البروز المتدلي. استمر في تحميل ما يصل إلى أربع عينات بنفس الطريقة.

ثم قم بإزالة دعامات الغطاء وخفض الغطاء. تأكد من تثبيت الغطاء بشكل صحيح على الخزان. الآن ، قم بتطبيق القوة المطلوبة على العينات عن طريق إضافة أوزان إلى القضيب الفولاذي المعلق من البكرة الخارجية.

أولا ، تأكد من أن خط الجهد ضيق. ثم قم بقياس المقاومة عبر المسامير الخارجية لمقياس الجهد. يذهب الرصاص الأسود إلى دبوس واحد ويذهب الرصاص الأحمر إلى الدبوس ثلاثة.

الآن ، قم بتحويل قراءة المقاومة إلى إزاحة عن طريق حساب عامل المعايرة. في هذه الحالة ، يعادل كيلو أوم واحد 64.895 ملم من الإزاحة. للحصول على البيانات بشكل مستمر ، من الممكن توصيل مقاييس جهد السلسلة بجهاز القياس الرقمي المتعدد.

بعد حساب الإزاحة ، استعد لوزن العينات وإزالة الأوزان وغطاء الخزان. يمكن بعد ذلك نقل العينات إلى غرفة الاحتجاز. أولا ، قم بإعداد غرفة احتجاز مؤقتة لجميع العينات بدرجة حرارة الغرفة ، واختبار سائل معيار الاختبار المناسب.

الآن لوزن العينة أولا ، قم بتجفيفها بقطعة قماش من الألياف الدقيقة. ثم ضعه على مقياس عالي الدقة وسجل قراءة البيانات. إذا كانت العينات بحاجة إلى اختبار للقوة المتبقية ، فتابع هذه الاختبارات.

تم إجراء الاختبارات الميكانيكية الحرارية عالية النمو في درجة حرارة الغرفة على مجموعتين من أربع عينات من رغوة البولي يوريثان مغلقة الخلية. تم اختبار مجموعة واحدة جافة عند رطوبة نسبية 50٪. تم اختبار المجموعة الثانية رطبة في الماء منزوع الأيونات.

تم تتبع انحراف منتصف المدى خلال الساعات الست الأولى وفي اليوم التالي لاحقا. كان إزاحة العينات الرطبة أكبر بكثير من العينات الجافة. تم اختبار القوة المتبقية للعينات عن طريق التحميل حتى الفشل.

فشلت العينات الرطبة عند حوالي ثلاثة كيلوغرامات ، وفشلت العينات الجافة عند حوالي 3.6 كيلوغرام. إذا تم إجراء الإعداد بشكل صحيح ، فيمكن وضع العينات وتحميلها في هذه المنصة في غضون 15 دقيقة. أثناء اتباع هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر وضع العينات وتحميلها بشكل صحيح ، خاصة إذا كانت تتطلب وزنا كبيرا لدراسة المتانة باتباع هذا الإجراء.

يمكن إجراء دراسات أخرى مثل متانة المواد المركبة والمواد الكيميائية القاسية من أجل الإجابة على أسئلة إضافية حول متانة هذه المواد. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية اختبار البوليمرات ومركبات البوليمر باستخدام إعداد الاختبار سهل الاستخدام منخفض التكلفة. إذا كنت تعمل مع مواد كيميائية قاسية ، تذكر الالتزام بالاحتياطات الموضحة في أوراق سلامة المواد والصحة والسلامة البيئية.