בדיקת פלטפורמה לעמידות ללימודים של פולימרים ומחוזקים בסיבים פולימריים מרוכבים תחת גירויים במקביל Hygrothermo-מכאניים

המטרה הכוללת של הליך זה היא לשפר את התכנון והבטיחות של חומרים מרוכבים פולימרים ופולימרים בתנאי העמסה מורכבים. באמצעות חקר עמידותם בעומסים הידרותרמיים ומכניים במקביל, תוך שימוש בפלטפורמת בדיקה גמישה וידידותית למשתמש בעלות נמוכה. ראשית, דגימות מרוכבות פולימריות ממוקמות במיכל בדיקה.

לאחר מכן, מופעל עומס כיפוף קבוע של שלוש נקודות, והדגימה טובלת בו זמנית בנוזל עם העמסת זחילה. קריאות ההתנגדות הנמדדות מומרות לשינויי תזוזה. לצורך ניתוח, משקולות הדגימות נמדדות לאחר הבדיקות המקבילות.

לבסוף, הדגימות נבדקות על חוזקן השיורי. לפיכך, המטרות המכניות והעיצוביות של חומרים מובנות טוב יותר על סמך תגובתם לטעינה בו-זמנית. היתרון העיקרי של פלטפורמה זו על פני השיטות הקיימות הוא שהיא זולה, ידידותית למשתמש, ניידת וניתנת להתאמה בקלות לצרכי בדיקה אחרים.

היישומים של עבודה זו עומדים לכיוון מבנים הנדסיים בטוחים יותר העשויים מפולימרים וחומרים מרוכבים פולימרים, כגון מטוסים, ספינות, גשרים וטורבינות רוח. תהיה לנו הבנה טובה יותר ולכן מודלים ועיצובים מספריים טובים יותר של מבנים אלה בתנאי שירות מורכבים. כיום אנו משתמשים בשיטה זו על מנת לספק תובנה לגבי עמידותם של פולימרים וחומרים מרוכבים פולימרים, שקועים במים ותחת עומס מכני.

עם זאת, ניתן ליישם אותו גם במצבים אחרים כגון עמידותם של חומרים אחרים הנתונים באופן שגרתי לכימיקלים קשים במהלך השירות. בדרך כלל, אנשים חדשים בפלטפורמה זו צריכים לשים לב למיקום וטעינה קפדנית של הדגימות. תא מנגנון הבדיקה בנוי מפוליאתילן בצפיפות גבוהה, אשר יסבול בצורה חזקה מגוון רחב של טמפרטורות ונוזלים.

קצף פוליסטירן המקיף את מיכל הבדיקה מונע חילופי חום עם הסביבה. מכסה החדר הוא פוליקרבונט בעובי 9.5 מילימטר, המאפשר צפייה בדגימות הטעונות. הוא מאובטח על ידי מוט T מאלומיניום, אשר בתורם מאובטחים למיכל כדי להכיל עומס כבד.

מסגרת פלדה מחזקת ווים נוספים על המכסה מוחלים. משקולות כבדות יותר משמשות לרוב לבדיקות חוזק שיורי. תא זה יכול להחיל עד 50 קילוגרם על כל דגימה כדי להבטיח שנקודת הכשל תימצא.

מהמכסה תלויים שלושה בלוקים מאלומיניום שתוכננו בתקני STM. בלוקים אלה מאפשרים לבדוק עד ארבע דגימות בו זמנית וניתנים להתאמה באמצעות חריצים במכסה החדר. הדגימות ממוקמות מתחת לשניים מהבלוקים וכוח כלפי מעלה במרכז הבלוק גורם לכוחות כיפוף על הדגימה.

למנגנון יש גלגלים ניידים בבסיסו והוא מוחזק היטב על ידי מסגרת פלדה עם קורות צולבות ורשת לתמיכה. מרווחים זוויתיים מונעים מהבידוד להימחץ על ידי המשקל התקורה ומדדי התזוזה על גלגלת המסגרת ומערכות פוטנציומטר המיתרים מודדים את הסטיות באמצע הטווח. פוטנציומטרים אלה בנויים מקפיצי פיתול.

הגלגלת מחברת כבל פלדה מחיבור על ידי הדגימה למוט תלייה ליישום משקל מתכוונן. העומס הכולל המופעל על הדגימה מגיע מסדרה זו של כבלים, חיבורי גלגלת וברגים. אלה מוסברים בסעיפים הבאים, המכסים את השימוש במנגנון להעמסת דגימה למכשיר הבדיקה.

ראשית, פתח את מכסה המיכל והנח את המכסה על תומכי הצד. לאחר מכן טען את הדגימה לתוך בורג ה-U. המשקוף חייב להיות במרכז הדגימה.

כעת הניחו את קצות הדגימה על תומך האלומיניום. צריכים להיות כחמישה עד 10 מילימטרים של תלייה. המשך לטעון עד ארבע דגימות באותו אופן.

לאחר מכן הסר את תומכי המכסה והורד את המכסה. ודא שהמכסה יושב כהלכה על המיכל. כעת, הפעל את הכוח הרצוי על הדגימות על ידי הוספת משקולות למוט הפלדה התלוי מהגלגלת החיצונית.

ראשית, ודא שקו הפוטנציומטר הדוק. לאחר מכן מדוד את ההתנגדות על פני הפינים החיצוניים של הפוטנציומטר. הכבל השחור עובר לפין 1 והקצה האדום עובר לפין 3.

כעת, המר את קריאת ההתנגדות לתזוזה על ידי חישוב גורם הכיול. במקרה זה, קילו אוהם אחד מתאים ל -64.895 מילימטרים של תזוזה. לרכישת נתונים רציפה, ניתן לחבר את פוטנציומטרים המחרוזת למולטימטר הדיגיטלי.

לאחר חישוב התזוזה, התכוננו לשקול את הדגימות, הסירו את המשקולות ואת מכסה המיכל. לאחר מכן ניתן להעביר את הדגימות לתא האחזקה. ראשית, הכינו תא החזקה זמני לכל הדגימות בטמפרטורת החדר, ובדיקת נוזל בתקן הבדיקה המתאים.

עכשיו כדי לשקול דגימה תחילה, יבש אותה עם מטלית מיקרופייבר. לאחר מכן הנח אותו בסולם דיוק גבוה והקלט את קריאת הנתונים. אם יש צורך לבדוק את הדגימות לחוזק שיורי, המשך בבדיקות אלה.

בדיקות מכניות תרמיות בצמיחה גבוהה נערכו בטמפרטורת החדר על שתי קבוצות של ארבע דגימות של קצף פוליאוריטן תאים סגורים. קבוצה אחת נבדקה יבשה ב-50% לחות יחסית. הקבוצה השנייה נבדקה רטובה במים נטולי יונים.

הסטייה באמצע הטווח הייתה במעקב במשך שש השעות הראשונות ומאוחר יותר למחרת. תזוזה של הדגימות הרטובות הייתה גדולה משמעותית מהדגימות היבשות. החוזק השיורי של הדגימות נבדק על ידי העמסה עד לכישלון.

הדגימות הרטובות נכשלו בכשלושה קילוגרמים, והדגימות היבשות נכשלו בכ-3.6 קילוגרם. אם ההתקנה מתבצעת כהלכה, ניתן למקם את הדגימות ולטעון אותן בפלטפורמה זו תוך 15 דקות. בעת ביצוע הליך זה, חשוב לזכור למקם ולטעון את הדגימות כראוי, במיוחד אם הן דורשות משקל משמעותי למחקר העמידות בעקבות הליך זה.

ניתן לבצע מחקרים אחרים כגון עמידות של חומרים מרוכבים וכימיקלים קשים על מנת לענות על שאלות נוספות על עמידותם של חומרים אלה. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לבדוק פולימרים וחומרים מרוכבים פולימרים באמצעות מערך בדיקה ידידותי למשתמש בעלות נמוכה. אם אתה עובד עם כימיקלים קשים, זכור להקפיד על אמצעי הזהירות המצוינים בגיליונות בטיחות החומרים ובבריאות ובטיחות הסביבה.