同時Hygrothermo-機械的刺激下でのポリマーおよび繊維強化ポリマー複合材料の耐久性研究のための試験プラットホーム

この手順の全体的な目標は、複雑な荷重条件下でのポリマーおよびポリマー複合材料の設計と安全性を向上させることです。熱水負荷と機械的負荷が同時に発生する場合の耐久性の研究を通じて、低コストで柔軟性のあるユーザーフレンドリーな試験プラットフォームを使用します。まず、ポリマー複合材料試験片を試験タンクにセットします。

次に、一定の3点曲げ荷重が加えられ、試験片はクリープ荷重を伴う流体に同時に浸されます。測定された抵抗の読み取り値は、変位の変化に変換されます。分析のために、試験片の重量は同時試験後に測定されます。

最後に、試験片の残留強度が試験されます。したがって、材料の機械的および設計上の目的は、同時荷重に対する応答に基づいてよりよく理解されます。既存の方法に対するこのプラットフォームの主な利点は、低コストで、ユーザーフレンドリーで、ポータブルで、他のテストニーズに簡単に適応できることです。

この研究の応用は、航空機、船舶、橋梁、風力タービンなど、ポリマーやポリマー複合材料で作られたより安全なエンジニアリング構造に向けたものです。私たちは、複雑な使用条件下でのこれらの構造の理解が深まり、したがって、より優れた数値モデルと設計を得ることができます。現在、この方法を使用して、水に浸され機械的負荷がかかったポリマーおよびポリマー複合材料の耐久性に関する洞察を提供しています。

ただし、サービス中に過酷な化学物質に日常的にさらされる他の材料の耐久性など、他の状況にも適用できます。一般的に、このプラットフォームを初めて使用する人は、サンプルの慎重な位置決めとロードに注意を払う必要があります。試験装置のチャンバーは高密度ポリエチレンで構成されており、広範囲の温度と流体にしっかりと耐えます。

試験タンクを囲む発泡スチロールは、環境との熱交換を防ぎます。チャンバーの蓋は厚さ9.5mmのポリカーボネート製で、装填された試料を見ることができます。それは重い負荷を収容するためにタンクに固定されるアルミニウムTバーによって順番に固定される。

補強鉄骨フレームと蓋に追加のフックが取り付けられています。重いウェイトは、残留強度テストに最もよく使用されます。このチャンバーは、各試験片に最大50キログラムを適用して、フェイルポイントを確実に見つけることができます。

蓋からぶら下がっているのは、A STM規格に準拠して設計された3つのアルミニウムブロックです。これらのブロックは、最大4つの試験片を同時に試験することができ、チャンバーの蓋のスロットを介して調整可能です。試験片は2つのブロックの下に配置され、ブロックの中心にある上向きの力が試験片に曲げ力を誘発します。

この装置は、その基部に可動式キャスターを備えており、クロスビームとサポートのための噛み合いを備えた鉄骨フレームによってしっかりと保持されています。角度のついたスペーサーは、フレームプーリーのオーバーヘッドウェイトゲージと変位ゲージによって断熱材が押しつぶされるのを防ぎ、ストリングポテンショメータシステムはミッドスパンのたわみを測定します。これらのポテンショメータは、ねじりスプリングで構成されています。

プーリーは、試験片による接続部から吊り下げロッドにスチールケーブルを接続して、重量を調整できます。試験片に加えられる総荷重は、この一連のケーブル、プーリーリンケージ、およびボルトから来ます。これらについては、次のセクションで説明し、試験片を試験装置にロードするための装置の使用について説明します。

まず、タンクの蓋を開け、蓋をサイドサポートにセットします。次に、試験片をUボルトにロードします。クロスバーは試験片の中心にある必要があります。

次に、試験片の端をアルミニウムサポートに置きます。オーバーハングは約5〜10ミリメートルである必要があります。同じ方法で最大4つの試験片をロードし続けます。

次に、フタサポートを取り外し、フタを下げます。蓋がタンクに正しく取り付けられていることを確認してください。次に、外側のプーリーからぶら下がっている鋼棒に重りを追加して、試験片に必要な力を加えます。

まず、ポテンショメータのラインが締まっていることを確認します。次に、ポテンショメータの外側ピンの抵抗を測定します。黒のリード線はピン 1 に、赤のリード線はピン 3 に向かいます。

次に、キャリブレーション係数を計算して、抵抗の読み取り値を変位に変換します。この場合、1キロオームは64.895ミリメートルの変位に対応します。連続的なデータ集録のために、ストリングポテンショメータをデジタルマルチメータに接続することができます。

変位を計算した後、試験片の重量を量る準備をし、重りを取り外し、タンクの蓋をします。その後、検体をホールディングチャンバーに移すことができます。まず、室温ですべての試験片用の暫定保持チャンバーを準備し、適切な試験基準の試験液を

次に、最初に標本の重量を量るために、マイクロファイバークロスで乾かします。次に、それを高精度のスケールに置き、データの読み取りを記録します。試験片の残留強度を試験する必要がある場合は、それらの試験を続行してください。

高成長熱機械試験は、独立気泡ポリウレタンフォームの4つの試験片からなる2つのグループに対して室温で実施されました。1つのグループは、相対湿度50%で乾燥してテストされました。2番目のグループは、脱イオン水で濡れてテストされました。

スパンの半ばのたわみは、最初の6時間と翌日の後半に追跡されました。湿った試験片の変位は、乾燥した試験片よりも大幅に大きかった。試験片の残留強度は、破損するまで荷重によって試験されました。

湿った標本は約3キログラムで故障し、乾燥した標本は約3.6キログラムで故障しました。セットアップが適切に行われれば、試験片をこのプラットフォームに15分で配置してロードできます。この手順に従う間、特にこの手順に続いて耐久性研究のためにサンプルに大きな重量が必要な場合は、サンプルを適切に配置してロードすることを忘れないでください。

複合材料の耐久性や過酷な使用化学物質などの他の研究は、これらの材料の耐久性に関する追加の質問に答えるために実行できます。このビデオを見れば、これらの低コストでユーザーフレンドリーな試験設定を使用してポリマーとポリマー複合材料を試験する方法を十分に理解できるはずです。刺激の強い化学物質を取り扱う場合は、製品安全シートおよび環境衛生および安全に記載されている注意事項を順守することを忘れないでください。