柔軟な単方向複合ラミネートの切断手順、引張試験、およびエージング

このプロトコルは、柔軟な一方向複合ファブリックの機械的特性をテストするための反復可能な手順を定義することにより、ボディアーマー開発の分野における主要な質問に答えることができます。繊維方向に向けられた直線的でクリーンなカットは、エラーの原因を防ぐことによって、故障応力の正確な測定に不可欠です。この技術は、ソフトボディアーマーでの使用をより代表的にする熱いプレスなしで材料の特性の尋問を可能にすることによって、現在のテストのギャップを埋めます。

作業面にテストする単方向材料のボルトを展開します。巻き戻し部は前駆体材料である。基本繊維方向がボルトの幅に平行であることを視覚的に確認します。

次に、前駆体材料を分離するためにメスを取得します。カットをファイバー方向に平行にしてタブを作成します。その後、約3ミリメートル離れた別の平行カットを行います。

手動でタブを握り、それを引き裂いて、下の層の繊維を露出させます。2 つのレイヤーが前駆体材料の全長にわたって分離されるまで引き出します。露出したクロス ファイバーを隣接するタブの端から、緩いファイバーを取り除きます。

これらは、タブパスから最大 1 ~ 2 ミリメートル離れている可能性があります。前駆体材料の一部をボルトから分離して続行します。材料をひっくり返して、新しい原則繊維方向がワープ方向になるようにします。

次に、材料のグリップラインを、横方向に整列してマークします。これらの線は、マテリアルのカット エッジとの間の一定の距離と平行な距離です。もう一度、材料のタブをカットし、そのタブを引いて、材料から切断する標本の原理的な繊維方向を決定します。

ファイバー方向は、グリップ線に対して垂直にする必要があります。適切な自己治癒グリッド切断マットに材料を取ります。繊維の方向をマットのグリッド線に慎重に合わせます。

材料のファイバー方向がグリッド線に揃っていることを確認します。材料に損傷を与えないようにし、そのコーナーをテーピングすることによって、カッティングマットに固定します。材料から標本を切るために医療の刃および直線端を使用しなさい。

目的の標本幅に直線エッジを配置し、切断マットのグリッドに合わせます。直線エッジの端点を所定の位置に固定し、正しい位置に配置されていることを確認します。一定の速度と圧力でストレートエッジに沿って試料をカットします。

材料を動かさないよう気をつけて、まっすぐなエッジをクランプ解除します。その後、試料を取り除く。これらは、切断工程を繰り返した後に得られたすべての標本の生産を最大化する。

ビデオ伸張計で使用するために、標本上で追跡するポイントをマークする準備をします。一貫性を保つには、標本の上に置かれたテンプレートを使用してください。ゲージ ポイントに永続的なマーカーをマークします。

ひずみの測定を可能にするために、マークが標本に見えるようにしてください。次に、試験片をユニバーサル試験機に持って行きます。そこで、キャプスタンの隙間から標本の端部を挿入し、それをグリップラインに持ち込み、ループを形成します。

キャプスタングリップの上に標本を中心にします。試料を中央に保ちながら、キャプスタンを所望の位置に回します。テンション装置を使用して、キャプスタンを所定の位置に固定する前にサンプルを所定の位置に保持します。

他端と同じステップを繰り返して、試料の取り付けを完了します。完了したら、2つのニュートンの小さなプリロードを適用し、実際のゲージ長を記録します。今度は、1分間に一定の10ミリメートルで引張テストを実行し、テストを開始するように計器を設定します。

テストでは、テストマシンは、負荷と変位が記録されている間、サンプルに一定の拡張率を適用します。テストは、サンプルで中断が発生するまで継続されます。このプロットは、これらの実験の典型的な荷重と変位曲線です。

ディスプレイを監視する場合、観察された負荷の90%の減少は、検体の破断を示す。最大応力と対応する故障ひずみを記録します。試験の計画を立てた後、テストする各条件に必要な材料をカットします。

ストリップは、必要な標本を得るのに十分な幅を持ち、さらに10ミリメートル以上を持っている必要があります。環境にさらしるためのストリップをトレイに入れ、環境室で、乾燥した室温の条件のためのプログラムを設定し、それが安定することを可能にする。

チャンバーが安定したら、サンプルトレイを壁または凝縮のポイントから離れて内側に置きます。次に、環境研究のための目標温度に達するようにチャンバーをプログラムします。温度が安定したら、目標の湿度に達するようにチャンバをプログラムします。

熟成した材料を抽出する時間である場合は、実験室の近くのそれに相対湿度を減少させるためにチャンバーをプログラムします。湿度が安定した後、室温、または約25°Cに低下するように温度をプログラムします。材料を取り出すために、適切にラベル付けされた容器を用いて準備する。

湿度と温度が安定した場合は、チャンバーを開き、必要な材料を取り出し、ラベル付き容器に入れます。残りの材料を環境室に戻し、選択した条件を再確立します。次に、熟成した材料を取り、老朽化した標本を作成します。

この熟成材料は、自己治癒切断面に整列されます。そのグリップラインは以前のようにマークされています。片方の側から 5 ミリメートルを除去するために、直線エッジを設定します。

この量をトリムして、エージングプロセス中の取り扱いによる損傷を取り除きます。引き続き、未成の材料と同様に試料を作成します。完了すると、試験片は引張試験実験で使用する準備ができています。

固定キャプスタンで実行されるロード テストの場合、複数のサンプルの荷重と拡張のプロットは、サンプルが滑り落ちたものを示します。これは、材料を確保することの難しさを反映しています。対照的に、回転キャプスタンではカーブは滑らかで一貫性があります。

材料は超高分子マスポリエチレン単方向積層物である。この故障応力分布は、ワイブルスケーリングを使用してプロットされます。データはPPTAの単方向積層標本のための300ミリメートルのゲージ長および30ミリメートルの幅は1分あたり10ミリメートルの負荷でワープ方向に沿って切った。

調査する必要がある低強度の外れ値があります。比較のために、外れ値を除外した場合を除き、同じデータがプロットされます。水平軸の変化に注意してください。

この手順に従って、分子分光法を用いて、熱や湿度への暴露による物質の化学的変化に関する質問に答えることができました。医療メスは非常に鋭く、怪我を避けるために適切な注意を払わなければならないことを覚えておいてください。