接合評価のためのき裂進展のメカノルミネッセンス可視化

メカノルミネッセンスセンシングの結果誤差を活用するために、メカノルミネッセンスセンサの準備、測定環境の種類、再現性のために採用すべき記録条件を示す。この方法の利点は、本来直接定量化することが困難な亀裂先端や強度、応力分布、機械的刺激の濃度を直接可視化できることです。このプロトコルは、接着剤評価テスト中の機械的情報の視覚化に焦点を当てています。

また、構造、構造材料、および接合部の構造ヘルスモニタリング、設計、および機械的刺激にも利用できます。MLペイントをスプレーする手順を実演するのは野上由美です。また、DCBとラップシアテストには、私の研究室の技術的なスタッフである須川若菜、平川千恵子、井関麻衣子、坂本洋子がいます。

まず、ダブルカンチレバービーム(DCB)の前処理面にエアスプレーまたはスプレー缶でメカノルミネッセンス塗料を塗布して試験片を準備します。次に、メカノルミネッセンス塗料を溶射した試料を特殊なジグを用いて機械試験機に取り付け、メカノルミネッセンス測定の実験セットアップを行います。監視する亀裂先端の位置を向いた各試験片面の前にカメラを配置します。

次に、カメラの状態をチェックして、機械的テストの推定測定時間中に残光を記録できることを確認します。DCBテストでメカノルミネッセンス観察を行うには、カメラの録画レートを1秒あたり1〜2フレーム、露光時間を0.5または1秒に設定し、ゲインを最大に設定します。次に、DCB試料を吹き付けたメカノルミネッセンス塗料に470ナノメートルの青色光を、カメラ全方向から青色LEDを用いて1分間照射して励起する。

青色光の照射が終了する5秒前にカメラの録画を開始します。残光が落ち着くように、標本を1分間暗所に保ちます。次に、機械試験機を用いて毎分1ミリメートルの荷重速度で機械的荷重を加え、メカノルミネッセンス画像を取得します。

メカノルミネッセンス塗料溶射試験片における亀裂進展時のメカノルミネッセンス点から求められる亀裂先端位置の情報を用いて亀裂長さを算出し、この式を用いてキロジュール/平方メートルで表される破壊靭性G1Cを求めた。ラップシア試験でメカノルミネッセンス観察を行うには、カメラの録画レートを毎秒10〜50フレーム、露光時間を0.02または0.1秒に設定し、ゲインを最大に設定します。次に、メカノルミネッセンス塗料をスプレーしたDCB試料に470ナノメートルの青色光を照射し、カメラの録画を開始し、前述のように暗所で待ちます。

毎分1〜5ミリメートルの荷重速度で機械的荷重を加えて、メカノルミネッセンス画像を取得します。DCB試験中に記録されたメカノルミネッセンス挙動は、ひずみ集中による初期亀裂の位置に強いメカノルミネッセンスを示した。Lap-Shear試験中に記録されたメカノルミネッセンス挙動は、最初にラップされた領域で接着された接着剤の端で強いメカノルミネッセンスを示し、次にメカノルミネッセンスポイントが接着エッジから中央に移動し、中心点に強いメカノルミネッセンスが見られました。

覚えておくべき最も重要なことは、メカノルミネッセンスセンサーフィルムの性能のバランスです。機械的侵食までの待機時間と記録条件。軽量構造のジョイントおよび複合材料は、機械的挙動をシミュレートするのが難しい部品として知られています。

メカノルミネッセンス視覚センシング法は、適切な設計と予測を読み取るための現実的で正しい答えを提供します。