폴리머의 내구성 연구 및 동시 Hygrothermo 기계적 자극에 따라 섬유 강화 고분자 복합 재료에 대한 테스트 플랫폼

사용 중인 폴리머 및 섬유 강화 폴리머 복합재의 내구성은 설계 및 상태 기반 유지 관리에 중요한 측면입니다. 우리는 동시 기계 및 환경 부하의 영향을 조사하기 위한 새로운 저비용 실험실 테스트 플랫폼을 제시하고 보다 효율적이면서도 안전한 복합 구조를 설계하는 데 도움이 될 수 있습니다.

이 절차의 전반적인 목표는 복잡한 하중 조건에서 고분자 및 고분자 복합재의 설계 및 안전성을 개선하는 것입니다. 동시 열수 및 기계적 부하에서 내구성에 대한 연구를 통해 저렴하고 유연하며 사용자 친화적인 테스트 플랫폼을 사용합니다. 먼저, 고분자 복합 시편을 시험 탱크에 배치합니다.

다음으로, 일정한 3점 굽힘 하중이 가해지고 시편이 크리프 하중이 가해지는 유체에 동시에 담깁니다. 측정된 저항 판독값은 변위 변화로 변환됩니다. 분석을 위해 시편의 무게는 동시 테스트 후에 측정됩니다.

마지막으로, 시편은 잔류 강도를 테스트합니다. 따라서 재료의 기계적 및 설계 목적은 동시 하중에 대한 응답을 기반으로 더 잘 이해할 수 있습니다. 기존 방법에 비해 이 플랫폼의 주요 장점은 비용이 저렴하고 사용자 친화적이며 휴대가 간편하고 다른 테스트 요구 사항에 쉽게 적용할 수 있다는 것입니다.

이 작업의 응용 분야는 항공기, 선박, 교량 및 풍력 터빈과 같은 폴리머 및 폴리머 복합 재료로 만들어진 보다 안전한 엔지니어링 구조를 의미합니다. 우리는 더 나은 이해를 갖게 될 것이며, 따라서 복잡한 서비스 조건에서 이러한 구조에 대한 더 나은 수치 모델과 설계를 갖게 될 것입니다. 우리는 현재 물에 잠기고 기계적 하중을 받는 폴리머 및 폴리머 복합재의 내구성에 대한 통찰력을 제공하기 위해 이 방법을 사용하고 있습니다.

그러나 서비스 중에 일상적으로 가혹한 화학 물질에 노출되는 다른 재료의 내구성과 같은 다른 상황에도 적용될 수 있습니다. 일반적으로 이 플랫폼을 처음 사용하는 개인은 샘플을 신중하게 배치하고 로드하는 데 주의를 기울여야 합니다. 테스트 장치의 챔버는 고밀도 폴리에틸렌으로 구성되어 광범위한 온도와 유체를 견고하게 견딜 수 있습니다.

테스트 탱크를 둘러싼 폴리스티렌 폼은 환경과의 열 교환을 방지합니다. 챔버의 뚜껑은 9.5mm 두께의 폴리카보네이트로 되어 있어 적재된 표본을 볼 수 있습니다. 알루미늄 T-bar로 고정되며, 이는 무거운 하중을 수용하기 위해 탱크에 고정됩니다.

철근 프레임과 뚜껑의 추가 고리가 적용됩니다. 잔류 강도 시험에는 더 무거운 무게가 가장 자주 사용됩니다. 이 챔버는 각 시편에 최대 50kg을 적용하여 고장 지점을 찾을 수 있습니다.

뚜껑에는 A STM 표준에 따라 설계된 세 개의 알루미늄 블록이 매달려 있습니다. 이 블록을 사용하면 최대 4개의 시편을 동시에 시험할 수 있으며 챔버 덮개의 슬롯을 통해 조정할 수 있습니다. 시편은 두 개의 블록 아래에 위치하며 블록 중앙의 위쪽 힘은 시편에 굽힘력을 유도합니다.

이 장치는 바닥에 이동식 캐스터가 있으며 크로스 빔과 지지를 위한 그물망이 있는 강철 프레임으로 단단히 고정되어 있습니다. 각진 스페이서는 단열재가 오버 헤드, 중량 및 변위 게이지에 의해 부서지는 것을 방지합니다., 프레임 풀리 및 스트링 전위차계 시스템은 중간 스팬 편향을 측정합니다. 이 전위차계는 비틀림 스프링으로 구성됩니다.

풀리는 시편에 의한 연결부에서 조정 가능한 무게 적용을 위한 교수형 막대에 강철 케이블을 연결합니다. 시편에 가해지는 총 하중은 이 일련의 케이블, 풀리 연결 장치 및 볼트에서 비롯됩니다. 이는 다음 섹션에서 설명되며, 시험 장치에 시편을 로드하기 위한 장치의 사용에 대해 설명합니다.

먼저 탱크의 뚜껑을 열고 뚜껑을 측면 지지대에 놓습니다. 그런 다음 시편을 U-볼트에 로드합니다. 크로스바는 시편의 중앙에 있어야 합니다.

이제 시편의 끝을 알루미늄 지지대에 놓습니다. 약 5-10mm의 오버행이 있어야 합니다. 동일한 방식으로 최대 4개의 시편을 계속 로드합니다.

그런 다음 뚜껑 지지대를 제거하고 뚜껑을 내립니다. 뚜껑이 탱크에 올바르게 장착되었는지 확인하십시오. 이제 외부 풀리에 매달려 있는 강철 막대에 무게를 추가하여 시편에 원하는 힘을 가합니다.

먼저 전위차계 라인이 팽팽한지 확인하십시오. 그런 다음 전위차계의 외부 핀에서 저항을 측정합니다. 검은색 리드는 핀 1로 이동하고 빨간색 리드는 핀 3으로 이동합니다.

이제 교정 계수를 계산하여 저항 판독값을 변위로 변환합니다. 이 경우 1킬로 옴은 64.895mm의 변위에 해당합니다. 지속적인 데이터 수집을 위해 스트링 전위차계를 디지털 멀티미터에 연결할 수 있습니다.

변위를 계산한 후 시편의 무게를 측정하고 무게를 제거하고 탱크 뚜껑을 열 준비를 합니다. 그런 다음 표본을 보유 챔버로 옮길 수 있습니다. 먼저, 모든 시편에 대해 실온의 중간 보합실과 적절한 시험 표준의 시험 유체를 준비합니다.

이제 표본의 무게를 먼저 측정하려면 극세사 천으로 말리십시오. 그런 다음 고정밀 저울에 놓고 데이터 판독값을 기록합니다. 시편에 대한 잔류 강도를 시험해야 하는 경우 해당 시험을 진행하십시오.

고성장 열 기계적 테스트는 폐쇄 셀 폴리우레탄 폼의 4개 표본으로 구성된 두 그룹에 대해 실온에서 수행되었습니다. 한 그룹은 50%의 상대 습도에서 건조 테스트를 받았습니다. 두 번째 그룹은 탈이온수에 적시 테스트되었습니다.

처음 6시간 동안과 다음 날 후반에 중간 스팬 편향을 추적했습니다. 젖은 표본의 변위는 건조한 표본보다 상당히 컸습니다. 시편의 잔류 강도는 파손될 때까지 하중을 가하여 테스트되었습니다.

젖은 표본은 약 3kg, 건조한 표본은 약 3.6kg에서 실패했습니다. 설정이 제대로 수행되면 15분 안에 이 플랫폼에 표본을 배치하고 로드할 수 있습니다. 이 절차를 따르는 동안, 특히 내구성 연구를 위해 상당한 무게가 필요한 경우 샘플을 적절하게 배치하고 로드하는 것을 기억하는 것이 중요합니다.

이러한 재료의 내구성에 대한 추가 질문에 답하기 위해 복합 재료 및 가혹한 서비스 화학 물질의 내구성과 같은 다른 연구를 수행할 수 있습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 이러한 저비용의 사용자 친화적인 테스트 설정을 사용하여 폴리머 및 폴리머 복합재를 테스트하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 가혹한 화학 물질로 작업하는 경우 물질 안전 시트와 환경 보건 및 안전에 표시된 예방 조치를 준수하는 것을 잊지 마십시오.