Een Testen Platform Duurzaamheid Studies van Polymeren en vezelversterkte Polymer Composites onder Concurrent Hygrothermo-mechanische stimuli

Het algemene doel van deze procedure is om het ontwerp en de veiligheid van polymeer en polymeercomposiet onder complexe belastingsomstandigheden te verbeteren. Door de studie van hun duurzaamheid onder gelijktijdige hydrothermische en mechanische belastingen, met behulp van een goedkope, flexibele en gebruiksvriendelijke testplatform. Eerst worden polymeercomposietmonsters in een testtank geplaatst.

Vervolgens wordt een constante driepuntsbuigbelasting toegepast en wordt het monster gelijktijdig ondergedompeld in vloeistof met kruipbelasting. De gemeten weerstandswaarden worden omgezet in verplaatsingsveranderingen. Voor analyse worden de gewichten van de monsters gemeten na de gelijktijdige tests.

Ten slotte worden de monsters getest op hun resterende sterkte. Zo worden de mechanische en ontwerpdoeleinden van materialen beter begrepen op basis van hun reactie op de gelijktijdige belasting. Het belangrijkste voordeel van deze platform ten opzichte van bestaande methoden is dat het laag in kosten is, gebruiksvriendelijk, draagbaar en gemakkelijk aanpasbaar aan andere testbehoeften.

De toepassingen van dit werk strekken zich uit naar veiligere technische constructies gemaakt van polymeren en polymeercomposiet, zoals vliegtuigen, schepen, bruggen en windturbines. We zullen een beter begrip en dus betere numerieke modellen en ontwerpen van deze structuren onder complexe gebruiksomstandigheden hebben. We gebruiken momenteel deze methode om inzicht te geven in de duurzaamheid van polymeren en polymeercomposiet, ondergedompeld in water en onder mechanische belasting.

Echter, het kan ook worden toegepast op andere situaties zoals de duurzaamheid van andere materialen die routinematig worden blootgesteld aan agressieve chemicaliën tijdens gebruik. Over het algemeen moeten individuen die nieuw zijn bij dit platform aandacht besteden aan het zorgvuldig positioneren en belasten van de monsters. De kamer van de testapparatuur is gemaakt van polyethyleen met hoge dichtheid, dat robuust een breed scala aan temperaturen en vloeistoffen kan verdragen.

Polystyreenschuim rond de testtank voorkomt warmteuitwisseling met de omgeving. Het deksel van de kamer is 9,5 millimeter dik polycarbonaat, dat het bekijken van de belaste monsters mogelijk maakt. Het wordt bevestigd door aluminium T-bar, die op hun beurt zijn bevestigd aan de tank om een zware belasting te kunnen dragen.

Een versterkend stalen frame en extra haken op het deksel worden toegepast. Zwaardere gewichten worden meestal gebruikt voor resterende sterkteberekeningen. Deze kamer kan tot 50 kilogram op elk monster toepassen om ervoor te zorgen dat het breekpunt wordt gevonden.

Hangend aan het deksel zijn drie aluminium blokken ontworpen volgens A STM-normen. Deze blokken maken het mogelijk om tot vier monsters gelijktijdig te testen en zijn verstelbaar via sleuven in het kamerdeksel. De monsters worden onder twee van de blokken geplaatst en een opwaartse kracht in het midden van een blok induceert buigkrachten op het monster.

Het apparaat heeft mobiele wielen aan de basis en is stevig samengesteld door een stalen frame met dwarsbalken en versterkingen voor ondersteuning. Gedeeltelijk ruimtes beletten dat de isolatie wordt verpletterd door het gewicht bovenop en verplaatsingsmeters op het frame, katrol en draadpotentiometersystemen meten de middenspandeflecties. Deze potentiometers zijn gemaakt van torsieveren.

De katrol verbindt staalkabel van een verbinding door het monster naar een hangende staaf voor aanpasbaar gewichtsapplicatie. De totale belasting toegepast op het monster komt van deze serie kabels, katrolverbindingen en bouten. Deze worden uitgelegd in de volgende secties, die het gebruik van het apparaat om een monster in het testapparaat te laden, behandelen.

Eerst opent u het deksel van de tank en plaatst u het deksel op de zijsteunen. Laad vervolgens het monster in de U-bout. De dwarsbalk moet in het midden van het monster zijn.

Rust nu de uiteinden van het monster op de aluminium steun. Er moet ongeveer vijf tot 10 millimeter overhang zijn. Ga door met het laden van maximaal vier monsters op dezelfde manier.

Verwijder vervolgens de dekselsteunen en laat het deksel zakken. Zorg ervoor dat het deksel correct op de tank zit. Breng nu de gewenste kracht aan op de monsters door gewichten toe te voegen aan de stalen staaf die aan de buitenste katrol hangt.

Zorg er eerst voor dat de potentiometerlijn strak zit. Meet vervolgens de weerstand over de buitenste pinnen van de potentiometer. De zwarte draad gaat naar pin één en de rode draad gaat naar pin drie.

Converter nu het weerstandslezen in verplaatsing door de kalibratiefactor te berekenen. In dit geval komt één kiloohm overeen met 64,895 millimeter verplaatsing. Voor continue gegevensverzameling is het mogelijk om de draadpotentiometers aan te sluiten op de digitale multimeter.

Na het berekenen van de verplaatsing, bereid u voor om de monsters te wegen, de gewichten te verwijderen en het deksel van de tank. De monsters kunnen vervolgens worden overgebracht naar de houdkamer. Bereid eerst een tussentijdse houdkamer voor alle monsters voor met kamertemperatuur, testvloeistof van de geschikte teststandaard.

Nu om een monster eerst te wegen, droog het af met een microvezeldoek. Plaats het vervolgens op een hoge precisieschaal en noteer het gegevenslezen. Als de monsters moeten worden getest op resterende sterkte, gaat u verder met die tests.

Hoge groei thermische mechanische tests werden uitgevoerd bij kamertemperatuur op twee groepen van vier exemplaren van gesloten cel polyurethaanschuim. Een groep werd droog getest bij 50% relatieve luchtvochtigheid. De tweede groep werd nat getest in gedeïoniseerd water.

De middenspandeflectie werd gevolgd gedurende de eerste zes uur en later de volgende dag. De verplaatsing van de natte monsters was aanzienlijk groter dan de droge monsters. De resterende sterkte van de monsters werd getest door te laden tot het punt van falen.

De natte monsters faalden bij ongeveer drie kilogram en de droge monsters faalden bij ongeveer 3,6 kilogram. Als de opstelling goed wordt uitgevoerd, kunnen de monsters in 15 minuten in dit platform worden gepositioneerd en geladen. Terwijl u deze procedure volgt, is het belangrijk om te onthouden om de monsters goed te positioneren en te laden