Snij procedures, trekproeven en veroudering van flexibele unidirectionele composiet laminaten

Dit protocol kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen op het gebied van kogelvrije vesten ontwikkeling door het definiëren van een herhaalbare procedure om de mechanische eigenschappen van flexibele unidirectionele composiet stoffen te testen. Een rechte, schone snede goed georiënteerd met de vezel richting is van cruciaal belang voor de nauwkeurige meting van falen stress door het voorkomen van extra bronnen van fouten. Deze techniek vult een gat in de huidige testen door het toestaan van ondervraging van de eigenschappen van een materiaal zonder hete persen, die meer representatief is voor het gebruik ervan in zachte kogelvrije vesten.

Rol een bout van unidirectioneel materiaal uit om te testen op een werkoppervlak. Het afgewikkelde gedeelte is het voorlopermateriaal. Controleer visueel of de hoofdvezelrichting parallel loopt aan de breedte van de bout.

Vervolgens krijgt u een scalpel om het voorlopermateriaal te isoleren. Maak een tabblad door het maken van een snede parallel aan de vezel richting. Maak dan nog een parallel snede ongeveer drie millimeter afstand.

Handgreep het tabblad en scheur het weg om de vezels bloot te leggen op de laag eronder. Trek totdat de twee lagen zijn gescheiden over de gehele lengte van het voorlopermateriaal. Verwijder eventuele losse vezels van de rand van het tabblad dat buurman de blootgestelde cross vezels.

Deze kunnen tot een tot twee millimeter verwijderd zijn van het tabpad. Ga verder door het stuk voorlopermateriaal van de bout te scheiden. Draai het materiaal om, zodat de nieuwe principevezelrichting de warprichting is.

Markeer nu de greeplijnen op het materiaal dat in de inslagrichting is uitgelijnd. Deze lijnen zijn een vaste afstand van en parallel aan de snijranden van het materiaal. Nogmaals, snijd een tabblad in het materiaal, trek dan het tabblad om de belangrijkste vezel richting te bepalen voor het monster te worden gesneden uit het materiaal.

De vezelrichting moet loodrecht staan op de griplijnen. Breng het materiaal naar een geschikte zelfherstellende rooster snijmat. Lijn de vezelrichting zorgvuldig uit met de rasterlijnen op de mat.

Zorg ervoor dat de vezelrichting in het materiaal is uitgelijnd met de rasterlijnen. Voorkom beschadiging van het materiaal en zet het vast aan de snijmat door de hoeken vast te tappen. Gebruik een medisch mes en een rechte rand om monsters uit het materiaal te snijden.

Plaats de rechte rand op de gewenste monsterbreedte en lijn deze uit met het rooster op de snijmat. Klem de uiteinden van de rechte rand op zijn plaats en controleer of deze nog steeds correct is geplaatst. Snijd het exemplaar langs de rechte rand met een constante snelheid en druk.

Maak de rechte rand los en zorg ervoor dat het materiaal niet beweegt. Verwijder vervolgens het monster. Dit zijn alle exemplaren verkregen na het herhalen van de snijstappen om de productie van specimens te maximaliseren.

Bereid u voor om punten te markeren om te volgen op een exemplaar voor gebruik met een video extensometer. Gebruik voor consistentie een sjabloon die over het exemplaar is geplaatst. Markeer de meetpunten met een permanente markering.

Zorg ervoor dat de markeringen zichtbaar zijn op het monster om de meting van de stam mogelijk te maken. Breng het exemplaar vervolgens naar de universele testmachine. Daar steek je het uiteinde van het monster door de opening in de capstan en breng het rond naar de griplijn, die een lus vormt.

Centreer het exemplaar op de capstan grepen. Terwijl u het monster gecentreerd houdt, draait u de capstan op de gewenste positie. Gebruik een spanapparaat om het monster op zijn plaats te houden voordat de capstan op zijn plaats wordt vergrendeld.

Voltooi de montage van het monster door dezelfde stappen met het andere uiteinde te herhalen. Wanneer u klaar bent, breng dan een kleine voorbelasting van twee newton aan en noteert de werkelijke lengte van de meter. Stel nu het instrument in om een trekproef uit te voeren met een constante 10 millimeter per minuut en de test te beginnen.

Voor de test past de testmachine een constante extensie van het monster toe terwijl de belasting en verplaatsing worden geregistreerd. De test gaat door tot er een breuk in het monster optreedt. Deze plot is een typische belasting versus verplaatsing curve voor deze experimenten.

Bij het bewaken van het display duidt een vermindering van de waargenomen belasting met 90% op een breuk in het monster. Nota maximale stress en bijbehorende storingsspanning. Na het maken van een plan voor de studie, snijd het materiaal dat nodig is voor elke voorwaarde te worden getest.

De stroken moeten breed genoeg zijn om de vereiste exemplaren op te leveren en hebben nog eens 10 millimeter of meer. Plaats de strips voor de blootstelling aan het milieu in een lade. Stel in de milieukamer het programma in voor droge kamertemperatuur en laat het stabiliseren.

Zodra de kamer is gestabiliseerd, plaats de monsterlade binnen uit de buurt van de muren of eventuele punten van condensatie. Volgende programma van de kamer om de beoogde temperatuur voor de milieu-studie te bereiken. Wanneer de temperatuur stabiel is, programmeert u de kamer om de doelvochtigheid te bereiken.

Wanneer het tijd is om oud materiaal te extraheren, programmeer de kamer om de relatieve vochtigheid te verminderen tot ongeveer die van het lab. Nadat de luchtvochtigheid is gestabiliseerd, programma de temperatuur te dalen tot kamertemperatuur, of ongeveer 25 graden Celsius. Om het materiaal op te halen, moet u worden voorbereid met een op de juiste wijze gelabelde container.

Open de kamer met de vochtigheid en de temperatuur stabiel, verwijder het benodigde materiaal en plaats het in de gelabelde container. Breng het resterende materiaal terug naar de milieukamer en herstel de gekozen omstandigheden. Neem vervolgens het verouderde materiaal om oude exemplaren te maken.

Dit verouderde materiaal is uitgelijnd op een zelfhelend snijoppervlak. De grip lijnen zijn gemarkeerd als voorheen. Stel de rechte rand in om vijf millimeter van één kant van het monster te verwijderen.

Knip dit bedrag om eventuele schade te verwijderen uit de behandeling tijdens het verouderingsproces. Blijf de specimens op dezelfde manier maken als het ongeagede materiaal. Wanneer gedaan, zijn de specimens klaar voor gebruik in trekproeven.

Voor belastingstests uitgevoerd met een vaste capstan, de belasting versus uitbreiding percelen van verschillende monsters tonen de monsters gleed. Dit weerspiegelt de moeilijkheid van het beveiligen van het materiaal. Daarentegen zijn de curven met een roterende capstan glad en consistent.

Het materiaal is een ultra-hoge moleculaire massa polyethyleen unidirectioneel laminaat. Deze storing stress distributie wordt uitgezet met behulp van Weibull schalen. De gegevens zijn voor PPTA unidirectionele laminaatmonsters die een meter lengte van 300 millimeter en breedte van 30 millimeter gesneden langs de warp richting met een belasting van 10 millimeter per minuut.

Er is een lage sterkte uitschieter die moet worden onderzocht. Ter vergelijking, dezelfde gegevens worden uitgezet, behalve met de uitschieter uitgesloten. Let op de wijziging in de horizontale as.

Na deze procedure kan moleculaire spectroscopie worden gebruikt om vragen te beantwoorden over de chemische veranderingen in het materiaal als gevolg van de blootstelling aan warmte en vochtigheid. Houd er rekening mee dat de medische scalpel is zeer scherp en de juiste zorg moet worden genomen om letsel te voorkomen.