Artykuł metodologiczny

Platforma testowa do badań trwałości polimerów i kompozytów polimerowych wzmacnianych włóknami w warunkach jednoczesnych bodźców higrotermomechanicznych

DOI:

10.3791/52464

⸱

11 grudnia 2014

 ,  ,  , 
1Department of Mechanical and Aerospace Engineering, University of California, Davis

W tym artykule

Podsumowanie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Trwałość polimerów i kompozytów polimerowych wzmocnionych włóknami w eksploatacji jest krytycznym aspektem dla ich projektowania i konserwacji w oparciu o stan. Przedstawiamy nowatorską, niskokosztową platformę do badań laboratoryjnych do badania wpływu jednoczesnych obciążeń mechanicznych i środowiskowych, która może pomóc w projektowaniu bardziej wydajnych, a jednocześnie bezpieczniejszych struktur kompozytowych.

Streszczenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Trwałość polimerów i kompozytów polimerowych wzmocnionych włóknami w warunkach użytkowania jest krytycznym aspektem, który należy uwzględnić w ich solidnych konstrukcjach i konserwacji opartej na stanie. Materiały te są stosowane w szerokim zakresie zastosowań inżynieryjnych, od konstrukcji samolotów i statków po mosty, łopaty turbin wiatrowych, biomateriały i implanty biomedyczne. Polimery są materiałami lepkosprężystymi, a ich reakcja może być wysoce nieliniowa, co utrudnia przewidywanie i monitorowanie ich wydajności w trakcie eksploatacji. Przedstawiona w niniejszym artykule platforma badawcza w skali laboratoryjnej pomaga w badaniu wpływu jednoczesnych obciążeń mechanicznych i warunków środowiskowych na te materiały. Platforma została zaprojektowana tak, aby była tania i przyjazna dla użytkownika. Materiały odporne chemicznie sprawiają, że platforma może być przystosowana do badań degradacji chemicznej spowodowanej narażeniem na działanie płynów podczas eksploatacji. Przykładowy eksperyment przeprowadzono w RT na próbkach pianki poliuretanowej o zamkniętych komórkach, obciążonych ciężarem odpowiadającym ~50% ich ostatecznego obciążenia statycznego i suchego. Wyniki pokazują, że aparatura badawcza jest odpowiednia do tych badań. Wyniki podkreślają również większą podatność polimeru na jednoczesne obciążenia, w oparciu o większe przemieszczenia w punkcie środkowym i niższe szczątkowe obciążenia niszczące. Przedstawiono zalecenia dotyczące dodatkowych ulepszeń aparatury badawczej.

Wprowadzenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kompozyty polimerowe i polimerowe (FRP) zostały zastosowane w różnych konstrukcjach inżynieryjnych, począwszy od samolotów i statków kosmicznych, okrętów wojennych, infrastruktury cywilnej, (zobacz przykłady recenzji Katnam et al.1, Hollaway2, Mouritz i wsp.3), samochodów i pociągów, łopat turbin wiatrowych, po protezy i biomateriały do szwów i implantów. Na trwałość tych materiałów mają wpływ złożone scenariusze eksploatacji, które mogą obejmować kombinację a) obciążeń termomechanicznych, np. cykli zamrażania i rozmrażania w infrastrukturze cywilnej4, poddźwiękowych/naddźwiękowych profili lotu5, zużycia polietylenu na podłożu metalowym6); b) degradacja spowodowana czynnikami środowiskowymi i chemicznymi, np. wodą morską, odladzaniem, płynem hydraulicznym dla konstrukcji lotniczych i morskich7-10, degradacja kompozytów dentystycznych z polimetakrylanu metylu pod wpływem śliny11; c) złożone interakcje materiałów w połączeniach mocowanych lub klejonych, np. korozja galwaniczna i odklejanie między różnymi materiałami, czy to podczas naprawy łaty węglowej/włóknistej na aluminiowej poszyciu samolotu, czy też płytki kostnej węglowo-PEEK przymocowanej stalą nierdzewną12.

Niestety istnieje ograniczona wiedza na temat wpływu jednoczesnych bodźców eksploatacyjnych na długoterminową trwałość tych materiałów. Większość polimerów można sklasyfikować jako materiały lepkosprężyste. Obciążenia mechaniczne i warunki środowiskowe znacząco wpływają na odpowiedź lepkosprężystą polimerów. W związku z tym wiarygodne modele długoterminowego zachowania tych materiałów powinny być w stanie uwzględnić zależne od czasu reakcje na sprzężone bodźce higrotermiczne, mechaniczne i chemiczne. To z kolei poprawi przewidywania projektowe, bezpieczeństwo i protokoły konserwacji/wymiany w oparciu o stan.

Istnieje obszerna literatura na temat eksperymentalnych testów efektów higrotermicznych, na przykład testów dyfuzji higrotermicznej: jeśli skala próbek na to pozwala, próbki materiału mogą być umieszczone w komorze o pożądanym poziomie wilgotności i temperatury. Próbki są okresowo pobierane w celu zmierzenia ich zmian masy i/lub objętości w określonym czasie, od tygodni do lat10,13-17. Po badaniu higrotermicznym mogą nastąpić badania mechaniczne, tj. badanie statyczności resztkowej/wytrzymałości zmęczeniowej/mechaniki pękania17-19, które dostarcza jedynie informacji na temat wpływu bodźca higrotermicznego na reakcje mechaniczne materiałów. Dane testowe mogą być dopasowane do modeli dyfuzji o różnym stopniu złożoności, od prostej dyfuzji Ficka do modeli, które obejmują zależność od stężenia, naprężenia, temperatury, odwracalnego starzenia fizycznego/plastyfikacji i nieodwracalnych reakcji chemicznych. Wyniki tego eksperymentu mogą być następnie wykorzystane w analizach strukturalnych.

Niewielu autorów poruszyło kwestię wpływu jednoczesnych bodźców higrotermicznych i mechanicznych. Spośród osób badających kompozyty FRP, Neumann i Garom20 zanurzyli próbki zestresowane i nieobciążone w wodzie destylowanej. Naprężenie zastosowano poprzez umieszczenie próbek wewnątrz ściśniętych sprężyn ze stali nierdzewnej, dostrajając obciążenie za pomocą różnych sztywności sprężyn i obciążeń ściskających. Podobna procedura została opisana przez Wan i wsp.21. Helbling i Karbhari22 zastosowali urządzenie do gięcia w komorze środowiskowej dla różnych procentów wilgotności względnej (RH%) i poziomów temperatury. Wstępnie kondycjonowane próbki poddano zadanemu poziomowi odkształcenia zginającego, odpowiadającemu procentowi statycznego ostatecznego odkształcenia rozciągającego dla tego kompozytu. Kasturiarachchi i Pritchard(23 lata) przygotowali 4-punktowy przyrząd do gięcia ze stali nierdzewnej (po jednym na próbkę), który został umieszczony na półce w dużym szklanym eksykatorze. Eksykator był częściowo wypełniony wodą destylowaną, miał niewielkie nieszczelności, aby zapobiec wzrostowi ciśnienia i został umieszczony w komorze wilgotnościowej o wilgotności względnej 95%. Gellert i Turley7 badali próbki kompozytu FRP klasy morskiej pod kątem ich trwałości przy połączonym obciążeniu pełzaniem i 100% wilgotności względnej. Ich próbki zostały załadowane w 4-punktowym zginaniu przy stałym obciążeniu równym 20% statycznego obciążenia zginającego przy zniszczeniu, podczas gdy były całkowicie zanurzone w wodzie morskiej. Ugięcie pełzania uzyskiwano okresowo za pomocą grubościomierza pomiędzy zewnętrzną powierzchnią belki w przekroju środkowym, a płytą szklaną (przypuszcza się, że taki pomiar wykonywano na zewnątrz komory). Abdel-Magid i wsp.24 osoby umieściły próbki szkła / żywicy epoksydowej w oprawie środowiskowej Invar, która została dostarczona przez NASA Langley, ponieważ próbki były ładowane w naprężeniu wzdłuż kierunku włókna, przy 20% ostatecznego obciążenia osiowego. Ellyin i Rohrbarcher25 przeprowadzili testy higrotermiczne przez okres do 140 dni, a następnie przetestowali próbki pod kątem zmęczenia na hydraulicznej maszynie wytrzymałościowej. Próbki zawinięto w mokrą gazę serową podłączoną do rurki i źródła wody. Earl i wsp.26 umieściło swój uchwyt załadowczy i próbki w dużej komorze środowiskowej (5,5m3).

Jak omówiono w wielu badaniach eksperymentalnych, warunki środowiskowe wpływają na właściwości mechaniczne i reakcje polimerów. Niektóre ograniczone eksperymenty pokazują również, że istnienie naprężeń/odkształceń mechanicznych wpływa na proces dyfuzji w polimerach. W związku z tym, aby lepiej zrozumieć ogólną wydajność materiałów na bazie polimerów zarówno w przypadku skutków mechanicznych, jak i niemechanicznych, istnieje potrzeba przeprowadzenia równoległych testów.

Za projektem platformy testowej kryło się kilka celów, które zostały omówione w tym artykule. Po pierwsze, platforma jest częścią eksperymentalnej konfiguracji w ramach wieloletnich badań nad higrotermiczno-mechanicznym zachowaniem różnych typów kompozytów warstwowych FRP do zastosowań w turbinach wiatrowych i inżynierii morskiej. Dane testowe są wykorzystywane do kalibracji parametrów w lepkosprężystych równaniach konstytutywnych dla kompozytów polimerowych. Modele konstytutywne opierają się na pracach rozwijanych przez lata przez Muliany i współpracowników27-30. Drugim celem było posiadanie taniej i przyjaznej dla użytkownika platformy testowej, na przykład takiej, którą można łatwo przenieść w laboratorium (np. na wagę do pomiarów masy, lub do źródła płynu, np. pochodzącego z kranu, dymu lub łatwopalnej szafki). Trzecim celem było stworzenie platformy testowej, która byłaby odporna na szereg substancji chemicznych powszechnie stosowanych w służbie (w szczególności płyny hydrauliczne, rozpuszczalniki do odladzania, rozpuszczalniki czyszczące do zastosowań lotniczych8-10), dzięki czemu próbki można by zanurzyć w takich chemikaliach i ocenić ich trwałość.

Komora (Rysunek 1) została zbudowana z polietylenu o wysokiej gęstości, który ma wysoką odporność chemiczną. Jak wspomniano powyżej, oczekuje się, że przyszłe prace będą obejmowały badania higrotermomechaniczne kompozytów zanurzonych w płynie hydraulicznym, rozpuszczalnikach do odladzania, czyszczenia. Ponieważ regulacja termiczna jest integralnym aspektem testów, spieniona pianka polistyrenowa została zamontowana po bokach zbiornika i zabezpieczona taśmą i samą stalową ramą, aby zapobiec wymianie ciepła z otoczeniem.

Pokrywa komory (Rysunek 2) została wykonana z przezroczystego poliwęglanu o grubości 9,525 mm, co pozwala użytkownikom obserwować próbki podczas testowania bez zakłócania testu. Pokrywa jest zabezpieczona na miejscu za pomocą aluminiowych prętów w kształcie litery T, które zostały obrobione tak, aby przesuwały się pod zwisającymi wspornikami po bokach zbiornika.

Gięcie w próbkach odbywa się za pomocą trzech aluminiowych bloków, które zwisają z pokrywy i są mocowane przez szczeliny w pokrywie. Trzy bloki umożliwiają jednoczesne badanie do czterech próbek, podczas gdy szczeliny w pokrywie umożliwiają regulację odstępów między blokami w zależności od długości próbek. Każdy blok jest zaokrąglony na krawędzi styku do średnicy 12,7 mm, zgodnie z normą ASTM D790-10. Próbki są umieszczane pod dwoma z trzech bloków, z siłą skierowaną w górę w jego środku w celu wywołania zginania (ryc. 1-2).

Urządzenie zostało zaprojektowane z myślą o maksymalnej wszechstronności i łatwości użytkowania. Kółka o średnicy 41.275 mm są mocowane pod komorą w celu zapewnienia mobilności. Nad nimi zbiornik wsparty jest na spawanej stalowej ramie z dnem z siatki drucianej i belkami poprzecznymi do podparcia. Kątowniki dystansowe do zewnętrznych narożników zbiornika zostały wyprodukowane, aby zapobiec zgnieceniu izolacji przez górne mierniki masy i wyporności (aparatura do garnków strunowych, omówiona później). Wokół góry ponownie użyto kolby kątowej do obramowania. Potencjometry koła pasowego i strunowego do pomiaru ugięcia w połowie rozpiętości są zamontowane na czterech stalowych łukach z rur kwadratowych (ilustracja 3). Dwa środkowe łuki z tych czterech przenoszą potencjometry strunowe i są regulowane, aby uwzględnić wszechstronność próbki. Potencjometry strunowe zostały skonstruowane z wykorzystaniem sprężyny skrętnej (spotykanej w chowanych smyczach do kluczy) oraz potencjometrów z trójzębnymi wyjściami elektronicznymi. Koła pasowe są wyrównane i zamontowane do użytku ze stalową linką biegnącą od sztywnego połączenia próbki do wiszącego pręta z boku komory w celu regulacji ciężaru.

Obciążenie jest przykładane do próbki za pomocą szeregu, kół pasowych, łączników i. Najpierw próbkę umieszcza się w w kształcie litery U, tak aby poprzeczka 10 mm stykała się ze środkiem przęsła. Stalowy pręt o średnicy 9,525 mm ze oczkowymi na każdym końcu jest następnie połączony ze śrubą w kształcie litery U. To stalowe połączenie przechodzi przez pokrywę komory. Stalowa linka i gwint kevlarowy są przymocowane do oczkowej naprzeciwko w kształcie litery U. Dzięki temu gwint kevlarowy z potencjometru strunowego może odczytywać dane ze sztywnego punktu. Stalowa linka biegnie dalej w górę i przechodzi przez dwa koła pasowe, które umożliwiają przyłożenie obciążenia na obrzeżach zbiornika. jest następnie mocowany do stalowego pręta o średnicy 9,525 mm, który służy jako wieszak ze szczeliną. Ten wieszak zapewnia miejsce, w którym można ustawić obciążniki szczelinowe w celu przyłożenia żądanego obciążenia.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Ładowanie próbek

  1. Podnieś pokrywę zbiornika i oprzyj go na bocznych wspornikach (Rysunek 4).
  2. Umieść próbkę w w kształcie litery U i upewnij się, że poprzeczka styka się ze środkiem próbki.
  3. Oprzyj końce próbki na aluminiowych wspornikach zwisających z pokrywy. Końce próbek powinny mieć 5-10 mm zwisu.
  4. Powtórz kroki 1.2-1.4 dla wszystkich próbek, które będą badane.
  5. Zdejmij wsporniki pokrywy, dolną pokrywę i upewnij się, że pokrywa jest osadzona na krawędzi zbiornika.
  6. Zastosuj żądaną siłę, dodając obciążniki do stalowego pręta obok zewnętrznego koła pasowego.

2. Pomiar przemieszczenia

  1. Upewnij się, że żyłka potencjometru sznurkowego jest napięta.
  2. Za pomocą multimetru cyfrowego zmierz rezystancję na zewnętrznych stykach potencjometru (Rysunek 3), kolorem czarnym do styku 1 i czerwonym na styk 3 i zapisz odczyt.
  3. Przelicz odczyt rezystancji na odczyt przemieszczenia, obliczając współczynnik kalibracji (w tym przypadku 1 kΩ odpowiada przemieszczeniu 64,895 mm).
  4. Powtórz kroki 2.1-2.3 dla każdej próbki.

3. Ważenie próbek

  1. Przed rozpoczęciem procedury ważenia należy zapisać dane dotyczące przemieszczenia i przygotować tymczasową komorę przetrzymującą wypełnioną płynem testowym w temperaturze pokojowej, zgodnie z ASTM D522931 lub odpowiednią normą testową.
  2. Usuń obciążniki szczelinowe z końców stalowych linek.
  3. Podnieś pokrywę zbiornika i oprzyj go na bocznych wspornikach.
  4. Wyjąć próbkę i umieścić ją w przygotowanej tymczasowej komorze przetrzymywania. Powtórz ten krok dla wszystkich próbek.
  5. Usuń próbki i wysusz je pojedynczo za pomocą ściereczki z mikrofibry, aby usunąć nadmiar płynu.
  6. Umieść próbkę na precyzyjnej wadze i zapisz odczyt danych.
  7. Powtórz kroki 3.5-3.6 dla wszystkich próbek, a następnie postępuj zgodnie z krokiem protokołu 1.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Aparatura badawcza skutecznie utrzymuje próbki zanurzone w płynie pod trzypunktowym zginaniem. Z rozsądną precyzją próbki mogą być ładowane i testowane z dokładnymi odczytami z potencjometrów pod kątem zmian ugięcia w punkcie środkowym. Zmiana oporu elektrycznego może być rejestrowana z dokładnością do 4 cyfr znaczących, co daje rozdzielczość przemieszczenia rzędu 0,1 μm.

Testy higrotermo-mechaniczne zostały przeprowadzone w RT na dwóch grupach po cztery próbki pianki poliuretanowej o zamknięt...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Z uzyskanych danych wynika, że równoległy scenariusz testowy wpłynął na trwałość próbek pianki poliuretanowej o zamkniętych komórkach. Można to zaobserwować, porównując znacząco różniące się przemieszczenia (rysunek 5) i obciążenia szczątkowe z uszkodzeniem (rysunek 6) próbek suchych i mokrych. Rysunek 7 przedstawia zdjęcia próbek po badaniach wytrzymałości resztkowej. Należy również zauważyć, że o ile przemieszczenie suchych próbek osiągnęło stan ustalony w okresie obse...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy dziękują Destiny Garcia, Serenie Ferraro, Erikowi Quirozowi i Stevenowi Kernowi (laboratorium Advanced Composites Research, Engineering and Science) za pomoc w projektowaniu i produkcji zestawu testowego. Shawn Malone, Michael Akahori, David Kehlet (Engineering Fabrication Lab) są wdzięczni za swoje sugestie i pomoc w procesie obróbki. Z wdzięcznością doceniamy wsparcie Narodowej Fundacji Nauki (wspólny grant CMMI-1265691 i jego suplement REU) oraz Biura Badań Marynarki Wojennej (N00014-13-1-0604 dla A. Muliany, Texas &M University (Główny Badacz) i V. La Saponara, zarządzanego przez dyrektora programu Yapa Rajapakse).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Pręty prostokątne z aluminium 6061McMaster-Carr, USA8975K268, 1668T72, 7062T17, Część platformy testowej
Aluminium 6061 90° kątownikiMcMaster-Carr, USA8982K91, 8982K14 Część platformy testowej
Stal nierdzewna 440CMcMaster-Carr, USA6253K52Część platformy testowej
Arkusze polietylenu o dużej gęstościTap Plastics, USANie dotyczy (0,236 cala grubości x 10,75 cala szerokości x 16,75 cala długości)Część platformy testowej
Arkusze polietylenu o dużej gęstościTap Plastics, USAN/A (0,354 cala grubości x 6 cali szerokości x 10 cali długości)Część platformy testowej
Arkusze polietylenu o dużej gęstościTap Plastics, USAN/A (0,354 cala grubości x 6 cali szerokości x 16,75 cala długości)Część platformy testowej
Arkusze poliwęglanuTap Plastics, USAN/A (0,375 cala grubości, 11,5 cala szerokości, 17,5 cala długości)Część platformy testowej
Spieniona pianka polistyrenowaHome DepotModel # 310880 Internet # 202532855Część platformy testowej
Lina stalowa ocynkowanaMcMaster-Carr, USA3498T63Część platformy testowej Stalowa
śruba oczkowaMcMaster-Carr, USA3013T341Część platformy testowej
Stal niskowęglowa 90&kątMcMaster-Carr, USA9017K444 Część platformy testowej
Pręty ze stali niskowęglowejMcMaster-Carr, USA8920K84, 8920K75, 8920K231, 8920K135, 8920K84     Część platformy testowej
Rury ze stali niskowęglowejMcMaster-Carr, USA6527K314, 8910K394, 8910K395, 8920K94   Część platformy testowej
Śruba w kształcie litery U ze stali nierdzewnej 304McMaster-Carr, USA8896T104Część platformy testowej
Stalowe koło pasoweMcMaster-Carr, USA3099T34Część platformy testowej
1008 blachy ze stali węglowejMcMaster-Carr, USA9302T113Część platformy testowej
Lekkie kółka skrętneHarbor Freight, USA41519Część platformy testowej
100- lbf Vinyl Weight SetOverstock.com11767059Część platformy testowej
Pianka poliuretanowa zamkniętokomórkowaGeneral Plastics, USAFR-3704Próbki testowe
z wodą dejonizowaną, system filtracji PurLabNie dotyczyPłyn kondycjonujący zbiornika
Sprężyna skrętnaChowany klips na klucze, Ebay, USALot 10Służy do budowy potencjometru
Gwint kevlarowyCabela' sIK-321909Służy do budowy potencjometru strunowego
10 kOhm potencjometruEbay, USA3590S-2-103LSłuży do budowy potencjometru strunowego
Multimetr cyfrowyHarbor Freight, USA98674Służy do wykonywania pomiarów rezystancji potencjometru strunowego
Kranstrunowego

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Katnam, K. B., Da Silva, L. F. M., Young, T. M. Bonded repair of composite aircraft structures: A review of scientific challenges and opportunities. Prog Aerosp Sci. 61, 26-42 (2013).
  2. Hollaway, L. C. A review of the present and future utilization of FRP composites in the civil infrastructure with reference to their important in-service properties. Constr Build Mater. 24, 2419-2445 (2010).
  3. Mouritz, A. P., Gellert, E., Burchill, P., Challis, K. Review of advanced composite structures for naval ships and submarines. Compos Struct. 53, 21-41 (2001).
  4. Albanilla, M. A., Li, Y., Karbhari, V. M. Durability characterization of wet layup graphite/epoxy composites used in external strengthening. Compos Part B-Eng. 37, 200-212 (2006).
  5. Jedidi, J., Jacquemin, F., Vautrin, A. Accelerated hygrothermal cyclical tests for carbon/epoxy laminates. Compos. Part A –Appl. Sci. 37, 636-645 (2006).
  6. Jones, L. C., Tsao, A. K., Topoleski, L. D. T. Orthopedic Implant Retrieval and Failure Analysis. Degradation of Implant Materials. N, E. liaz , Springer. 393-447 (2012).
  7. Gellert, E. P., Turley, D. M. Seawater immersion ageing of glass-fibre reinforced polymer laminates for marine applications. Compos. Part A –Appl. Sci. 30, 1259-1265 (1999).
  8. Sugita, Y., Winkelmann, C., La Saponara, V. Environmental and chemical degradation of carbon/epoxy lap joints for aerospace applications, and effects on their mechanical performance. Compos. Sci. Technol. 70, 829-839 (2010).
  9. Campbell, R. A., Pickett, B. M., La Saponara, V., Dierdorf, D. Thermal Characterization and Flammability of Structural Epoxy and Carbon/Epoxy Composite with Environmental and Chemical Degradation. J. Adhes. Sci. Technol. 26, 889-910 (2012).
  10. Landry, B., LaPlante, G., LeBlanc, L. R. Environmental effects on mode II fatigue delamination growth in an aerospace grade carbon/epoxy composite. Compos. A-Appl. Sci. 43, 475-485 (2012).
  11. Ferracane, J. L. Hydroscopic and hydrolytic effects in dental polymer networks. Dent. Mater. 22, 211-222 (2006).
  12. Mueller, Y., Tognini, R., Mayer, J., Virtanen, S. Anodized titanium and stainless steel in contact with CFRP: An electrochemical approach considering galvanic corrosion. J. Biomed. Mater. Res. –A. 82, 936-946 (2007).
  13. Bagley, E., Long, F. A. Two-state Sorption and Desorption of Organic Vapors in Cellulose Acetate. J. Am. Chem. Soc. 77, 2172-2178 (1955).
  14. Shen, C. -H., Springer, G. Moisture Absorption and Desorption of Composite Materials. J. Compos Mater. 10, 2-20 (1976).
  15. Zhou, J., Lucas, J. P. Hygrothermal effects of epoxy resin. Part I: the nature of water in epoxy. Polymer. 40, 5505-5512 (1999).
  16. Abot, J. L., Yasmin, A., Daniel, I. M. Hygroscopic Behavior of Woven Carbon-Epoxy Composites. J. Reinf. Plast. Comp. 24, 195-207 (2005).
  17. LaPlante, G., Ouriadov, A. V., Lee-Sullivan, P., Balcom, B. J. Anomalous Moisture Diffusion in an Epoxy Adhesive. J. Appl. Polym. Sci. 109, 1350-1359 (2008).
  18. Weitsman, Y. J. Anomalous fluid sorption in polymeric composites and its relation to fluid-induced damage. Compos. Part A –Appl. Sci. 37, 617-623 (2006).
  19. Karbhari, V. M., Ghosh, K. Comparative durability evaluation of ambient temperature cured externally CFRP and GFRP composiste systems for repair of bridges. Compos. Part A –Appl. Sci. 40, 1353-1363 (2009).
  20. Neumann, S., Marom, G. Free-volume dependent moisture diffusion under stress in composite materials. J. Mater. Sci. 21, 26-30 (1986).
  21. Wan, Y. Z., Wang, Y. L., Huang, Y., He, B. M., Han, K. Y. Hygrothermal aging behaviour of VARTMed three-dimensional braided carbon-epoxy composites under external stresses. Compos. Part A –Appl. Sci. 36, 1102-1109 (2005).
  22. Helbling, C. S., Karbhari, V. M. Investigation of the Sorption and Tensile Response of Pultruded E-Glass/Vinylester Composites Subjected to Hygrothermal Exposure and Sustained. J. Reinf. Plast. Comp. 27, 613-638 (2008).
  23. Kasturiarachchi, K. A., Pritchard, G. Water absorption of glass/epoxy laminates under bending stresses. Composites. 14, 244-250 (1983).
  24. Abdel-Magid, B., Ziaee, S., Gass, K., Schneider, M. The combined effects of load, moisture and temperature on the properties of E-glass/epoxy composites. Compos Struct. 71, 320-326 (2005).
  25. Ellyin, F., Rohrbarcher, C. The Influence of Aqueous Environment, Temperature and Cyclic Loading on Glass-Fibre/Epoxy Composite Laminates. J Reinf Plast Comp. 22, 615-636 (2003).
  26. Earl, J. S., Dulieu-Barton, J. M., Shenoi, R. A. Determination of hygrothermal ageing effects in sandwich construction joints using thermoelastic stress analysis. Compos Sci Technol. 63, 211-223 (2003).
  27. Jeon, J., Muliana, A., La Saponara, V. Thermal stress and deformation analyses in fiber reinforced polymer composites undergoing heat conduction and mechanical loading. Compos. Struct. 111, 31-44 (2014).
  28. Muliana, A. H., Rajagopal, K. R., Wineman, A. A new class of quasi-linear models for describing the non-linear viscoelastic response of materials. Acta Mech. 224, 2169-2183 (2013).
  29. Joshi, N., Muliana, A. Deformation in Viscoelastic Sandwich Composites Subject to Moisture Diffusion. Compos. Struct. 92, 254-264 (2010).
  30. Muliana, A. H., Sawant, S. Viscoelastic Responses of Polymer Composites with Temperature and Time Dependent Constituents. Acta Mech. 204, 155-173 (2009).
  31. Standard Test Method for Moisture Absorption Properties and Equilibrium Conditioning of Polymer. Matrix Composite Materials. ASTM International. , (2004).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Badania higrotermomechaniczner wnoczesne obci anieniskokosztowa platformazginanie tr jpunktoweobci enie pe zaj cewytrzyma o szcz tkowapomiar przemieszczeniapotencjometr strunowypoliuretan kom rkowy zamkni ty

Powiązane artykuły