Name: Platforma testowa do badań trwałości polimerów i kompozytów polimerowych wzmacnianych włóknami w warunkach jednoczesnych bodźców higrotermomechanicznych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-12-11T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 15 s
Description: Poznaj metodę badania trwałości kompozytów polimerowych wzmacnianych włóknami podczas jednoczesnych obciążeń higrotermomechanicznych. Ta niskokosztowa platforma testowa pozwala na ocenę wytrzymałości materiałów w złożonych warunkach eksploatacji.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

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).

1. Ładowanie próbek
<ol>
	<li>Podnieś pokrywę zbiornika i oprzyj go na bocznych wspornikach (Rysunek 4).</li>
	<li>Umieść próbkę w w kształcie litery U i upewnij się, że poprzeczka styka się ze środkiem próbki.</li>
	<li>Oprzyj końce próbki na aluminiowych wspornikach zwisających z pokrywy. Końce próbek powinny mieć 5-10 mm zwisu.</li>
	<li>Powtórz kroki 1.2-1.4 dla wszystkich próbek, które będą badane.</li>
	<li>Zdejmij wsporniki pokrywy, dolną pokrywę i upewnij się, że pokrywa jest osadzona na krawędzi zbiornika.</li>
	<li>Zastosuj żądaną siłę, dodając obciążniki do stalowego pręta obok zewnętrznego koła pasowego.</li>
</ol>
2. Pomiar przemieszczenia
<ol>
	<li>Upewnij się, że żyłka potencjometru sznurkowego jest napięta.</li>
	<li>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.</li>
	<li>Przelicz odczyt rezystancji na odczyt przemieszczenia, obliczając współczynnik kalibracji (w tym przypadku 1 kΩ odpowiada przemieszczeniu 64,895 mm).</li>
	<li>Powtórz kroki 2.1-2.3 dla każdej próbki.</li>
</ol>
3. Ważenie próbek
<ol>
	<li>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.</li>
	<li>Usuń obciążniki szczelinowe z końców stalowych linek.</li>
	<li>Podnieś pokrywę zbiornika i oprzyj go na bocznych wspornikach.</li>
	<li>Wyjąć próbkę i umieścić ją w przygotowanej tymczasowej komorze przetrzymywania. Powtórz ten krok dla wszystkich próbek.</li>
	<li>Usuń próbki i wysusz je pojedynczo za pomocą ściereczki z mikrofibry, aby usunąć nadmiar płynu.</li>
	<li>Umieść próbkę na precyzyjnej wadze i zapisz odczyt danych.</li>
	<li>Powtórz kroki 3.5-3.6 dla wszystkich próbek, a następnie postępuj zgodnie z krokiem protokołu 1.</li>
</ol>

<ol><li>Katnam, K. B., Da Silva, L. F. M., Young, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bonded+repair+of+composite+aircraft+structures%3A+A+review+of+scientific+challenges+and+opportunities%5BTitle%5D)+AND+%22Prog+Aerosp+Sci%22%5BJournal%5D)">Bonded repair of composite aircraft structures: A review of scientific challenges and opportunities.</a> Prog Aerosp Sci. 61, 26-42 (2013).</li>
<li>Hollaway, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+the+present+and+future+utilization+of+FRP+composites+in+the+civil+infrastructure+with+reference+to+their+important+in-service+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Constr+Build+Mater%22%5BJournal%5D)">A review of the present and future utilization of FRP composites in the civil infrastructure with reference to their important in-service properties.</a> Constr Build Mater. 24, 2419-2445 (2010).</li>
<li>Mouritz, A. P., Gellert, E., Burchill, P., Challis, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+of+advanced+composite+structures+for+naval+ships+and+submarines%5BTitle%5D)+AND+%22Compos+Struct%22%5BJournal%5D)">Review of advanced composite structures for naval ships and submarines.</a> Compos Struct. 53, 21-41 (2001).</li>
<li>Albanilla, M. A., Li, Y., Karbhari, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Durability+characterization+of+wet+layup+graphite%2Fepoxy+composites+used+in+external+strengthening%5BTitle%5D)+AND+%22Compos+Part+B-Eng%22%5BJournal%5D)">Durability characterization of wet layup graphite/epoxy composites used in external strengthening.</a> Compos Part B-Eng. 37, 200-212 (2006).</li>
<li>Jedidi, J., Jacquemin, F., Vautrin, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accelerated+hygrothermal+cyclical+tests+for+carbon%2Fepoxy+laminates%5BTitle%5D)+AND+%22Compos.+Part+A+%E2%80%93Appl.+Sci%22%5BJournal%5D)">Accelerated hygrothermal cyclical tests for carbon/epoxy laminates.</a> Compos. Part A –Appl. Sci. 37, 636-645 (2006).</li>
<li>Jones, L. C., Tsao, A. K., Topoleski, L. D. T. Orthopedic Implant Retrieval and Failure Analysis. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aJones%2C+LC+%22Degradation+of+Implant+Materials%22">Degradation of Implant Materials</a>. N, E. liaz , Springer. 393-447 (2012).</li>
<li>Gellert, E. P., Turley, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Seawater+immersion+ageing+of+glass-fibre+reinforced+polymer+laminates+for+marine+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Compos.+Part+A+%E2%80%93Appl.+Sci%22%5BJournal%5D)">Seawater immersion ageing of glass-fibre reinforced polymer laminates for marine applications.</a> Compos. Part A –Appl. Sci. 30, 1259-1265 (1999).</li>
<li>Sugita, Y., Winkelmann, C., La Saponara, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Environmental+and+chemical+degradation+of+carbon%2Fepoxy+lap+joints+for+aerospace+applications%2C+and+effects+on+their+mechanical+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Compos.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Environmental and chemical degradation of carbon/epoxy lap joints for aerospace applications, and effects on their mechanical performance.</a> Compos. Sci. Technol. 70, 829-839 (2010).</li>
<li>Campbell, R. A., Pickett, B. M., La Saponara, V., Dierdorf, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+Characterization+and+Flammability+of+Structural+Epoxy+and+Carbon%2FEpoxy+Composite+with+Environmental+and+Chemical+Degradation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Adhes.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Thermal Characterization and Flammability of Structural Epoxy and Carbon/Epoxy Composite with Environmental and Chemical Degradation.</a> J. Adhes. Sci. Technol. 26, 889-910 (2012).</li>
<li>Landry, B., LaPlante, G., LeBlanc, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Environmental+effects+on+mode+II+fatigue+delamination+growth+in+an+aerospace+grade+carbon%2Fepoxy+composite%5BTitle%5D)+AND+%22Compos.+A-Appl.+Sci%22%5BJournal%5D)">Environmental effects on mode II fatigue delamination growth in an aerospace grade carbon/epoxy composite.</a> Compos. A-Appl. Sci. 43, 475-485 (2012).</li>
<li>Ferracane, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydroscopic+and+hydrolytic+effects+in+dental+polymer+networks%5BTitle%5D)+AND+%22Dent.+Mater%22%5BJournal%5D)">Hydroscopic and hydrolytic effects in dental polymer networks.</a> Dent. Mater. 22, 211-222 (2006).</li>
<li>Mueller, Y., Tognini, R., Mayer, J., Virtanen, S. Anodized titanium and stainless steel in contact with CFRP: An electrochemical approach considering galvanic corrosion. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMueller%2C+Y+%22J.+Biomed.+Mater.+Res.+%E2%80%93A%22">J. Biomed. Mater. Res. –A</a>. 82, 936-946 (2007).</li>
<li>Bagley, E., Long, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-state+Sorption+and+Desorption+of+Organic+Vapors+in+Cellulose+Acetate%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Two-state Sorption and Desorption of Organic Vapors in Cellulose Acetate.</a> J. Am. Chem. Soc. 77, 2172-2178 (1955).</li>
<li>Shen, C. -H., Springer, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Moisture+Absorption+and+Desorption+of+Composite+Materials%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Compos+Mater%22%5BJournal%5D)">Moisture Absorption and Desorption of Composite Materials.</a> J. Compos Mater. 10, 2-20 (1976).</li>
<li>Zhou, J., Lucas, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hygrothermal+effects+of+epoxy+resin.+Part+I%3A+the+nature+of+water+in+epoxy%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">Hygrothermal effects of epoxy resin. Part I: the nature of water in epoxy.</a> Polymer. 40, 5505-5512 (1999).</li>
<li>Abot, J. L., Yasmin, A., Daniel, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hygroscopic+Behavior+of+Woven+Carbon-Epoxy+Composites%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Reinf.+Plast.+Comp%22%5BJournal%5D)">Hygroscopic Behavior of Woven Carbon-Epoxy Composites.</a> J. Reinf. Plast. Comp. 24, 195-207 (2005).</li>
<li>LaPlante, G., Ouriadov, A. V., Lee-Sullivan, P., Balcom, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anomalous+Moisture+Diffusion+in+an+Epoxy+Adhesive%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Polym.+Sci%22%5BJournal%5D)">Anomalous Moisture Diffusion in an Epoxy Adhesive.</a> J. Appl. Polym. Sci. 109, 1350-1359 (2008).</li>
<li>Weitsman, Y. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anomalous+fluid+sorption+in+polymeric+composites+and+its+relation+to+fluid-induced+damage%5BTitle%5D)+AND+%22Compos.+Part+A+%E2%80%93Appl.+Sci%22%5BJournal%5D)">Anomalous fluid sorption in polymeric composites and its relation to fluid-induced damage.</a> Compos. Part A –Appl. Sci. 37, 617-623 (2006).</li>
<li>Karbhari, V. M., Ghosh, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+durability+evaluation+of+ambient+temperature+cured+externally+CFRP+and+GFRP+composiste+systems+for+repair+of+bridges%5BTitle%5D)+AND+%22Compos.+Part+A+%E2%80%93Appl.+Sci%22%5BJournal%5D)">Comparative durability evaluation of ambient temperature cured externally CFRP and GFRP composiste systems for repair of bridges.</a> Compos. Part A –Appl. Sci. 40, 1353-1363 (2009).</li>
<li>Neumann, S., Marom, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Free-volume+dependent+moisture+diffusion+under+stress+in+composite+materials%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Sci%22%5BJournal%5D)">Free-volume dependent moisture diffusion under stress in composite materials.</a> J. Mater. Sci. 21, 26-30 (1986).</li>
<li>Wan, Y. Z., Wang, Y. L., Huang, Y., He, B. M., Han, K. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hygrothermal+aging+behaviour+of+VARTMed+three-dimensional+braided+carbon-epoxy+composites+under+external+stresses%5BTitle%5D)+AND+%22Compos.+Part+A+%E2%80%93Appl.+Sci%22%5BJournal%5D)">Hygrothermal aging behaviour of VARTMed three-dimensional braided carbon-epoxy composites under external stresses.</a> Compos. Part A –Appl. Sci. 36, 1102-1109 (2005).</li>
<li>Helbling, C. S., Karbhari, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+of+the+Sorption+and+Tensile+Response+of+Pultruded+E-Glass%2FVinylester+Composites+Subjected+to+Hygrothermal+Exposure+and+Sustained%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Reinf.+Plast.+Comp%22%5BJournal%5D)">Investigation of the Sorption and Tensile Response of Pultruded E-Glass/Vinylester Composites Subjected to Hygrothermal Exposure and Sustained.</a> J. Reinf. Plast. Comp. 27, 613-638 (2008).</li>
<li>Kasturiarachchi, K. A., Pritchard, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Water+absorption+of+glass%2Fepoxy+laminates+under+bending+stresses%5BTitle%5D)+AND+%22Composites%22%5BJournal%5D)">Water absorption of glass/epoxy laminates under bending stresses.</a> Composites. 14, 244-250 (1983).</li>
<li>Abdel-Magid, B., Ziaee, S., Gass, K., Schneider, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+combined+effects+of+load%2C+moisture+and+temperature+on+the+properties+of+E-glass%2Fepoxy+composites%5BTitle%5D)+AND+%22Compos+Struct%22%5BJournal%5D)">The combined effects of load, moisture and temperature on the properties of E-glass/epoxy composites.</a> Compos Struct. 71, 320-326 (2005).</li>
<li>Ellyin, F., Rohrbarcher, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Influence+of+Aqueous+Environment%2C+Temperature+and+Cyclic+Loading+on+Glass-Fibre%2FEpoxy+Composite+Laminates%5BTitle%5D)+AND+%22J+Reinf+Plast+Comp%22%5BJournal%5D)">The Influence of Aqueous Environment, Temperature and Cyclic Loading on Glass-Fibre/Epoxy Composite Laminates.</a> J Reinf Plast Comp. 22, 615-636 (2003).</li>
<li>Earl, J. S., Dulieu-Barton, J. M., Shenoi, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+hygrothermal+ageing+effects+in+sandwich+construction+joints+using+thermoelastic+stress+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Compos+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Determination of hygrothermal ageing effects in sandwich construction joints using thermoelastic stress analysis.</a> Compos Sci Technol. 63, 211-223 (2003).</li>
<li>Jeon, J., Muliana, A., La Saponara, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+stress+and+deformation+analyses+in+fiber+reinforced+polymer+composites+undergoing+heat+conduction+and+mechanical+loading%5BTitle%5D)+AND+%22Compos.+Struct%22%5BJournal%5D)">Thermal stress and deformation analyses in fiber reinforced polymer composites undergoing heat conduction and mechanical loading.</a> Compos. Struct. 111, 31-44 (2014).</li>
<li>Muliana, A. H., Rajagopal, K. R., Wineman, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+class+of+quasi-linear+models+for+describing+the+non-linear+viscoelastic+response+of+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Mech%22%5BJournal%5D)">A new class of quasi-linear models for describing the non-linear viscoelastic response of materials.</a> Acta Mech. 224, 2169-2183 (2013).</li>
<li>Joshi, N., Muliana, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deformation+in+Viscoelastic+Sandwich+Composites+Subject+to+Moisture+Diffusion%5BTitle%5D)+AND+%22Compos.+Struct%22%5BJournal%5D)">Deformation in Viscoelastic Sandwich Composites Subject to Moisture Diffusion.</a> Compos. Struct. 92, 254-264 (2010).</li>
<li>Muliana, A. H., Sawant, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Viscoelastic+Responses+of+Polymer+Composites+with+Temperature+and+Time+Dependent+Constituents%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Mech%22%5BJournal%5D)">Viscoelastic Responses of Polymer Composites with Temperature and Time Dependent Constituents.</a> Acta Mech. 204, 155-173 (2009).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standard+Test+Method+for+Moisture+Absorption+Properties+and+Equilibrium+Conditioning+of+Polymer%5BTitle%5D)+AND+%22Matrix+Composite+Materials.+ASTM+International%22%5BJournal%5D)">Standard Test Method for Moisture Absorption Properties and Equilibrium Conditioning of Polymer.</a> Matrix Composite Materials. ASTM International. , (2004).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

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...

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.

<table><tbody><tr><td>Pręty prostokątne z aluminium 6061</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>8975K268, 1668T72, 7062T17,&nbsp;</td><td>Część platformy testowej</td></tr><tr><td>Aluminium 6061 90&deg; kątowniki</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>8982K91, 8982K14&nbsp;</td><td>Część platformy testowej</td></tr><tr><td>Stal nierdzewna 440C</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>6253K52</td><td>Część platformy testowej</td></tr><tr><td>Arkusze polietylenu o dużej gęstości</td><td>Tap Plastics, USA</td><td>Nie dotyczy (0,236 cala grubości x 10,75 cala szerokości x 16,75 cala długości)</td><td>Część platformy testowej</td></tr><tr><td>Arkusze polietylenu o dużej gęstości</td><td>Tap Plastics, USA</td><td>N/A (0,354 cala grubości x 6 cali szerokości x 10 cali długości)</td><td>Część platformy testowej</td></tr><tr><td>Arkusze polietylenu o dużej gęstości</td><td>Tap Plastics, USA</td><td>N/A (0,354 cala grubości x 6 cali szerokości x 16,75 cala długości)</td><td>Część platformy testowej</td></tr><tr><td>Arkusze poliwęglanu</td><td>Tap Plastics, USA</td><td>N/A (0,375 cala grubości, 11,5 cala szerokości, 17,5 cala długości)</td><td>Część platformy testowej</td></tr><tr><td>Spieniona pianka polistyrenowa</td><td>Home Depot</td><td>Model # 310880 Internet # 202532855</td><td>Część platformy testowej</td></tr><tr><td>Lina stalowa ocynkowana</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>3498T63</td><td>Część platformy testowej Stalowa</td></tr><tr><td>śruba oczkowa</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>3013T341</td><td>Część platformy testowej</td></tr><tr><td>Stal niskowęglowa 90&kąt</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>9017K444&nbsp;</td><td>Część platformy testowej</td></tr><tr><td>Pręty ze stali niskowęglowej</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>8920K84, 8920K75, 8920K231, 8920K135, 8920K84&nbsp; &nbsp; &nbsp;</td><td>Część platformy testowej</td></tr><tr><td>Rury ze stali niskowęglowej</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>6527K314, 8910K394, 8910K395, 8920K94&nbsp; &nbsp;</td><td>Część platformy testowej</td></tr><tr><td>Śruba w kształcie litery U ze stali nierdzewnej 304</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>8896T104</td><td>Część platformy testowej</td></tr><tr><td>Stalowe koło pasowe</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>3099T34</td><td>Część platformy testowej</td></tr><tr><td>1008 blachy ze stali węglowej</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>9302T113</td><td>Część platformy testowej</td></tr><tr><td>Lekkie kółka skrętne</td><td>Harbor Freight, USA</td><td>41519</td><td>Część platformy testowej</td></tr><tr><td>100- lbf Vinyl Weight Set</td><td>Overstock.com</td><td>11767059</td><td>Część platformy testowej</td></tr><tr><td>Pianka poliuretanowa zamkniętokomórkowa</td><td>General Plastics, USA</td><td>FR-3704</td><td>Próbki testowe</td></tr><tr>Kran<td>z wodą dejonizowaną</td><td>, system filtracji PurLab</td><td>Nie dotyczy</td><td>Płyn kondycjonujący zbiornika</td></tr><tr><td>Sprężyna skrętna</td><td>Chowany klips na klucze, Ebay, USA</td><td>Lot 10</td><td>Służy do budowy potencjometru</td></tr> <tr>strunowego<td>Gwint kevlarowy</td><td>Cabela' s</td><td>IK-321909</td><td>Służy do budowy potencjometru strunowego</td></tr><tr><td>10 kOhm potencjometru</td><td>Ebay, USA</td><td>3590S-2-103L</td><td>Służy do budowy potencjometru strunowego</td></tr><tr><td>Multimetr cyfrowy</td><td>Harbor Freight, USA</td><td>98674</td><td>Służy do wykonywania pomiarów rezystancji potencjometru strunowego</td></tr></tbody></table>

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

A Testing Platform for Durability Studies of Polymers and Fiber-reinforced Polymer Composites under Concurrent Hygrothermo-mechanical Stimuli

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.

Aparat testowy z powodzeniem utrzymywał próbki zanurzone w cieczy poddane zginaniu trójpunktowemu. Z odpowiednią precyzją próbki mogą być obciążane i testowane z dokładnymi odczytami z potencjometrów dotyczącymi zmian ugięcia w punkcie środkowym. Zmiana rezystancji elektrycznej może być rejestrowana z dokładnością do 4 cyfr znaczących, co przekłada się na rozdzielczość przesunięcia rzędu 0,1 µm.
Testy higrotermomechaniczne przeprowadzono w temperaturze pokojowej (RT) na dwóch grupach po cztery...

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.

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

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites under service condition is a critical aspect to be addressed for their robust designs ...

Ogólnym celem niniejszej procedury jest usprawnienie konstrukcji i zwiększenie bezpieczeństwa polimerów oraz kompozytów polimerowych w złożonych warunkach obciążenia. Służy temu badanie ich trwałości przy jednoczesnym oddziaływaniu obciążeń hydrotermicznych i mechanicznych, z wykorzystaniem niskokosztowej, elastycznej i intuicyjnej platformy testowej. W pierwszej kolejności próbki kompozytu polimerowego umieszcza się w zbiorniku testowym.Następnie przykłada się stałe obciążenie w badaniu zginania trójpunkowego, a próbkę jednocześnie zanurza się w cieczy pod obciążeniem pełzania. Odczyty zmierzonego oporu są przeliczane na zmiany przemieszczenia. Do analizy wykorzystuje się masę próbek zmierzoną po zakończeniu testów jednoczesnych.Na koniec badana jest wytrzymałość szczątkowa próbek. Dzięki temu cele mechaniczne i projektowe materiałów są lepiej zrozumiałe na podstawie ich odpowiedzi na równoczesne obciążenie. Główną zaletą tej platformy w stosunku do istniejących metod jest jej niski koszt, łatwość obsługi, przenośność oraz łatwa adaptacja do innych potrzeb badawczych.Zastosowania niniejszej pracy zmierzają ku tworzeniu bezpieczniejszych konstrukcji inżynieryjnych wykonanych z polimerów i kompozytów polimerowych, takich jak samoloty, statki, mosty i turbiny wiatrowe. Pozwoli to na lepsze zrozumienie, a w konsekwencji stworzenie lepszych modeli numerycznych i projektów tych konstrukcji pracujących w złożonych warunkach eksploatacyjnych. Obecnie stosujemy tę metodę, aby uzyskać wgląd w trwałość polimerów i kompozytów polimerowych zanurzonych w wodzie i poddanych obciążeniu mechanicznemu.Może ona jednak znaleźć zastosowanie również w innych sytuacjach, takich jak badanie trwałości pozostałych materiałów, które podczas eksploatacji są rutynowo narażone na działanie agresywnych chemikaliów. Generalnie osoby rozpoczynające pracę z tą platformą powinny zwrócić szczególną uwagę na precyzyjne pozycjonowanie i ładowanie próbek. Komora aparatury testowej jest wykonana z polietylenu o wysokiej gęstości, który wykazuje wysoką odporność na szeroki zakres temperatur i cieczy.Styropian otaczający zbiornik testowy zapobiega wymianie ciepła z otoczeniem. Pokrywa komory wykonana jest z poliwęglanu o grubości 9,5 mm, co umożliwia obserwację umieszczonych próbek. Jest ona zabezpieczona aluminiowymi szynami T, które z kolei są przymocowane do zbiornika, aby wytrzymać duże obciążenie.Stosuje się wzmacniającą ramę stalową oraz dodatkowe haki na pokrywie. W testach wytrzymałości resztkowej najczęściej używa się większych obciążeń. Komora ta pozwala na przyłożenie do 50 kilogramów do każdej próbki, aby zapewnić znalezienie punktu zniszczenia.Z pokrywy zwisają trzy bloki aluminiowe zaprojektowane zgodnie ze standardami ASTM. Bloki te umożliwiają jednoczesne badanie do czterech próbek i są regulowane za pomocą szczelin w pokrywie komory. Próbki są rozmieszczone pod dwoma z bloków, a siła skierowana w górę w centrum bloku wywołuje siły zginające w próbce.Aparat posiada mobilne kółka w podstawie i jest solidnie utrzymany przez stalową ramę z belkami poprzecznymi i siatką wspierającą. Kątowe przekładki zapobiegają zgniataniu izolacji pod wpływem ciężaru górnego, a wskaźniki przemieszczeń w systemach bloczków ramy i potencjometrów sznurkowych mierzą ugięcia w połowie rozpiętości. Potencjometry te są wykonane ze sprężyn skrętnych.Bloczek łączy stalową linkę od punktu mocowania na próbce z zawieszonym prętem służącym do regulacji przyłożonej masy. Całkowite obciążenie przyłożone do próbki wynika z tego układu linek, połączeń bloczkowych i śrub. Są one opisane w następnych sekcjach, które obejmują sposób wykorzystania aparatury do obciążania próbki w urządzeniu badawczym.Najpierw otwórz pokrywę zbiornika i umieść ją na bocznych wspornikach. Następnie zamocuj próbkę w śrubie U. Poprzeczka musi znajdować się w centrum próbki.Następnie oprzyj końce próbki na aluminiowym wsporniku. Nawis powinien wynosić od 5 do 10 mm. W ten sam sposób załaduj do czterech próbek.Następnie usuń podpory pokrywy i opuść pokrywę. Upewnij się, że pokrywa jest prawidłowo osadzona na zbiorniku. Teraz przyłóż do próbek pożądaną siłę, dodając obciążniki do stalowego pręta zwisającego z zewnętrznej bloczka.Najpierw upewnij się, że przewód potencjometru jest mocno dokręcony. Następnie zmierz rezystancję między zewnętrznymi pinami potencjometru. Czarny przewód podłącz do pinu pierwszego, a czerwony do pinu trzeciego.Następnie należy przeliczyć odczyt rezystancji na przemieszczenie, obliczając współczynnik kalibracji. W tym przypadku jeden kiloom odpowiada 64,895 milimetrom przemieszczenia. W celu ciągłego pozyskiwania danych możliwe jest podłączenie potencjometrów strunowych do cyfrowego multimetru.Po obliczeniu wyporu należy przygotować się do zważenia próbek, zdejmując obciążniki oraz pokrywę zbiornika. Próbki można następnie przenieść do komory przechowalniczej. Najpierw należy przygotować tymczasową komorę przechowalniczą dla wszystkich próbek z cieczą testową o temperaturze pokojowej, zgodną z odpowiednią normą badawczą.Aby zważyć próbkę, należy najpierw osuszyć ją ściereczką z mikrofibry. Następnie należy umieścić ją na wadze precyzyjnej i zapisać odczyt danych. Jeśli próbki wymagają badania wytrzymałości resztkowej, należy przeprowadzić odpowiednie testy.Wysokowzrostowe badania termomechaniczne przeprowadzono w temperaturze pokojowej na dwóch grupach po cztery próbki pianki poliuretanowej o zamkniętych komórkach. Pierwszą grupę badano w stanie suchym przy wilgotności względnej 50%. Drugą grupę badano w stanie mokrym w wodzie dejonizowanej.Ugięcie w połowie rozpiętości monitorowano przez pierwsze sześć godzin, a następnie w dniu następnym. Przesunięcie próbek wilgotnych było znacznie większe niż w przypadku próbek suchych. Wytrzymałość resztkowa próbek została przebadana poprzez obciążanie aż do momentu zniszczenia.Próbki mokre uległy zniszczeniu przy obciążeniu około 3 kg, natomiast próbki suche przy około 3,6 kg. Przy prawidłowym przygotowaniu układu, próbki można ustawić i obciążyć na tej platformie w ciągu 15 minut. Podczas wykonywania tej procedury ważne jest, aby odpowiednio ustawić i obciążyć próbki, zwłaszcza jeśli badanie trwałości wymaga zastosowania znacznego ciężaru zgodnie z tą procedurą.W celu odpowiedzi na dodatkowe pytania dotyczące trwałości tych materiałów można przeprowadzić inne badania, takie jak testy trwałości kompozytów oraz badania odporności na agresywne chemikalia eksploatacyjne. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać dobrą wiedzę na temat tego, jak testować polimery i kompozyty polimerowe, wykorzystując te niskokosztowe i przyjazne dla użytkownika zestawy pomiarowe. Podczas pracy z agresywnymi chemikaliami należy pamiętać o przestrzeganiu środków ostrożności wskazanych w kartach charakterystyki materiałów oraz przepisach dotyczących zdrowia, bezpieczeństwa i ochrony środowiska.

a-testing-platform-for-durability-studies-polymers-fiber-reinforced

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Platforma testowa do badań trwałości polimerów i kompozytów polimerowo-włóknistych pod działaniem równoczesnych bodźców hygrotermomechanicznych

Omówiono metodę, za pomocą której mechaniczne zachowanie in vivo materiałów reagujących na bodźce jest monitorowane w funkcji czasu. Próbki są badane ex vivo przy użyciu testera mikrorozciągania z kontrolą środowiska w celu symulacji środowiska fizjologicznego. Praca ta dodatkowo przyczynia się do zrozumienia zachowania naszego materiału in vivo.

Kontrolowane środowiskowo badania mikrorozciągalności mechanicznie adaptacyjnych nanokompozytów polimerowych do charakterystyki ex vivo

Przedstawiono nowatorską metodologię syntezy i programowania elastomerów ciekłokrystalicznych w łańcuchu głównym przy użyciu dostępnych na rynku monomerów wyjściowych. Szeroki zakres właściwości termomechanicznych został dostosowany poprzez dostosowanie ilości środka sieciującego, podczas gdy wydajność uruchamiania zależała od wielkości zastosowanego naprężenia podczas programowania.

Synteza programowalnych elastomerów ciekłokrystalicznych w łańcuchu głównym z wykorzystaniem dwuetapowej reakcji tiolowo-akrylowej

Metodologia testów do ilościowego określania właściwości trybologicznych polimerów stosowanych w infrastrukturze wodorowej została zademonstrowana i omówiono charakterystyczne wyniki dla wspólnego elastomeru.

In Situ Wysokociśnieniowe badania trybologiczne wodoru powszechnie stosowanych w infrastrukturze dostarczania wodoru

Celem badania było opracowanie protokołów do przygotowania spójnych próbek do dokładnych testów mechanicznych elastycznych jednokierunkowych laminatów kompozytowych na bazie aramidu o wysokiej wytrzymałości lub polietylenu o ultra wysokiej masie molowej oraz opisanie protokołów przeprowadzania sztucznego starzenia na tych materiałach.

Procedury cięcia, próby rozciągania i starzenia elastycznych jednokierunkowych laminatów kompozytowych

Tutaj symulujemy przyspieszone starzenie termiczne tkaniny technicznej i sprawdzamy, jak ten proces starzenia wpływa na właściwości mechaniczne tkaniny.

Sztuczne starzenie termiczne tkaniny technicznej wzmocnionej poliestrem i powlekanej polipochlorkiem winylu

Wykazano, że strumienie materiałów wtórnych zawierają potencjalne surowce do produkcji. Przedstawiono tutaj protokół, w którym identyfikowane są odpady z tworzyw sztucznych z tworzyw sztucznych CDW jako surowiec, a następnie przeprowadzane są różne etapy przetwarzania (aglomeracja, wytłaczanie). W efekcie wyprodukowano materiał kompozytowy i przeanalizowano właściwości mechaniczne.

Wpływ frakcji tworzyw sztucznych z odpadów budowlanych i rozbiórkowych na właściwości kompozytów drewniano-polimerowych

Proponujemy protokół testowy, który można połączyć z powszechnie dostępnymi metodami analitycznymi do oceny właściwości mechanicznych łączników ścinanych do wykorzystania w projektowaniu izolowanych paneli ściennych w celu przewidywania pełnowymiarowego zachowania izolowanych paneli.

Wyznaczanie właściwości mechanicznych łączników elastycznych do stosowania w izolowanych panelach ściennych

Ten artykuł opisuje proces produkcji laminatów kompozytowych z matrycą polimerową wzmocnioną włóknami, uzyskanych metodą mokrego ręcznego układania/worka próżniowego.

Pomiar właściwości mechanicznych polimerowych laminatów kompozytowych wzmocnionych włóknem szklanym otrzymanych w różnych procesach produkcyjnych

Przedstawiamy tutaj zoptymalizowaną metodologię produkcji kompozytów na bazie grzybni (MBC) z petrochemikaliów i materiałów zanieczyszczających do zastosowań termoizolacyjnych. Aby stać się neutralnym dwutlenkiem węgla i zrównoważonym, rozwiązaniem mogą być materiały biobazowane i kompostowalne, takie jak biokompozyt grzybni. Aby ustalić, czy spełniają standardy konstrukcyjne, przeprowadzono kilka eksperymentów.

Produkcja i testowanie zachowania wilgoci oraz właściwości termicznych słomy rzepakowej i żywicy Ganoderma Mycelium Bio-Composites

Celem niniejszego eksperymentu jest określenie i kontrolowanie wielkości, kształtu oraz stabilności samoorganizujących się amfifili dyskotycznych w wodzie. W przypadku wodnych polimerów supramolekularnych osiągnięcie takiego poziomu kontroli jest bardzo trudne. Zastosowano strategię wykorzystującą zarówno oddziaływania odpychające, jak i przyciągające. Techniki eksperymentalne użyte do charakterystyki tego układu mają szerokie zastosowanie.

Kontrola rozmiaru, kształtu i stabilności polimerów supramolekularnych w wodzie

Poznaj metodę badania trwałości kompozytów polimerowych wzmacnianych włóknami podczas jednoczesnych obciążeń higrotermomechanicznych. Ta niskokosztowa platforma testowa pozwala na ocenę wytrzymałości materiałów w złożonych warunkach eksploatacji.

Platforma testowa do badań trwałości polimerów i kompozytów polimerowych wzmacnianych włóknami w warunkach jednoczesnych bodźców higrotermomechanicznych (Wideo) | JoVE Journal

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

Przeglądaj więcej filmów