Механолюминесцентная визуализация распространения трещин для совместной оценки

Чтобы использовать ошибки результатов механолюминесцентного зондирования, этот протокол показывает, что подготовка механолюминесцентного датчика, виды измерительной среды и условия записи, которые должны быть приняты для повторяемости. Преимуществом этого метода является прямая визуализация кончика трещины и прочности, распределение напряжений и концентрация в механических раздражителях, которые изначально трудно количественно оценить напрямую. Этот протокол фокусируется на визуализации механической информации во время теста на оценку адгезии.

Он также может быть использован для мониторинга структурного здоровья, проектирования и механической стимуляции структуры, структурного материала и соединений. Демонстрацию процедуры распыления КРАСКИ ML продемонстрирует Юми Ногами. А для DCB и теста Lap-Shear будут Вакана Сугава, Тиэко Хиракава, Майко Исеки и Йоко Сакамото, технические сотрудники моей лаборатории.

Для начала подготовьте испытуемый образец, нанеся механолюминесцентную краску на предварительно обработанную поверхность двойной консольной балки, или DCB, с помощью воздушного распылителя или баллончика. Затем сделайте экспериментальную установку для измерения механолюминесцентных веществ, установив механолюминесцентный образец распыленной краски на механическую испытательную машину с помощью специального зигзага. Поместите камеры перед поверхностью каждого исследуемого образца лицом к положению наконечника трещины, подлежащего контролю.

Затем проверьте состояние камеры, чтобы убедиться, что она может записывать послесвечение в течение расчетного времени измерения механических испытаний. Чтобы выполнить механолюминесцентное наблюдение в тесте DCB, установите скорость записи камеры на один или два кадра в секунду, время экспозиции на 0,5 или одну секунду и максимальный коэффициент усиления. Затем облучите механолюминесцентную краску, распыленную образцом DCB, 470-нанометровым синим светом для возбуждения с помощью синего светодиода с каждого направления камеры в течение одной минуты.

Начните запись камеры за пять секунд до завершения облучения синим светом. Оставьте экземпляр в темноте в течение одной минуты, чтобы убедиться, что послесвечение успокоится. Затем прикладывают механическую нагрузку с помощью механической испытательной машины со скоростью нагрузки один миллиметр в минуту для получения механолюминесцентного изображения.

Рассчитайте длину трещины, используя информацию о положении кончика трещины, которая определяется из механолюминесцентной точки при распространении трещины в образце механолюминесцентной краски, распыляемой для получения ударной вязкости разрушения G1C, выраженной в килоджоулях на квадратный метр с использованием уравнения. Чтобы выполнить механолюминесцентное наблюдение в тесте Lap-Shear, установите скорость записи камеры на уровне от 10 до 50 кадров в секунду, время экспозиции на 0,02 или 0,1 секунды и максимальный коэффициент усиления. Затем облучите механолюминесцентную краску, распыленную образцом DCB с 470-нанометровым синим светом, запустите запись камеры и подождите в темном состоянии, как было продемонстрировано ранее.

Примените механическую нагрузку со скоростью загрузки от одного до пяти миллиметров в минуту для получения механолюминесцентного изображения. Зарегистрированное механолюминесцентное поведение во время теста DCB показало интенсивную механолюминесценцию в положении исходной трещины из-за концентрации деформации. Зарегистрированное механолюминесцентное поведение во время теста Lap-Shear показало интенсивную механолюминесценцию сначала по краям адгезивно связанного в притирающихся областях, а затем механолюминесцентные точки переместились от клеевых краев к центру с интенсивной механолюминесценцией, наблюдаемой в центральной точке.

Самое главное, что нужно помнить, это баланс производительности механолюминесцентной сенсорной пленки. Время ожидания до механического размывания и условий записи. Соединение и композитный материал в легкой утяжеленной структуре известны как сложная часть для моделирования механического поведения.

Механолюминесцентный метод визуального зондирования обеспечивает реальный и правильный ответ для чтения соответствующего дизайна и прогнозирования.