Summary
I denna studie presenteras ett protokoll som beskriver användningen av mekanoluminescerande (ML) visualisering för övervakning av sprickutbredning och mekaniskt beteende under utvärdering av limfogar.
Abstract
I denna studie demonstreras och förklaras metoder för mekanoluminescerande (ML) visualisering av sprickutbredning och mekaniskt beteende för att utvärdera limfogar. Det första steget involverade provberedning; en luftspray användes för att applicera ML-färg på ytan av limfogproverna. ML-sensorns prestanda beskrevs för att undersöka mätförhållandena. Resultaten av ML-avkänning under ett DCB-test (Double Cantilever Beam) och ett lap-shear (LS) -test visas eftersom dessa är de vanligaste och mest använda metoderna för utvärdering av lim. Ursprungligen var det svårt att direkt kvantifiera sprickspetsen och töjnings-/spänningsfördelningen och koncentrationen eftersom sprickspetsen var för liten och effekterna av stammen inte kunde observeras. Mekanoluminescensen, sprickutbredningen och det mekaniska beteendet under mekanisk testning kan visualiseras via ML-mönstret under limutvärderingen. Detta möjliggör erkännande av den exakta positionen för sprickspetsarna och andra mekaniska beteenden relaterade till strukturellt fel.
Introduction
Mekanoluminescerande (ML) avkänningsmaterial är funktionella keramiska pulver som avger intensivt ljus upprepade gånger under mekaniska stimuli. Detta fenomen observeras även inom regioner med elastisk deformation 1,2,3,4. När de sprids på ytan av en struktur fungerar enskilda ML-partiklar som känsliga mekaniska sensorer, och det tvådimensionella (2D) ML-mönstret återspeglar den dynamiska töjningsfördelningen. ML-utsläppsmönstret visar en mekanisk simulering av töjningsfördelningen 2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 (figur 1A).
Som visas i figur 1B har ML-sensorer använts för att visualisera tvådimensionella (2D) och tredimensionella (3D) dynamiska mekaniska beteenden i elastiska, plastiska och destruktionsprocesser med hjälp av kupongtestprover som består av nyligen avancerade lätta konstruktionsmaterial (t.ex. höghållfast stål 5,6, aluminium, kolfiberförstärkt plast [CFRP]7), limfogen för skadetoleransdesign8, 9,10,11 och produktkomponenter (t.ex. växel och flexibel elektronikfil för vikbara telefoner 12 och komplicerade lim- och/eller svetsfogar som används för validering av datorstödd teknik [CAE] resulterar i testning på laboratorienivå 2,8,9,10,11 ). Dessutom har ML-sensorer framgångsrikt använts i praktiska tillämpningar, såsom strukturell hälsoövervakning (SHM) av byggnader och broar för att detektera sprickutbredning eller sannolikheten för en töjningskoncentration som leder till strukturell nedbrytning 2,6,13, övervakningen av den inre sprickutbredningen i interlaminära lager7,9, förutsägelsen av livslängden för högtrycksvätekärl 9, slagprov av rörlighet för att visualisera slagvågsutbredningen eller excitationen i vibrationsläge14 och visuell avkänning av sportverktyg för att bestämma lämpliga fysiska inställningar för att öka chanserna att vinna. I protokollet valdes ML-visualisering för övervakning av sprickutbredning och efterföljande förändringar i mekaniskt beteende under utvärdering av limfogar.
Det finns flera anledningar till att välja detta tema. Den första anledningen är den betydande ökningen av vikten av limfogar de senaste åren. Nyligen, på grund av behovet av betydande CO2-minskning och energibesparing, har olika typer av lätta material utvecklats och tillämpats inom mobilitets- och transportindustrin, till exempel för bilar, flygplan och tåg. Som en del av denna trend har limteknik fått betydelse som en nyckelteknik för att fritt sammanfoga olika lätta material (olika materialfogar) i en multimaterialstrategi15. Dessutom har ML-visualiseringsmetoden för bestämning av limstyrka, särskilt i olika material, föreslagits av olika internationella standarder 16,17,18,19,20. Utvärderingen av limstyrkan är väsentligen destruktiv testning, och den erhållna limstyrkan kan huvudsakligen klassificeras i två typer: (1) sprickseghetsenergi (Gc), som bestäms med användning av läget för sprickutbredning under lastapplikationen, och (2) limstyrka, som bestäms med användning av belastningen vid limfogens brott. Även om DCB-testet (Double Cantilever Beam) och LS-testet (Single Lap-She) är representativa utvärderingsmetoder för sprickseghet respektive limstyrka och representerar de mest använda limtestmetoderna över hela världen 15,16,17,18,19,20 är sprickspetsen för liten för att urskilja spännings-/töjningsfördelningen. Därför är sprickseghetsenergivärdet (Gc) mycket utspritt. Som ett resultat av rekommendationer från forskare som undersöker lim och andra individer i branschen har mekanoluminescerande (ML) visualisering undersökts för övervakning av sprickutbredning och efterföljande förändringar i mekaniskt beteende under utvärdering av limfogar 8,9,10,11,21 . Den andra anledningen till att välja detta tema i detta protokoll är att spänning / töjning är mycket koncentrerad vid sprickspetsen, vilket genererar intensiv mekanoluminescens vid ML-punkten under sprickutbredning, och detta är potentiellt den mest användarvänliga metoden bland olika ML-testapplikationer. Dessutom kan denna metod användas utan avancerad erfarenhet av provberedning och mycket effektiva ML-material.
Därför förklaras i denna studie protokollet för ML-visualisering för övervakning av sprickutbredning och efterföljande förändringar i det mekaniska beteendet under utvärdering av limfogar, som visas i figur 2.
Protocol
Den aktuella studien genomfördes med hjälp av DCB-prover. DCB är ett standardtestprov som ofta används för att studera spricktillväxt och brottmekanik16,17,18.
1. Beredning av provexemplaret
- Utför ytförbehandling före applicering av ML-färgen (se Materialförteckning). Torka av testprovets yta (på vilken användaren vill spraya ML-färgen) med ett lösningsmedel som isopropylalkohol (IPA) eller etanol för avfettning av ytan.
- Förbered och applicera ML-färgen enligt stegen nedan.
- Väg upp 20 g av huvudepoxireagenset för ML-färgen (se materialförteckningen), inklusive SrAl2O4:Eu2+ ML-material, och 3,1 g av härdningsreagenset, och blanda dem med ett organiskt lösningsmedel såsom toluen och etylacetat i en mätkopp för att erhålla en viskositet på 100 mPa·s.
- Applicera ML-färgen på DCB-provets yta genom att spraya med en luftspray eller sprayburk (figur 3).
- Torka provet gradvis över natten vid rumstemperatur.
OBS: ML-färgen framställdes genom att blanda ML- och polymerhartser. ML-material 1,2,3,4 och polymermaterial kan användas i motsats till kommersiella ML-färger. Protokollet i denna studie beskrivs dock med kommersiell ML-färg eller sprayburkar (som visas i figur 3) för att säkerställa god prestanda. Även om ml-materialets innehållshastighet beror på effektiviteten valdes 25 viktprocent eller över 50 viktprocent av ML-materialet som innehållshastighet i ML-färgen22. Viskositeten som beskrivs i steg 1.2.1 utvärderades med hjälp av en viskosimeter 8,9 (se materialförteckningen).
- Efter behandling, härda provexemplaret genom att upphetta ML-färgen som sprutats på provexemplaret vid 80 °C i 1 timme.
OBS: Villkoren för efterbehandlingen måste ligga inom det område av förhållanden som är lämpliga för härdning av hartset från ML-färgen och som inte påverkar provstycket och bindningsprestandan. - Utför kvalitetsbekräftelse.
- Kontrollera att den sprayade ML-färgen är ungefär enhetlig på ytan.
- Säkerställ en tjocklek på cirka 50-100 μm med hjälp av ett mikroskop eller beläggningstjockleksmätare8 (figur 4).
OBS: Låg tjocklek är lämplig för att förhindra belastningsfördelning i ML-epoxireagenset. Enhetligheten hos den sprutade ML-färgen är nödvändig för att använda ML-visualisering för limtestning eftersom intensiv mekanoluminescens kan observeras vid sprickspetsen på grund av den höga spänningskoncentrationen. Därför uttrycks den sprutade ML-färgen som "ungefär enhetlig" i steg 1.4.1.
2. ML-mätning för DCB-testet
- Utför följande steg för experimentell konfiguration för ML-mätningen.
- Montera det ML-färgsprutade provet på den mekaniska provningsmaskinen med en speciell sicksack (se materialförteckningen) för DCB-testet16,17,18, som visas i figur 5A.
OBS: DCB-testproverna måste uppfylla internationella standarder för DCB-tester16,17,18. - Placera kameror (en CCD, laddningskopplad enhet eller en CMOS, komplementär metalloxidhalvledare; se materialförteckningen) framför varje yta på provexemplaret så att de vetter mot läget för den sprickspets som ska övervakas 8,9,10,11,12 (figur 5B ). Kontrollera kameraförhållandena för att säkerställa att den kan spela in efterglöd (AG) under den beräknade mättiden för den mekaniska provningen.
OBS: Även om ett fyrvägs kamerasystem inte är obligatoriskt för alla riktningar för provet, är antalet kameror beroende av ansiktet på provet som användaren vill fokusera på och spela in.
- Montera det ML-färgsprutade provet på den mekaniska provningsmaskinen med en speciell sicksack (se materialförteckningen) för DCB-testet16,17,18, som visas i figur 5A.
- Utför ML-observation i DCB-testet.
- Ställ in omgivningen för att säkerställa mörka förhållanden.
- Ställ in kamerans inspelningsförhållanden: inspelningshastighet = 1 eller 2 bilder per sekund (fps); exponeringstid = 0,5 s eller 1 s; och vinst = maximalt.
- Bestråla ML-färgsprutade DCB-provet med 470 nm blått ljus för excitation med en blå LED (se materialtabellen) från varje kamerariktning i 1 min.
- Starta kamerainspelningen 5 s innan du avslutar bestrålningen av blått ljus.
- Vänta i mörkt skick i 1 min för att säkerställa att efterglöden sätter sig ner.
OBS: Avräkningstiden kan ändras beroende på typen av ML-avkänningsmaterial och kamera, särskilt i förhållande till balansen mellan mekanoluminescens- och efterglödintensiteterna i de inspelade filmerna. - Applicera en mekanisk belastning16,17,18 med en mekanisk testmaskin med en laddningshastighet på 1 mm/min för att få ML-bilden (figur 5C och film 1).
- Beräkna spricklängden (a) genom att använda informationen om sprickspetsens läge, som bestäms från ML-punkten under sprickutbredning i ML-färgsprutade provet (film 1), för att erhålla spricksegheten, G1c (kJ/m2), värde med hjälp av ekvation 1 8,9,16,17,18.
OBS:
(Ekvation 1)
där 2 H betecknar DCB-provets tjocklek (mm), B betecknar provets bredd, λ betecknar överensstämmelsen med spricköppningsförskjutningen (COD) (mm/N), Pc betecknar belastningen (N) och α 1 betecknar lutningen på (a/2H) och (B/λ)1/3.
(Ekvation 1)3. ML-mätning för lap-shear-provning (LS)
- För experimentell inställning för ML-mätningarna, montera ML-färgsprutat LS-prov på en mekanisk testmaskin19,20, som visas i figur 6A.
- Placera kameror (en CCD- eller CMOS-kamera) framför varje yta på provexemplaret så att de vetter mot läget för den sprickspets som ska övervakas (figur 6A).
OBS: LS-provkropparna måste uppfylla internationella standarder för LS-testet19,20. Vid olika materialfogar kommer olika töjningsfördelningar att visas på var och en av de fyra ytorna på LS-proverna. Således rekommenderas ett fyrvägs kamerasystem eller åtminstone ett tvåvägskamerasystem för användning på var och en av de fyra ytorna, som visas i figur 6A, för att fånga två ytor med varje kamera i 45 ° vinkel mot varje yta. - Utför ML-observationen i lap-shear-testet (LS).
- Behåll mörka förhållanden.
- Ställ in kamerans inspelningsförhållanden: inspelningshastighet = 10-50 fps; exponeringstid = 0,02 s eller 0,1 s; vinst = maximalt.
- Bestråla ML-färgsprutade DCB-provet med 470 nm blått ljus för excitation med en blå LED från varje kamerariktning i 1 min.
- Starta kamerainspelningen 5 s innan du avslutar bestrålningen av blått ljus.
- Vänta i mörkt skick i 30 sekunder tills efterglöden slår sig ner.
OBS: Avräkningstiden kan ändras enligt ML-avkänningsmaterialet och kameran som används, särskilt i förhållande till balansen mellan mekanoluminescens- och efterglödintensiteterna i de inspelade filmerna. - Applicera en mekanisk belastning19,20 med en mekanisk testmaskin med en laddningshastighet på 1–5 mm/min för att få ML-bilderna (figur 6B och film 2).
4. Information för ML-mätning och dataanalys
- Utför excitation före ML-testet.
- Även om ml-intensiteten är proportionell mot töjningsenergin minskar ml-intensiteten gradvis enligt belastningscyklerna 2,3,6,12, vilket visas i figur 7A. Utför därför excitation före ML-testet för att generera reproducerbara ml-resultat, enligt vad som nämns i steg 2.2.3 och steg 3.2.3.
- Välj väntetid för ett högt ML/AG-förhållande.
OBS: ML-sensorn visar efterglöden (AG) efter excitation som en lång ihållande fosfor och visar mekanoluminescensen vid belastningsapplikationens ögonblick, som visas i figur 7B.- Välj väntetid efter excitation och kameraförhållanden för att säkerställa att förhållandet mellan ML/AG (det så kallade ML-indexet) är tillräckligt högt (som nämns i steg 2.2.4 och steg 3.2.4) eftersom efterglöden fungerar som basbrus mot ML-mönstret (dvs. mätsignalen)2,3,4.
- Bestäm den högsta ML-punkten.
- Bestäm sprickspetsens position genom att känna igen positionen med den högsta ML-punkten som sprickspetsen 8,9.
OBS: Den högsta ML-punkten kan bestämmas via visuell inspektion, bildbehandlingsprogramvara, ett automatiskt övervakningssystem och en ML-film, som visas i kompletterande figur 1.
- Bestäm sprickspetsens position genom att känna igen positionen med den högsta ML-punkten som sprickspetsen 8,9.
- Skapa en ML-konturbild.
- Om ML-punkterna och mönstren är svåra att urskilja skapar du en ML-konturbild och använder ML-mönster genom att konvertera ML-råbilderna med hjälp av ett bildbehandlingsprogram, till exempel ImageJ (se materialförteckningen), som visas i figur 8.
Representative Results
ML-bilder och filmer under DCB- och LS-testet samlades in med tvåvägs- respektive fyrvägskameror.
Figur 5C visar ML-bilder och filmer i sidovyn, som kan användas för att känna igen sprickspetsen. Dessutom visas den övre vyn för att återspegla felfronten vid sprickutbredningstiden under DCB-testet. I detta fall var vidhäftningarna sandblästrad aluminium (A5052, se materialtabellen), limet bestod av två komponenter av epoxilim och geometrin uppfyllde internationella standarder. När det gäller ML-beteenden i sidovyn observerades intensiv mekanoluminescens vid positionen för den initiala sprickan på grund av töjningskoncentrationen vid denna punkt. Därefter observerades rörelsen av ML-punkten, som återspeglar sprickspetsen, på limskiktet vid sprickutbredningstiden. Med hjälp av ML-bilder i DCB-testet definierades sprickspetsens position under sprickutbredning och användes för att beräkna sprickutbredningslängden (a) och tillhörande sprickseghet, G1c, värde, som förklaras i steg 2.2.7.
Figur 6B visar ML-konturbilder och filmer under LS-testet. Bilderna och filmerna spelades in med hjälp av ett fyrvägskamerasystem. I detta fall var vidhäftningarna sandblästrad aluminium (A5052) och limet var ett tvåkomponent epoxilim. Figur 6B ger tydligt information om det mekaniska beteendet under förstörelseprocessen för limfogen med ett varv. I korthet observerades intensiv mekanoluminescens först vid kanterna av de limbundna och lappade områdena. För det andra flyttades ML-punkterna från limkanterna till mitten längs limskiktet för att visas tillsammans i vänster och höger vy av ML-bilden. Slutligen, efter att ha kombinerat de två ML-punkterna i mitten, observerades intensiv mekanoluminescens vid mittpunkten i limskiktet. ML-bilder i LS-testet kan användas för att förstå det mekaniska beteendet hos limfogar under destruktionsprocessen, vilket är svårt att simulera.
Figur 1: Egenskaper hos ML-sensorn . (A) Mekanoluminescens under dragbelastning för en rostfri plåt med ett hål och numerisk analys (simulering) av Mises töjningsfördelning. (B) Exempel på ML visuell avkänning för att visualisera det dynamiska 2D / 3D mekaniska beteendet hos produkter, konstruktionsmaterial och 3D-utskriftsmaterial under tillämpning av mekanisk belastning, vibration och slag. Pilarna med ett "F" indikerar kraftens riktning under mekanisk belastning. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2: ML visuell avkänning för olika internationellt standardiserade limutvärderingstester. Dessa standarder beskriver metoderna för att erhålla olika index för limstyrka, såsom sprickseghetsenergi (Gc), dragskjuvhållfasthet (TSS), skalstyrka och korsspänningsstyrka (CTS). Pilarna anger kraftens riktning under mekanisk belastning. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3: Applicera ML-sensorfärg . (A) Exempel på ML-färg och sprayburkar och (B) ett fotografi av sprutning. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4: Illustration av ML färgsprutade prover . (A) Ett DCB-prov och (B) ett LS-prov. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 5: ML-mätning under DCB-testet . (A) Fotografi av experimentuppställningen och (B) illustration av kamerapositionerna. C) ML-mätning under DCB-testet. CAM 1 och CAM 2 betecknar CCD-kameran som beskrivs i steg 2.1.2. Pilarna anger kraftens riktning under mekanisk belastning. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 6: ML-mätning under LS-testet . (A) Den experimentella installationen och (B) ML-mätningen under LS-testet med ett fyrvägskamerasystem. Pilarna anger kraftens riktning under mekanisk belastning. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 7: Grundläggande egenskaper hos den använda ML-sensorn . (A) ML-intensiteten över belastningscykler och (B) förhållandet mellan ML- och AG-intensiteterna och väntetiden efter excitation med hjälp av en blå lysdiod. Insatsen illustrerar definitionen av ML- och AG-intensiteterna i tidsluminanskurvan. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Bild 8: Jämförelse av ML-uttryck i ML-bilderna . (A) Den råa bilden i 12-bitars gråskala och (B) konturbilden. Pilarna med "F" indikerar kraftens riktning under mekanisk belastning. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Film 1: ML-film under DCB-testet. Inspelningshastighet: 1 fps. Klicka här för att ladda ner den här filmen.
Film 2: ML-film under LS-testet. Inspelningshastighet: 25 fps. Klicka här för att ladda ner den här filmen.
Kompletterande figur 1: Metoder för att särskilja positionen för punkten med högsta ML-intensitet. (A) Visuell inspektion, (B) bildbehandlingsprogramvara och (C) automatiskt övervakningssystem. Klicka här för att ladda ner den här filen.
Discussion
När det gäller ML-beteendet som observerats från sidovyn registrerades intensiv mekanoluminescens som härrör från töjningskoncentrationen vid spetsen av den initiala sprickan (figur 5C). Därefter observerades rörelse av ML-punkten längs limskiktet vid sprickutbredningstiden, vilket återspeglar sprickspetsen. I tidigare studier visade mikroskopiska observationer att den högsta ML-punkten endast var 0-20 μm före sprickspetsen och kunde antas som referens för sprickspetspositionen8. I den konventionella metoden identifieras sprickspetsen via visuell inspektion, men detta leder till en betydande mängd mänskliga fel på grund av sprickspetsens lilla storlek, även vid användning av förstoringsglas. Specifikt krävs tålamod för att markera sprickspetsens position under DCB-testet, vilket i sin tur kräver flera minuter, särskilt för strukturella limfogar16,17,18. Därför är ML-visualisering i DCB-testet viktigt för att identifiera sprickspetsens position automatiskt och med högre precision. Tidigare visades ML-linjens position och form i toppvyn synkroniseras med sprickfelsfrontlinjen i limskiktet9. Därför användes ML-avkänning i den övre vyn av vidhäftningen som en indikator på de inre sprickorna från vidhäftningens yttre yta.
Begränsningarna för denna metod inkluderar dock den mörka testmiljön och minskningen av ML- och AG-intensiteten under DCB-testet under flera minuter, vilket visas i figur 7B. Detta leder till en oklar ML-punkt och AG-mönster, som återspeglar sprickspetsen respektive provgeometrin. För att övervinna denna begränsning användes infrarött ljus, såsom ljus vid en våglängd på 850 nm som inte påverkar SrAl2O4: Eu2+ ML-material, för att bestråla DCB-provet under DCB-testet för att klargöra provets tillstånd9. Alternativt kan blått ljus vid 470 nm användas för att belysa provexemplaret i 1 s var 5:e minut eller 10 min för att återvinna ML- och AG-intensiteterna även under DCB-provningen2,9, vilket förklaras i figur 7A.
ML-konturbilder och filmer under LS-testet spelades in med hjälp av ett fyrvägskamerasystem (figur 6C). I detta fall var vidhäftningarna sandblästrad aluminium (A5052) och limet var ett tvåkomponent epoxilim. Dragskjuvhållfasthetsvärdet (TSS) var 23 MPa, vilket beräknades med hjälp av belastningsvärdet (N) vid brott under dragbelastning och det limbundna området (mm2). Dessutom kan TSS-värdet betraktas som en indikator på styrkan hos en strukturell limfog18. Även om TSS-värdet vanligtvis används som ett index för limstyrka, undersöktes inte de bakgrundsfysikaliska egenskaperna, såsom mekaniskt beteende, som är avgörande för att förbättra fogdesignen.
ML-bilderna gav tydligt information om det mekaniska beteendet under destruktionsprocessen för limfogen med ett varv (figur 6C). I korthet observerades intensiv mekanoluminescens först vid kanten av det limbundna och lappade området, vilket visar töjningskoncentrationen i det tidiga skedet av LS-testet. För det andra flyttades ML-punkterna från båda limkanterna till mitten längs limskiktet för att visas tillsammans i vänster och höger vy av ML-bilderna. Detta indikerar skjuvspänning och sprickutbredning längs limskiktet, vilket betecknar sammanhängande fel (CF) i detta fall.
Dessutom indikerade ML-linjerna i fram- och bakifrån förekomsten av sprickutbredning, vilket är samma fenomen som i DCB-testet. Slutligen, efter de två ML-punkterna kombinerade i mitten, observerades intensiv mekanoluminescens vid mittpunkten i limskiktet. Detta indikerade töjningskoncentrationen i limskiktet och den efterföljande genereringen av en tvärgående spricka över limskiktet, liknande i ett tidigare arbete11. Denna information är användbar för att bestämma platsen för spännings- / töjningskoncentrationen. Därför innebär det att förbättring av stressdispersion krävs för att uppnå en stark och pålitlig gemensam design.
Till skillnad från DCB-testet orsakar LS-testet höghastighetsbrott i limfogar. LS-testet genererar en hög töjningshastighet i limskiktet, vilket följs av mycket intensiv mekanoluminescens som mättas i den inspelade ML-bilden, ackumulerar många händelser i en bild och ger en oklar ML-bild. I dessa fall kan ett smart val av inspelningshastighet användas för felsökning (t.ex. att välja en hög inspelningshastighet, till exempel 25 fps, som passar händelsens hastighet i LS-testet)11.
Disclosures
Författarna har inget att avslöja.
Acknowledgments
Denna forskning stöddes av ett banbrytande projekt på uppdrag av New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) och forsknings- och utvecklingsprogrammet för att främja innovativ ren energiteknik genom internationellt samarbete (JPNP20005) på uppdrag av NEDO. N. T. är tacksam mot Shimadzu Co för att ha tillhandahållit programvaran för automatisk övervakning för att särskilja punkterna med högsta ML-intensitet i kompletterande figur 1. N. T. är tacksam mot Y. Nogami och H. Kawahara för att ha sprutat ML-färgen för ML-testning. Dessutom är N. T. tacksam mot Y. Kato, M. M. Iseki, Y. Sugawa, C. Hirakawa, Y. Sakamoto och S. Sano för att ha hjälpt till med ML-mätningarna och analysen i 4D-teamet för visuell avkänning (AIST).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Aluminum plate | Engineering Test Service Co.,Ltd. | A5052 | A5052 is defined name as quality of aluminum in standards. |
| Blue LED | MORITEX Co. | MBRL-CB13015 | |
| Camera | Baumer | TXG04 or VLU-12 | CCD or CMOS |
| Coating thickness gauge | KETT | LZ-373 | |
| Epoxy adhesive | Nagase ChemteX Co. | Denatite2202 | structual adehsive |
| ImageJ | National Institutes of Health | Image J 1.53K | Image processing software |
| Mechanical testing machine | SHIMADZU Co. | EZ Test EZ-LX | |
| Mechanoluminescnet (ML) paint | Sakai Chemical Industry Co. Ltd. | ML-F2ET3 | The ML paint in 1.1 is 2 components epoxy paint , and consisting of epoxy main reagent and curing reagent as described in 1.2.1. SrAl2O4:Eu2+ ML ceramic perticle is including in main epoxy reagent. |
| Microscope | keyence | VHX-6000 | |
| Stainless steel plate | Engineering Test Service Co.,Ltd. | SUS631 | A631 is defined name as quality of stainless steel in standards. |
| Viscometer | Sekonic. Co. | Viscomate VM-10A |
References
- Xu, C. -N., Watanabe, T., Akiyama, M., Zheng, X. -G. Direct view of stress distribution in solid by mechanoluminescence. Applied Physics Letters. 74 (17), 2414-2417 (1999).
- Xu, C. -N., Ueno, N., Terasaki, N., Yamada, H. Mechanoluminescence and Novel Structural Health Diagnosis. NTS Inc. , (2012).
- Terasaki, N. Innovative first step toward mechanoluminescent ubiquitous light source for trillion sensors. Sensors and Materials. 28 (8), 827-836 (2016).
- Feng, A., Smet, P. F. A review of mechanoluminescence in inorganic solids: Compounds, mechanisms, models and applications. Materials. 11 (4), 484 (2018).
- Terasaki, N., Xu, C. -N. Mechanoluminescence recording device integrated with photosensitive material and europium-doped SrAl2O4. Japanese Journal of Applied Physics. 48, (2009).
- Terasaki, N., Xu, C. -N. Historical-log recording system for crack opening and growth based on mechanoluminescent flexible sensor. IEEE Sensors Journal. 13 (10), 3999-4004 (2013).
- Terasaki, N., Fujio, Y., Sakata, Y. Visualization of strain distribution and portent of destruction in structural material through mechanoluminescence. 35th International Committee on Aeronautical Fatigue and Structural Integrity (ICAF) Conference and 29th ICAF Symposium (ICAF. 75, 1961-1967 (2017).
- Terasaki, N., Fujio, Y., Sakata, Y., Horiuchi, S., Akiyama, H. Visualization of crack propagation for assisting double cantilever beam test through mechanoluminescence). The Journal of Adhesion. 94 (11), 867-879 (2018).
- Terasaki, N., Fujio, Y., Horiuchi, S., Akiyama, H. Mechanoluminescent studies of failure line on double cantilever beam (DCB) and tapered-DCB (TDCB) test with similar and dissimilar material joints. International Journal of Adhesion and Adhesives. 93, 40-46 (2019).
- Terasaki, N., Fujio, Y., Horiuchi, S., Akiyama, H., Itabashi, M. Mechanoluminescent study for optimization of joint design on cross tension test. The Journal of Adhesion. 98 (6), 637-646 (2022).
- Terasaki, N., Fujio, Y., Sakata, Y., Uehara, M., Tabaru, T. Direct visualization of stress distribution related to adhesive through mechanoluminescence. ECS Transactions. 75 (45), 9-16 (2017).
- Terasaki, N., Ando, N., Hyodo, K. Mechanoluminescence visual inspection of micro-crack generation through fatigue process in flexible electronics film. Japanese Journal of Applied Physics. 61, (2022).
- Terasaki, N., Xu, C. -N., Yasuda, K., Ichinose, L. Fatigue crack detection of steel truss bridge by using mechanoluminescent sensor. Proceedings of Sixth International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management (IABMAS). 6, 2542-2549 (2012).
- Fujio, Y., et al. Sheet sensor using SrAl2O4: Eu mechanoluminescent material for visualizing inner crack of high-pressure hydrogen vessel). International Journal of Hydrogen Energy. 41 (2), 1333-1340 (2015).
- Da Silva, L. F. M., Öchsner, A., Adams, R. Handbook of Adhesion Technology., 2nd edition. , Springer. Cham, Switzerland. (2018).
- International Organization for Standardization. ISO 22838:2020. Composites and reinforcements fibres - Determination of the fracture energy of bonded plates of carbon fibre reinforced plastics (CFRPs) and metal using double cantilever beam specimens. International Organization for Standardization. , (2020).
- International Organization for Standardization. ISO 25217:2009. Adhesives - Determination of the mode 1 adhesive fracture energy of structural adhesive joints using double cantilever beam and tapered double cantilever beam specimens. International Organization for Standardization. , (2009).
- International Organization for Standardization. ISO 15024:2001. Fibre-reinforced plastic composites - Determination of mode I interlaminar fracture toughness, GIC, for unidirectionally reinforced materials. International Organization for Standardization. , (2001).
- International Organization for Standardization. ISO 4587:2003. Adhesives-Determination of tensile lap-shear strength of rigid-to-rigid bonded assemblies. International Organization for Standardization. , (2003).
- International Organization for Standardization. ISO 22841:2021. Composites and reinforcements fibres-Carbon fibre reinforced plastics(CFRPs) and metal assemblies-Determination of the tensile lap-shear strength. International Organization for Standardization. , (2021).
- International Organization for Standardization. ISO/CD 8065. Composites and reinforcements fibres - Mechanoluminescent visualization method of crack propagation for joint evaluation. International Organization for Standardization. , (2022).
- Azad, A. I., Rahimi, M. R., Yun, G. J. Quantitative full-field strain measurements by SAOED (SrAl2O4:Eu2+,Dy3+) mechanoluminescent materials. Smart Material Structure. 25 (9), 095032 (2016).
