Burada, teknik kumaşın hızlandırılmış termal yaşlanmasını simüle ediyoruz ve bu yaşlanma sürecinin kumaşın mekanik özelliklerini nasıl etkilediğini görüyoruz.
Yöntem makalesi
Burada, teknik kumaşın hızlandırılmış termal yaşlanmasını simüle ediyoruz ve bu yaşlanma sürecinin kumaşın mekanik özelliklerini nasıl etkilediğini görüyoruz.
Mimari kumaş AF9032, kumaşın malzeme parametrelerindeki değişiklikleri belirlemek için yapay termal yaşlanmaya maruz kalmıştır. Önerilen yöntem Arrhenius tarafından önerilen hızlandırılmış yaşlanma yaklaşımına dayanmaktadır. 300 mm x 50 mm numuneler çözgü ve dolgu yönünden kesilerek 80 °C'de 12 haftaya kadar veya 90 °C'de 6 haftaya kadar termal bir hazneye yerleştirildi. Daha sonra ortam sıcaklığında klima bir hafta sonra, örnekler uniaxially sabit bir gerinim hızında gerildi. Deneysel olarak, parametreler doğrusal olmayan elastik (lineer parça yönünde) ve viskoplastik (Bodner-Partom) modelleri için belirlendi. Bu parametrelerdeki değişiklikler yaşlanma sıcaklığı ve yaşlanma dönemine göre incelenmiştir. Her iki durumda da doğrusal yaklaşım işlevi Arrhenius'un basitleştirilmiş metodolojisi kullanılarak başarıyla uygulandı. Deneysel sonuçlar ile Arrhenius yaklaşımının sonuçları arasındaki dolgu yönü için bir korelasyon elde edildi. Warp yönü için, ekstrapolasyon sonuçları bazı farklılıklar sergiledi. Her iki sıcaklıkta da artan ve azalan eğilimler gözlenmiştir. Arrhenius yasası deneysel sonuçlarla sadece dolgu yönü için doğrulandı. Önerilen yöntem, tasarım sürecinde kritik bir konu olan uzun vadeli sömürü sırasında gerçek kumaş davranışını tahmin etmeyi mümkün kılar.
Polyester esaslı mimari kumaşlar genellikle asılı çatılar1inşaat için kullanılır. Iyi mekanik özellikleri ile nispeten ucuz olmak, onlar uzun vadeli sömürü istihdam edilebilir (örneğin, Sopot Orman Operası asma çatı - Polonya). Ne yazık ki, hava koşulları, ultraviyole radyasyon, biyolojik nedenler ve operasyonel amaçlar (sezon öncesi stres ve gevşeme2) mekanik özelliklerini etkileyebilir. AF9032'den yapılmış asma çatılar genellikle yüksek sıcaklığa (özellikle yaz aylarında güneşli günlerde), düzenli ön germe ve gevşemeye maruz kalan mevsimlik yapılardır. Bir asma çatıdüzgün tasarımı için, kumaş parametreleri sadece sömürü başında değil, aynı zamanda kullanım birkaç yıl sonra belirlenmelidir.
Yaşlanma analizi yaşlanma göstergesini ölçer ve yaşlanmanın etkisini değerlendirmek için parametrelerin başlangıç ve son değerlerini karşılaştırır. Cash ve ark.3 çatı membranları 12 farklı türde karşılaştırmalı analizi ile en basit yöntemlerden biri önerdi. Bu membranlar 2 veya 4 yıl boyunca açık hava koşullarına maruz kalmıştır. Yazarlar kumaş dayanıklılığını değerlendirmek için çeşitli özellikleri bir derecelendirme sistemi kullanılır. Polimer Termal yaşlanma analizini sağlamak için zaman-sıcaklık süperpozisyon prensibi (TTSP)4uygulanabilir. Bu ilke, bir malzemenin düşük sıcaklıkta ve düşük gerinim seviyesindeki davranışının yüksek sıcaklık ve yüksek gerinim seviyesindeki davranışına benzediğini belirtir. Basit çarpan faktör referans sıcaklık özellikleri ile geçerli sıcaklık özellikleri ilişkilendirmek için kullanılabilir. Grafik olarak, günlük zaman ölçeğindeki eğri kaymasına karşılık gelir. Sıcaklık ile ilgili olarak, iki yöntem vardiya faktörü ve yaşlanma sıcaklığı birleştirmek için önerilmektedir: Williams-Landel-Ferry (WLF) denklemleri, ve Arrhenius yasa. Her iki yöntem de, kauçuk veya vulkanize ve termoplastik malzemeler için kullanım ömrünü ve maksimum çalışma sıcaklığını tahmin etmek için İsveç standardı ISO 113465'e dahildir. Son zamanlarda, termal yaşlanma ve Arrhenius metodolojisi kablo ömrü tahmin6,7,ısıtma boruları8ve polimer tutkal PMMA4kullanılmıştır. Arrhenius yasasının bir uzantısı diğer yaşlanma faktörlerini (örn. voltaj, basınç, vb.) dikkate alan Eyring yasasıdır. 9. Alternatif olarak, diğer çalışmalar yaşlanmanın bir tanımı için basit doğrusal modeller önermek ve doğrulamak (örneğin, biyosensör yaşlanma10). Arrhenius yöntemi yaygın olarak kullanılmasına rağmen, her malzemenin yaşam boyu tahmin de alaka üzerinde tartışma vardır. Bu nedenle, yöntem özellikle ilk varsayımlar ve deneysel koşullar açısından6dikkatli kullanılmalıdır.
Çoğu polimere benzer şekilde, mevcut araştırmada kullanılan polyester kumaşlar erime sıcaklığı (Tm)ve cam geçiş sıcaklığı (Tg)ile tanımlanan iki farklı geçiş evresini sergilerler. Erime sıcaklığı (Tm)bir malzemenin katı halinden sıvı durumuna değiştiğinde sıcaklıktır ve cam geçiş sıcaklığı (Tg)cam ve kauçuk durumları arasındaki sınırdır11. Üretici verilerine göre AF9032 kumaşı polyester ipliklerden (Tg = 100−180 °C12, Tm = 250−290 °C13)ve PVC kaplamadan (Tg = 80−87 °C14,15, Tm = 160−260 °C16)yapılır. Yaşlanma sıcaklığı Tα Tgaltında seçilmelidir. Güneşli günlerde, asılı bir çatının üst yüzeyindesıcaklık bile 90 °C'ye ulaşabilir; bu nedenle burada iki yaşlanma sıcaklığı (80 °C ve 90 °C) test edilmektedir. Bu sıcaklıklar tg iplik altında ve kaplama Tgyakındır.
Teknik kumaşlar üzerinde hızlandırılmış yaşlanma protokolünün performansı mevcut çalışmada sunulmuştur. Yapay termal yaşlanma, malzeme özelliklerindeki değişiklikleri tahmin etmek için kullanılır. Makale, uygun laboratuvar test rutinleri ve nispeten kısa vadeli deneysel sonuçlar tahmin etmek için bir yol göstermektedir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
1. Teknik kumaş üzerinde hızlandırılmış Termal yaşlanma deneyleri
2. Veri hazırlama
3. Malzeme modellerinin parametre tanımlaması
4. Arrhenius ekstrapolasyonu
NOT: Arrhenius yasası, ortam sıcaklığı artışının yaşlanma sürecini hızlandırabilecek bir dizi kimyasal reaksiyonun hızlandırılamasına yol açan ampirik bir gözleme dayanmaktadır. Arrhenius kimyasal reaksiyon kavramının tam matematiksel temsili başka bir yerde bulunabilir11,26. Basitleştirilmiş bir biçimde Arrhenius yasa "10 derece kuralı"27denir. Bu kurala göre, yaklaşık 10 °C'lik bir sıcaklık artışı teorik olarak yaşlanma sürecini iki katına çıkar. Bu nedenle, reaksiyon oranı f aşağıdaki gibi tanımlanır17:

ΔT = T - Tref yaşlanma sıcaklığı T ve servis sıcaklığı Tref bir malzeme arasındaki farktır.
5. Veri gösterimi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Şekil 2, farklı yaşlanma zamanlarında elde edilen AF9032 kumaşın gerilim-gerinim eğrilerini, 80 °C sıcaklık seviyesinde 0,001 s-1gerilme oranı için yan yana oluşturur. 1 saat yaşlanma dönemi (referans testi) ile yaşlanma döneminin geri kalanı arasındaki fark açıktır. Yaşlanma süresi, gerilim-gerinim eğrileri son derece tekrarlayan ve nihai çekme mukavemetinde (UTS) önemli bir fark göstermeden, çözgü yönündeki maddi tepkiyi önemli ölçüde etkilemez. Bu dolgu yönü için gözlenen davra...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu makale, inşaat mühendisliği uygulamaları için polyester takviyeli ve PVC kaplamalı kumaşlar üzerinde laboratuvar hızlandırılmış deneyler simüle etmek için ayrıntılı bir deneysel protokol incudes. Protokol, yapay termal yaşlanma durumunu sadece ortam sıcaklığını yükseltmek yoluyla tanımlar. Uv radyasyonu ve su etkisi malzeme hizmet yaşlanma ek bir rol oynadığı gibi bu, gerçek hava koşullarının bariz bir basitleştirme olduğunu.
Genel olarak, laboratuvarda gerçekleştirilen hızlandırılmış yaşla...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Bu çalışmanın yayınlanması Gdansk Teknoloji Üniversitesi İnşaat ve Çevre Mühendisliği Fakültesi tarafından desteklenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| AF 9032 teknik kumaş | Shelter-Rite Seaman Corporation | ||
| bıçak | |||
| işaretleyici | pernament | ||
| cetvel | |||
| Sigma Plot | Systat Yazılım A.Ş. | v. 12.5 | |
| Test makinesi Z020 | Zwick Roell | BT1-FR020TN. A50 | |
| TestXpert II programı | Zwick Roell | v. 3.50 | |
| Termal oda | Eurotherm Controls | 2408 | |
| boru anahtar | 13 mm | ||
| Video ekstansometresi | Zwick Roell | BTC-EXVIDEO. PAC.3.2.TR | Video ekstansometre yerine mekanik bir tane kullanılabilir |
| VideoXtens | Zwick Roell | 5.28.0.0 SP2 |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste
İzin iste