双轴测试聚合物基复合材料

一级方程式赛车车架、飞机结构组件,桥都支持部分和船船体结构的例子可以捏造的纤维增强聚合物(如碳纤维/环氧树脂和玻璃聚酯复合材料。

这些组件共享另一个特点是,在服务,他们通常一次加载多个方向,也就是说,他们是双轴加载。然而,他们采用行业一直发展缓慢,主要是由于不确定性和限制的了解这些材料的行为。亚博网站下载

已经承认限制材料特性的评价单轴优惠券测试会导致虚假陈述的行为在一个工程结构材料。然而,在测试期间使用更现实的加载,即引入双轴条件,导致预期的更准确的表示行为结构的在职,这反过来又可能导致更广泛的复合材料的使用。

复合材料与金属的行为

不像金属的情况下复合材料的失效破坏加载,直到最近,知之甚少。

由于材料的固有各向异性结构,其强度在双轴条件下关键取决于负载匹配测试材料的纤维方向。如果他们很匹配的双轴强度可能超过预期的价值从简单的单轴抗拉和抗压测试。相反,如果他们不匹配的力量可以很低。

双轴测试聚合物基复合材料

聚合物复合材料管的形式在双轴加载条件下测试了奎奈蒂克公司(原国防评估和研究机构德拉)自1970年代中期以来,导致创建大量的双轴试验数据支持的理论理解的失效标准适用。

然而,对于许多应用程序中使用的材料是持平或轻轻弯曲板的形式,所以管状试亚博网站下载样是不合适的。为此双轴测试设施平面标本已经开发在QinetiQ在范堡罗从1993年起。

这最终导致一个家庭的十字形试样设计,可用于覆盖完整的双轴破坏包络线,tension-tension,方法,compression-compression和所有中间状态。

设计有效的测试页rocedures

事实证明很难设计一个有效的双轴试验平优惠券,避免过早失败的凹角角落,给一个大地区标本均匀应变的中心。

这是最后实现使用的组合应力分析和加载实验,虽然应该注意,十字形标本需要弱化特性的中心,以确保一个有效的失败。

这不是一个限制管测试,这就是为什么这一个重要组成部分在双轴失效标准的发展。

双轴测试可以用来测试什么?

基本的十字形优惠券测试可以用来测量基本材料属性的行为也在双轴加载条件下感兴趣的特定特性。

这将包括开孔,孔包含紧固件、撞击破坏网站和加载紧固件。最后一个类型的测试是由螺栓加载设备如图1所示。

最近的研究也研究了双轴循环荷载作用下疲劳损伤的发展和测量全厚度钢筋的影响。

最近的事态发展在双轴测试

在过去的四年里,它已经可以测试优惠券包含三维结构特点加劲肋路口等复合短舱结构和复合桥关节。

当试样包含这样一个特性设计,一些近似必须给模拟联合或结构对称性的变化,否则不需要的弯曲应力加载期间出现。试样是结束标签和应力分析,确保传输正确加载到关节。

再一次,这个设计过程包括数值和实验技术的紧密结合,以确保实际结构特征的行为已经正确地复制。这种方法的一个明显的优势是联合可以评估和发展而考虑周围的结构和全球双轴应力场有关。

这使得小说的发展联合设计发生更多的信心。

限制的测试过程

十字形双轴试样几何的发展和经验的财富在测试在过去的几年里,使得许多方面双轴载荷作用下材料和结构性能的评估。

然而,正如所有的研究,回答一个问题时,往往会出现众多的其他问题。其中之一就是如何仪器测试标本,以验证的方式负载转移到他们,能够监视任何应力场的变化可能发生的损害的进展。

虽然数组应变仪提供了一系列点压力,可以用来验证数值模型,并建立了双轴应变场在测试区域,这种技术有一定的局限性。当调查螺栓轴承的影响,例如,有一个物理限制接近应变仪的洞。

检测螺栓存在,可以用来解决这一问题提供信息菌株内的螺栓孔。然而,除非是小心,检测螺栓本身可以显著改变轴承负载结构,这通常不是一个可行的选择。

评估测试Piec的整体行为e

什么是真正需要作为一个兼职双轴测试是一个全球性的测量技术,使复杂的试样的整体行为进行评估。阴影云纹用来确定了平面位移的飞机机翼和一个开放的洞已经成功地改编QinetiQ的检查在双轴压缩失败测试的细节。

然而,对于平面应变测量,一种新的技术,它结合了热弹性和光弹性分析,下面描述,和发达的谢菲尔德大学,被发现是非常强大的。

利用光弹性和热弹性测试

技术的本质是传统的光弹性给出了主应力和热弹性力学和之间的区别。通过结合这两种类型的数据,完全分离的两个主要强调在整个表面可进行试样。

该方法适合监测双轴疲劳试验,负载的连续振荡产生必要的热弹性效应和随后使受损的缓慢传播。热弹性应力分析和反思的结合使用光弹性分析已经被用于许多应用程序,但这是第一次被应用到双轴应变状态的直接测定表面上的十字形试件。

图2 - 4显示的一些光弹性和热弹性可获得的数据。这项工作中使用的新的分析系统汇集了两个现有的应力分析工具。

热弹性系统,Deltatherm 1550年,是由压力光电公司,威斯康辛州,而光弹性系统,PSIOS(同时加强图像观察阶段),开发了谢菲尔德大学允许同时捕获四phase-stepped光弹性图像。

灰度图像和处理进行组合,以产生细致的地图连续边缘秩序和等倾角度。常规反射光弹性贴片是用来获取数据集。两个系统安装在一个共同的基板上,是一致的在同一光路反射光学。获得的数据集从这个结合光学头然后校准和结合个人主应力产生的地图。

总结

总体看来,尽管大型复合材料提供的优势,极大地增强了力量的重量和刚度重量比金属,采用行业,如前所述在文章的开始,一直缓慢。亚博网站下载

使用双轴测试代表前进的一大步,理解它们的属性和建立一个前进的下一代先进结构,使传统的“黑铝”设计在过去。