ما هو اختبار أداء المركبة ؟
البحث العام في ميكانيكا المواد هو عن توزيع موحد الخواص المادية ، ولكن الآن هناك نوع آخر من المواد المستخدمة على نطاق واسع في الهندسة ، ودعا المواد المركبة . هو مادة متباين الخواص . المواد المركبة هي المواد مع خصائص جديدة مصنوعة من اثنين أو أكثر من المواد مع خصائص مختلفة من خلال الطرق الفيزيائية أو الكيميائية . من حيث السلوك الميكانيكي ، ما هي خصائص المواد المركبة وكيف متباين الخواص ؟ كيف يتم قياس المواد متباين الخواص لثوابتها المرنة ، ما هي الاختلافات في الخواص الميكانيكية بين اتجاهات مختلفة من الألياف ووضع اتجاهات التحميل المختلفة ، وما هي الدول على طول المحور وخارج المحور ؟ . لتسهيل دراسة هذه المشاكل ، ونحن تصنيع لوحة المركبة التي عززت المواد مغلفة في اتجاه واحد ( الشكل 1 ) . لأن التسليح هو أحادي الاتجاه ، العديد من المشاكل المعقدة في دراسة المواد المركبة يتم تجنبها .
في هذه التجربة ، الألياف الزجاجية عززت أحادي الاتجاه المركبة هي واحدة من المواد الخاصة . معامل مرونة الألياف الزجاجية حوالي 80 ~ 85gpa ، مصفوفة الراتنج الايبوكسي ، معامل مرونة حوالي 3 ~ 5gpa . . . . . . . حجم نسبة الألياف الراتنج الايبوكسي حوالي 1 . اختراع يوفر أيضا ثنائية الاتجاه عززت المواد المركبة ( متعامد التعزيز ) ، ثنائية الاتجاه نسبة الألياف 18 : 14 ، وبعض المواد المعدنية .
المبادئ التجريبية وطرق الاختبار
مرونة الثوابت هي المعايير الأساسية لوصف الخواص الميكانيكية للمواد . كما قيمة مميزة لقياس صلابة ومرونة سلوك التشوه من المواد ، هو مؤشر مهم جدا في الحساب النظري والتصميم الهندسي . المواد المشتركة ، مثل المعادن ، هي مواد الخواص مع اثنين من مرونة الثوابت المستقلة ، أي معامل يونج ه و نسبة بواسون ش ( أو القص معامل مرونة ز ) . من ناحية أخرى ، المواد المركبة زيادة مستقلة مرونة الثوابت بسبب تباين كبير . . . . . . . من أجل تحديد مرونة الثوابت من المواد المركبة ، المواد التي تم تجهيزها في ثلاث عينات ، والألياف هي 0 درجة ، 45 درجة و 90 درجة مع اتجاه التحميل . . . . . . . سلالة في ثلاثة اتجاهات ، طولية ، عرضية ، و " يتم قياس اتجاه كل عينة باستخدام مقياس المقاومة . قياس الضغط مرتبط بطريقة ما إلى جسر القياس ، ويمكن قراءة إشارة الضغط مباشرة من قياس الضغط الرقمي الثابت في نقطة ثابتة ، أو يمكن تسجيل بيانات التحميل والضغط تلقائيا من خلال نظام الحصول على البيانات . مرونة الثوابت المركبة محسوبة على أساس المعادلة التالية :
الإحداثيات المحددة في الشكل 2 . بالإضافة إلى إجهاد القص هو الخواص الميكانيكية للمواد المركبة تحت خارج المحور الإجهاد . من أجل دراسة وقياس إلى جانب عرضية سلالة ، سلالة غيج هي التي شنت على عينات في 0 و 90 درجة بالإضافة إلى 45 درجة الاتجاه . يمكننا أن نفهم الفرق بين نوعين من الإجهاد خصائص المواد المركبة ، وهذا هو ، على طول المحور الإجهاد ( س ، 90 درجة ) و خارج المحور الإجهاد ( 45 درجة ) .
1 - تجهيز العينات
معيار الشد العينات التي تم الحصول عليها من 0 ° ، 45 ° و 90 ° لوحات المركبة . شكل العينة كما هو مبين في الشكل 3 - الحجم الاسمي من العينة هو سمك ر = 2.5-5 ملم ، عرض ب = 25 ملم ، كلا طرفي العينة عززت الألومنيوم أو الزجاج الصلب .
الشكل 3
اسم العينة المحددة على النحو التالي :
1 . أحادي الاتجاه المواد المركبة
0 ° العينة في اتجاه الألياف ( طولية ) ؛
90 درجة اختبار قطعة عمودي على اتجاه الألياف ( مستعرض ) ؛
45 ° عينة الألياف البصرية في اتجاه 45 ° ( 45 ° من المحور ) .
2 . تركيبة متعامد
0 ° عينة تقع في اتجاه الألياف الرئيسية ( طولية ) ؛
90 درجة عينة - عمودي على اتجاه الألياف الرئيسية ( عرضية ) ؛
45 درجة عينة من الألياف البصرية الرئيسية في 45 درجة زاوية ( 45 درجة من المحور ) .
طريقة قياس الضغط و توصيلات
The strain of the specimen is measured by resistance strain gauges. The resistance value of the resistance gauges is 120Q, the sensitivity coefficient K g is 2.08, and the transverse correction coefficient H=1.2%. The resistance gauges are symmetrically pasted on the front and back sides of the specimen, and three resistance gauges are arranged on each side in the directions of 0. (loading direction), 90° (vertical loading direction) and 45° (45° from the loading direction) ε0,ε90 and ε45.
من أجل تسهيل قياس اقتران ، اقتران لوحة 14 دبوس المقبس ثابتة فوق التصحيح الموقف ( انظر الشكل 3 ) . الجزء العلوي والجزء السفلي من المقبس دبابيس قصيرة متصلة معا ، وستة أسلاك الرصاص من المقاوم العروات ترتبط في كل اتجاه من ثلاثة اتجاهات في تسلسل باستخدام ست مجموعات من دبابيس . في القياس ، صف واحد من الأسلاك مع 14 دبوس المقابس التي ترتبط مع مقبس و 12 أسلاك موصلة ، كل اثنين من الأسلاك المجاورة ترتبط معا على شكل ستة أسلاك موصلة الإخراج المقابلة ثلاثة مقاييس الضغط ، على التوالي .
ثانيا أهداف التجربة :
1 ، فهم طريقة اختبار مرونة الثوابت من المواد المركبة .
2. To determine the five elastic constants of composite materials, E1,E2,μ12,μ21 and G12.
3 . فهم تباين خصائص المواد المركبة .
4 - فهم الخواص الميكانيكية المركبة تحت مختلف الألياف وضع اتجاهات مختلفة تحميل الاتجاهات .
5. to study the relationship between E1,E2,μ12and μ21 in the along-axis properties;
6 ، إلى جانب ظاهرة القص أثناء التحميل خارج المحور هو درس .
7 - طريقة قياس اقتران إجهاد القص هو درس .
ثالثاً - المعدات التجريبية وقطع الاختبار
1 ، الالكترونية آلة الاختبار العالمي
مجموعة من العينات المركبة عززت أحادي الاتجاه
3.0 ° ، 45 ° و 90 ° عينات متصلة مع قياس الضغط .
4 ، متعدد القنوات إشارة المضخم و نظام الحصول على البيانات
5 ، متعدد القنوات الرقمية قياس الضغط ثابت ؛
5.0.02mm الورنية الفرجار .
رابعاً - إجراءات الاختبار
اختبار المواد المركبة المقواة أحادي الاتجاه مع خصائص مختلفة جدا في كل اتجاه . يجب الحرص على حماية العينة أثناء التثبيت و التحميل . قبل الاختبار ، ورقة البيانات المطلوبة من أجل الاختبار يجب أن تكون مصممة لقياس حجم العينة بدقة ، أقصى قدر من الحمولة التجريبية Pmax تعطى حسب المسموح به من الإجهاد سلالة قياس مجموعة من المواد تحت الاختبار .
الكمبيوتر طريقة المعاينة
ستة أجهزة قياس المقاومة الأمامية والخلفية ترتبط ست قنوات من ساكنة قياس الضغط . كل قناة يتم توفيرها مع أربع محطات المقابلة أ ، ب ، ج ، د ، على التوالي . يتم إجراء الاختبار في وضع قياس ذراع واحدة ، والعمل متر متصل أ و ب ، والتعويض درجة الحرارة متر متصل ب و ج . اختيار " اختبار مرونة الثوابت " تلقائيا يدخل اختبار إشارة عرض واجهة التحكم من آلة الاختبار .
في " الظروف التجريبية " ، متغير خصائص كل سلالة قياس قناة يتم تعيين إلى " ذراع واحدة " . قبل التجربة ، سلالة عرض كل قناة يتم تعيين إلى الصفر . اختيار سرعة منخفضة ، اضغط على " ابدأ " تحميل ببطء ، الكمبيوتر تلقائيا بجمع وتسجيل الحمل ، والتشريد ، وستة إشارات الضغط ، حتى تصل إلى أقصى حمولة من التجربة . اضغط على " إنهاء " لوقف التحميل وأخذ العينات تلقائيا . بعد التجربة ، يمكن حفظ البيانات مثل ملف البيانات ونسخها على القرص المرن ، يمكن معالجة البيانات من قبل برامج أخرى ، أو يمكن أن تدخل في واجهة معالجة البيانات لمراقبة العلاقة منحنى ، إذا لزم الأمر ، تحديد المنحدر من اختيار منحنى وطباعتها .
2 - طريقة القراءة الرقمية قياس الضغط
أولا ، طريقة سد مختارة ، ثم قياس الضغط يؤدي إلى سد مربع من قياس الضغط على أساس مجموعة سد الأسلوب . عينة يتم تحميلها مرة واحدة على سرعة منخفضة و تفريغها إلى التحميل الأولي . 5-10 مجموعات من تحميل سلالة البيانات المسجلة في التسلسل الهرمي تحميل واسطة . اختيار أفضل مجموعة من البيانات و الانحدار الخطي من خلال طريقة المربعات الصغرى لمعرفة المنحدر من المنحنى . وينبغي إيلاء الاهتمام إلى اختيار مجموعة مناسبة من التحميل في أقصى حمولة تجريبية Pmax ، وتحديد التحميل الأولي و النهائي تحميل PYV وفقا لشروط محددة . يجب التحكم في سرعة التحميل ، والحد من سرعة التحميل عند الاقتراب من المعلمات السيطرة ، وقراءة في الوقت المناسب . عند تسجيل البيانات ، دائما التحقق من ما إذا كانت زيادة الضغط الخطي . الاختبار يجب أن تتكرر مرتين على الأقل ، إذا كانت البيانات مستقرة وقابلة للتكرار ، نتائج الاختبار جيدة .
تنظيم بيانات الاختبار
1 - طريقة المربعات الصغرى المستخدمة في التعامل مع كل عينة من الحمولة المحورية سلالة سلالة البيانات ، فضلا عن البيانات .
Calculate E1,E2,μ12,μ21和 and G12. for the material under test and analyze the results to discuss whether there is a quantitative relationship between the four constants of E1,E2,μ12and μ21.
2 ، وفقا لاختبار المواد المعلمات ، معامل مرونة الألياف الزجاجية ه = 85gpa ، راتنجات الايبوكسي معامل مرونة ه = 5gpa ، والألياف راتنجات الايبوكسي معامل مرونة ه = 5gpa . . . . . . .
في هذه الورقة ، نظرية القيم معامل مرونة ه و ز حسبت مقارنة مع النتائج التجريبية .
3 - حساب اقتران القص سلالة ص في اتجاه واحد و المتعامدة التغاير المركبة ع = 2kn وشرح ما إذا كان القص سلالة
4 ، إلى جانب إجهاد القص yxy يمكن ملاحظتها مباشرة أو تحديدها بدقة من البيانات التجريبية ، سواء كانت القيم التجريبية وحساب القيم متسقة ، ما هو الخطأ ؟
سلالة المنحنيات مرسومة على تنسيق ورقة .
5 ، المواد المركبة مقارنة مع المواد المعدنية المشتركة ، وشرح خصائص الألياف عززت المركبة و تباين .
6 ، جمع البيانات ، واستكمال التقرير التجريبي .