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熱塑性CFRP拉伸測試,超詳細(xì)萬能材料試驗(yàn)機(jī)應(yīng)用指南!

時間:2024/7/17閱讀:804
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近年來,隨著對結(jié)構(gòu)部件機(jī)械可靠性的要求不斷提高,材料選擇正從傳統(tǒng)的金屬逐漸轉(zhuǎn)向輕質(zhì)替代材料。這種變化的主要驅(qū)動力是通過減輕產(chǎn)品重量來減少運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的二氧化碳排放量。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)因其卓yue的強(qiáng)度和輕質(zhì)特性,已廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域,并有望在未來更多應(yīng)用于汽車等各類產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計。

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本文科準(zhǔn)測控小編將介紹一種使用定位式楔形夾具對隨機(jī)取向的熱塑性CFRP進(jìn)行拉伸破壞評估的方法。該楔形夾具作為萬能試驗(yàn)機(jī)的配件,已開始投入使用。為了便于觀察拉伸過程中的斷裂情況,試驗(yàn)片表面噴涂了啞光白色涂料,以解決因表面光澤反射帶來的觀察困難問題。這樣處理后,拉伸破壞評估能夠更加精確和可靠。

 

一、測試原理

測試原理是通過使用定位式楔形夾具對隨機(jī)取向的熱塑性CFRP進(jìn)行拉伸試驗(yàn),評估其在拉伸過程中的破壞行為。

二、測試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

參考標(biāo)準(zhǔn)IS0527-4(2021)進(jìn)行試驗(yàn)

三、測試儀器

1、KZ-DSC-20萬能材料試驗(yàn)機(jī)

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2、定位式楔形夾具和轉(zhuǎn)換接頭

50kN容量試驗(yàn)機(jī)上使用時需要轉(zhuǎn)換接頭。

 

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3、夾齒:標(biāo)準(zhǔn)附件齒(用于復(fù)合材料的梯形銼齒)

4、虛擬標(biāo)簽:#600號砂紙

5、試驗(yàn)條件

試驗(yàn)溫度:室溫

試驗(yàn)速度:1mm/min

試驗(yàn)類型:拉伸

夾具間距離:150mm

 

四、測試流程

步驟一、設(shè)備和夾具準(zhǔn)備

設(shè)備: 確保設(shè)備狀態(tài)正常并符合試驗(yàn)要求。

夾具: 定位式楔形夾具和轉(zhuǎn)換接頭(如果使用50kN容量試驗(yàn)機(jī),則需要安裝轉(zhuǎn)換接頭以適配)。

夾齒: 使用標(biāo)準(zhǔn)附件齒,這些齒設(shè)計用于復(fù)合材料,具有梯形銼齒結(jié)構(gòu),確保試樣在夾持過程中穩(wěn)固。

虛擬標(biāo)簽: 在試驗(yàn)片夾持部分和夾具的夾持齒之間插入#600號砂紙,以增強(qiáng)夾持效果并確保試驗(yàn)條件一致性。

步驟二、試驗(yàn)條件設(shè)置

試驗(yàn)溫度: 室溫,確保環(huán)境溫度穩(wěn)定。

試驗(yàn)速度: 設(shè)定為1mm/min,控制試驗(yàn)速度以保證試驗(yàn)過程的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。

試驗(yàn)類型: 拉伸試驗(yàn),按照標(biāo)準(zhǔn)方法執(zhí)行。

夾具間距離: 設(shè)置為150mm,根據(jù)試樣尺寸和試驗(yàn)要求調(diào)整夾具間距。

步驟三、試樣制備

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材料準(zhǔn)備: 隨機(jī)取向熱塑性CFRP是通過將碳纖維束浸漬熱塑性樹脂后,切割成一定長度并隨機(jī)排列的UD帶,能夠在短時間內(nèi)壓縮成型為碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。

片材加工: 使用寬度為6~8毫米的熱塑性環(huán)氧基UD帶,切割成長度為6.5毫米、13.0毫米和26毫米的片材,并將其成型為厚度為3毫米的材料板。

試驗(yàn)片形狀: 參照ISO527-4(2021)標(biāo)準(zhǔn),將試驗(yàn)片切割成長250毫米、寬25毫米的標(biāo)準(zhǔn)形狀,確保符合試驗(yàn)要求。

步驟四、實(shí)施拉伸試驗(yàn)

試樣編號和準(zhǔn)備: 設(shè)置試樣數(shù)為n=5,包括備用試驗(yàn)片,共6個試樣。

試驗(yàn)過程: 將每個試樣依次安裝到試驗(yàn)機(jī)上,并根據(jù)設(shè)定的試驗(yàn)條件開始拉伸試驗(yàn)。

斷裂評估: 實(shí)時記錄試驗(yàn)過程中的斷裂情況。在每個試樣拉伸至破壞時,記錄并拍攝斷裂位置的照片。

結(jié)果分析: 分析每個試樣的斷裂位置和形態(tài),確保所有試樣均在評估區(qū)域內(nèi)斷裂,驗(yàn)證試驗(yàn)過程的有效性和可靠性。

步驟五、結(jié)果記錄與報告

斷裂照片: 根據(jù)試驗(yàn)后獲取的斷裂照片(如圖45、及6),評估并記錄每個試樣的斷裂情況。

結(jié)論: 根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果撰寫報告,總結(jié)隨機(jī)取向熱塑性CFRP在拉伸條件下的性能表現(xiàn),提供定量和定性分析結(jié)果。

 

以上就是小編介紹的熱塑性CFRP拉伸測試的內(nèi)容了,希望可以給大家?guī)韼椭∪绻€想了解更多關(guān)于熱塑性CFRP拉伸測試方法和測試視頻,萬能材料試驗(yàn)機(jī)型號規(guī)格、使用說明、檢定規(guī)程、原理、量程使用范圍規(guī)定和用途等問題,歡迎您關(guān)注我們,也可以給我們私信和留言,科準(zhǔn)測控技術(shù)團(tuán)隊為您免費(fèi)解答!

 


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