1. Hintergrund
WSRS-geflochtener, mit Abstand strukturierter verstärkter Sandwich-Verbund werkstoff wird aufgrund seiner Energie absorption, seines leichten Gewichts und seiner hohen Delaminierung beständigkeit häufig in Stoßdämpfern in der Luftfahrt, im Transport und im Bauwesen verwendet.
Aufgrund der komplexen Struktur der WSRS-Zwischen schicht fehlen wirksame Methoden zur Charakterisierung der Tragfähigkeit und des Fehler prozesses von WSRS-WA und WSRS-WE Zwischen schichten unter mechanischen Belastungen.
2. Übersicht
Forscher des Innovations zentrums für Textil-und Bekleidungs technologie der Universität Hebei für Wissenschaft und Technologie verwendeten die akustische Emission (AE). Technologie zur Erfassung der Dehnung sener gie, die durch Beschädigung unter mechanischer Belastung von WSRS mit unterschied lichen Höhen spezifikationen freigesetzt wird (Einzelheiten siehe 3.1), und verwendete dann die digitale Bild korrelation (DIC). Technologie, um in Echtzeit den Ausfall modus des beschädigten Bereichs und die synergis tischen Effekt bilder der Oberflächen schicht, des Kern pfahls und des Schaum materials zu beobachten, analysieren die mechanischen Eigenschaften, AE-Signal parameter und Dehnung kurven sowie Untersuchung und Überprüfung des Fehler mechanismus während der Biege belastung.
3. Materialien und Ausrüstung
Abb. 1 WSRS Material AE Ausrüstung DIC Ausrüstung
3.1 Bereiten Sie sechs WSRS mit unterschied lichen Spezifikationen und mechanischen Eigenschaften vor und verwenden Sie sie als Standard proben.
3.2 Acoustic Emission (AE)-Erkennungs geräte mit einem 40-dB-Verstärker und zwei RS-2A Sensoren erfassen sechs AE-Signale zur Schadens analyze und bestimmen den WSRS-Fehler mechanismus.
3.3 Digitale Bild korrelation (DIC) Dehnung sfeld messgeräte werden verwendet, um die Vollfeld belastung der Probe in WA-und WE-Richtungen zu erfassen und den dynamischen Schadens prozess von WSRS wieder herzustellen. und studieren Sie den Biege reaktions mechanismus.
3.4 Universal material Festigkeit maschine, Drei punkt Biege test auf WSRS, Tests tandard bezieht sich auf ISO 1209-1-2007(E).
3.5 Die Raster elektronen mikroskopie wurde verwendet, um das endgültige Versagen von WSRS zu analysieren und die Schluss folgerungen der AE-Signal analyze und der DIC-Dehnung analyze (Digital Image Correlation) zu überprüfen.
4. Überprüfung der Forschung zur digitalen Bild korrelation (DIC)
Der mittlere Bereich der sechs WSRS (siehe Abb. 2) wurde für die DIC-Analyse ausgewählt, um die lokalen Dehnung änderungen zwischen dem Kern und dem Schaum zu erhalten, und die WSRS wurden in Echtzeit unter Verwendung von Lagrange-Mikros tamm überwacht, um den Trend des durchschnitt lichen Mikros tans der sechs WSRS über die Zeit zu vergleichen (siehe Abb. 3).
Der Vergleich zeigt, dass WSRS-2 und WSRS-4 die gleiche Dehnung sbahn haben, was darauf hinweist, dass die Druck belastung größer ist als die Zugspannung, aber die Mikro belastung abrupter ist als die von WSRS-4. was darauf hindeutet, dass WSRS-2 mehr Scher schäden verursacht. Der Schadens mechanismus der WSRS-6 ist nicht offen sichtlich. Bei einem stabilen Beladung zustand variiert die durchschnitt liche Mikro belastung linear und die WSRS-6-WA meridionale und WSRS-6-WE Breiten belastung. Der Trend ist unterschied lich. und der durchschnitt liche Mikros tamm von WA in Warp richtung zeigt die gleiche Drucks pannung wie der von WSRS-4. Die Breiten richtung zeigt eine offen sichtliche Zugspannung.
Abb. 2 WSRS-Dehnung bereich Abb. 3 Durchschnitt licher Mikro strain wert von WSRS
Um die Dehnung trends während des Ladens der sechs WSRS weiter zu beobachten, wurden Dehnung karten ausgewählt, um die Fehler modi zu sechs verschiedenen Zeitpunkten zu charakterisieren, wobei 20 Sekunden als Knoten verwendet wurden. Der blaue Bereich zeigt die Drucks pannung an, und der rote Bereich zeigt die Zugspannung an, die durch die Echtzeit änderung der Mikro dehnung werte verursacht wird. Abb. 4 und 5 zeigen, dass die Kerns chicht als Haupt versagens körper während der Schaum kompression fehlt.
FIG.4 WSRS-WA meridionales Dehnung diagramm
Nach WSRS-WA (Abb. 4) wird die Kerns chicht haupt sächlich durch Zug belastung beeinflusst, wenn die obere Schicht durch Kompression bewegt wird. Mit zunehmender Höhe zeigen die Dehnung diagramme unterschied liche Trends. Innerhalb von 60 Sekunden ist die Kerns WSRS-2-WA chicht nicht stark genug, um der Spannung stand zuhalten, wodurch sich die Drucks pannung auf die untere Schicht verlagert. was dann dazu führt, dass die Drucks pannung die gesamte Kerns chicht durchdringt. Nach 120 Sekunden, Die innere WSRS-2-WA schicht scheint beschädigt zu sein, und in der Kerns chicht tritt eine Grenzflächen delaminierung auf. Die Drucks pannung erscheint in WSRS-4-WA nach 80 Sekunden und schmetterlings artige Diffusion.
WSRS-6-WA zeigt eine Drucks pannung erst nach 100 Sekunden, was darauf hinweist, dass die untere Schicht durch den Höhen faktor einem schwächeren Zugeffekt ausgesetzt ist, was die Druck belastungs übertragung verzögert. Abbildung 5 zeigt, dass WSRS-2-WE und WSRS-4-WE den gleichen Stamm trend haben wie WSRS-2-WA und WSRS-4-WA, aber alle sind früher als die letzteren. mit WSRS-2-WE, die eine Drucks pannung nach 40 Sekunden und WSRS-4-WE nach 80 Sekunden zeigen, was darauf hinweist, dass die Gesamt zerstörung von WSRS-WE früher ist als die von WSRS-WA. 80 Sekunden später bricht die obere Schicht konzentrisch und die untere Schicht streckt sich und erscheint im Dehnung diagramm als vermisst. In der Zwischenzeit zeigten WSRS-6-WE auch eine Kern pfahl trennung (Abb. 5).
Abb. 5 WSRS-WE zonale Dehnung diagramm
Im Gegensatz zu WSRS-2, WSRS-4 und WSRS-6-WA gibt es eine Zug belastung auf beiden Seiten der WSRS-6-WE, was auf die Verknüpfung wirkung des Schaum materials und die Transfer wirkung des Kern haufens zurück zuführen ist, erhöhung der Biege festigkeit.
5. Schluss folgerung
Eine Kombination aus akustischen Emissions techniken (AE) und DIC-Methoden (Digital Image Correlation) zeigt die dynamischen Schadens prozesse und das Biege verhalten von gewebten, struktur verstärkten Sandwich-Verbund werkstoffen (WSRS).
Die Ergebnisse zeigen, dass die Gesamt drucks pannung von WSRS-WE früher als die von WSRS-WA ist und die Versagens region stärker ausgeprägt ist. was darauf hinweist, dass der synergis tische Effekt der Kern pfahls truktur in WSRS-WE besser ist als der von WSRS-WA.When, die den Biege spannungen ausgesetzt sind, Die Tragfähigkeit von WSRS ist höher als die der Warp richtung, die eine bessere Integrität und Tragfähigkeit aufweist. Der Artikel stammt aus "Kombination von akustischer Emission und digitaler Bild korrelation analyze für dynamische Schadens antwort von gewebten, mit Spacer struktur verstärkten Sandwich-Verbund werkstoffen".
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