Introducere
Plasticul armat cu fibre de carbon (CFRP) este un material compozit cu o rezistență specifică deosebit de ridicată. Acesta este utilizat în aeronave și în unele echipamente de transport pentru a reduce costurile de combustibil prin reducerea greutății. Deși are unele caracteristici mecanice excelente ca material compozit, atunci când apare o deteriorare în plan, prezintă un comportament de rupere fragil, fractura propagându-se instantaneu din punctul de deteriorare. În consecință, dezvoltarea CFRP implică nu numai testarea materialelor, ci și observarea ruperii materialelor pentru a verifica localizarea fracturilor în punctele slabe. În plus, defectarea materialelor este observată pentru a evalua recent validitatea ingineriei asistate de calculator (CAE). După cum s-a menționat mai sus, un eveniment de fractură CFRP are loc extrem de rapid și nu poate fi observat cu ochiul liber, astfel încât se utilizează o cameră video de mare viteză. Shimadzu a publicat în trecut o știre de aplicație pe această temă (nr. V017 Observing the Failure of CFRP Materials in High-Speed Tensile Tests). Testarea la tracțiune de mare viteză implică un timp de testare instantaneu. În acest scop, se utilizează un stroboscop capabil să emită instantaneu o lumină foarte intensă pentru a obține o viteză de captare a imaginilor de peste 1 milion de cadre/secundă. Între timp, testarea statică implică timpi de testare mai lungi cu o lampă cu halogenuri metalice utilizată ca sursă de lumină pentru iluminarea continuă (o sursă de lumină relativ slabă în comparație cu un stroboscop), care nu poate produce suficientă lumină pentru a capta imagini la mai mult de 500 de mii de cadre/secundă. Camera HPV-X2 nou dezvoltată este de 6 ori mai sensibilă decât camera HPV-X anterioară, ceea ce îi permite să capteze peste 1 milion de cadre/secundă folosind chiar și o lampă cu halogenuri metalice ca sursă de lumină. În acest articol, demonstrăm observarea cedării CFRP unidirecționale în cadrul testelor statice.
Măsurarea
În experimente au fost utilizate mașina de testare universală de precizie AG-Xplus și camera video de mare viteză HPV-X2. Echipamentul utilizat este prezentat în tabelul 1. Observarea cedării materialului în timpul încercării la tracțiune necesită un semnal care să declanșeze camera video de mare viteză în același timp cu cedarea materialului. Deoarece fisurile se propagă în direcția fibrelor unidirecționale atunci când se produce o defecțiune în CFRP unidirecțional, am atașat folia de aluminiu perpendicular pe direcția fibrelor cu adeziv. O probă cu folia de aluminiu atașată este prezentată în Fig. 1. O întrerupere a conducției prin folia de aluminiu cauzată de o ruptură a epruvetei declanșează observarea evenimentului de rupere. Cedarea CFRP unidirecțional este prezentată în Fig. 4. Fisurile longitudinale pot fi observate pe partea stângă a specimenului în imaginea (2) din Fig. 4. În imaginea (3), aceste fisuri s-au propagat până la fila superioară. Fisurile longitudinale pot fi observate și pe partea dreaptă a probei din imaginea (3). Imaginea (6) este o vedere ulterioară a proba în timp ce se sparge. Utilizarea HPV-X2 permite observarea ruperii CFRP în timpul testelor statice tracțiune statică, ceea ce este util pentru dezvoltarea viitoare a CFRP viitoare.
Rezultate
În Fig. 2 și Fig. 3 este prezentată o vedere a testului. După cum se arată în Fig. 3, folia de aluminiu este, de asemenea, atașată la dispozitivele din jurul specimenului pentru a focaliza lumina pe specimen. Condițiile de testare sunt prezentate în tabelul 2.
English 
German 
Czech 
Slovak 
Bulgarian 
Romanian 