Cameră video de mare viteză, hpv-x2

Observarea eșecului probelor CFRP cu găuri deschise în testele de tracțiune

Introducere

Oferind o rezistență specifică superioară, chiar și în comparație cu alte materiale compozite, plasticul ranforsat cu fibre de carbon (CFRP) este utilizat în aeronave și în unele vehicule de transport pentru a economisi combustibil prin reducerea greutății. Materialele compozite au proprietăți mecanice excelente. Cu toate acestea, o caracteristică generală a materialelor compozite este că rezistența lor scade semnificativ atunci când sunt crestate. CFRP nu face excepție, astfel încât testele pe eșantioane crestate sunt importante. În acest caz, testele sunt efectuate folosind probe crestate cu o gaură circulară în centru. În acest experiment, s-au efectuat încercări de tracțiune folosind probe de CFRP (metoda laminatului [45/0/-45/90]2s) cu o lungime totală de 150 mm, o lățime de 36 mm și o grosime de 2,5 mm, pregătite cu o gaură circulară de 6 mm în centru. Procesul de rupere a probelor CFRP a fost observat în timpul testelor de tracțiune. În special, este important să se confirme procesul de rupere a regiunilor slabe, cum ar fi periferia găurilor circulare, pentru dezvoltarea CFRP și pentru a confirma validitatea analizei CAE. Cu toate acestea, deoarece cedarea CFRP este un fenomen fragil, în care cedarea are loc instantaneu, aceasta nu poate fi confirmată cu ochiul liber. Din acest motiv, sunt utilizate camere video de mare viteză pentru a observa defecțiunea. În acest experiment, au fost obținute imagini sincronizate în partea frontală și laterală a specimenelor cu ajutorul a două camere video de mare viteză HPV-X2.

Sistemul de măsurare

În acest experiment, mașina de testare universală de precizie AG-Xplus de testare și două camere video de mare viteză HPV-X2 de mare viteză. Tabelul 1 prezintă instrumentele utilizate. Pentru a observa cedarea epruvetei în cadrul unui test de tracțiune, un semnal de declanșare sincronizat cu cedarea trebuie să fie transmis către camerele video de mare viteză. Defecțiunea cedarea începe la periferia găurii circulare. În consecință, folia de aluminiu a fost fixată la periferia găurii circulare cu ajutorul adezivului, după cum se arată în fig. 1, astfel încât conducția să fie pierdută atunci când eșantionul cedează. Eșecul a fost observat folosind această sincronizare pentru declanșarea camerelor.
Tabelul 1 Echipament de testare
Tabelul 1 Echipament de testare

Rezultatele măsurătorilor

Tabelul 2 prezintă condițiile de măsurare, iar Fig. 2 prezintă configurația de testare. După cum se arată în Fig. 2, eșecul epruvetei a fost înregistrat din față de camera (1) și din lateral de către camera (2). Fig. 3 prezintă rezultatele testului de la AG-Xplus. Eșecul începe atunci când forța de încercare scade brusc în Fig. 3. Fig. 4 prezintă eșecul specimenului observat din față, iar Fig. 5 din lateral. Imaginea (2) din Fig. 4 arată că cedarea începe în partea stângă a găurii circulare. În imaginea (3), apare o fisură și pe partea dreaptă a găurii circulare. Ulterior, fisurile au progresat într-o orientare de 45 de grade, orientarea fibrelor din stratul exterior. Mai mult, pe măsură ce testul a progresat, au fost confirmate fisuri multiple, ca în imaginile (7) și (8). În observațiile din lateral, nu a fost confirmată în momentul în care a început defecțiunea și a fost doar confirmată inițial în imaginea (5). Acest lucru se datorează probabil faptului că fisurile au început la periferia găurii circulare au atins partea laterală a epruvetei în imaginea (5). Ulterior, cedarea a fost confirmată în mai multe straturi, cu excepția stratului de 0 grade, în imaginea (6). În continuare, în imaginea (7), cedarea a fost confirmată în stratul de 0 grade, după care cedarea a progresat spre spre suprafața exterioară. Starea finală a specimenului este prezentată în figurile 6 și 7.
Tabelul 2 Condiții de măsurare
Tabelul 2 Condiții de măsurare
Fig. 2 Configurația testului
Fig. 2 Configurația testului
Fig. 3 Rezultatele testelor
Fig. 3 Rezultatele testelor
Fig. 4 Imagini de la camera (1) (5 μs între imagini)
Fig. 4 Imagini de la camera (1) (5 μs între imagini)
Fig. 5 Imagini de la camera (2) (5 μs între imagini)
Fig. 5 Imagini de la camera (2) (5 μs între imagini)
Fig. 6 Specimen după cedare (față)
Fig. 6 Specimen după cedare (față)
Fig. 7 Specimen după cedare (lateral)
Fig. 7 Specimen după cedare (lateral)

Concluzie

HPV-X cinvențional nu are o funcție de sincronizare și, prin urmare, este incapabil să înregistrare din două direcții. De asemenea, sensibilitatea HPV-X este insuficientă, astfel încât nu poate înregistra la viteze la viteze de imagistică de 500.000 fps sau mai mari. HPV-X2 este echipat cu o funcție de sincronizare și are sensibilitate îmbunătățită, astfel încât acest instrument este capabil de înregistrări sincronizate la 2 Mfps, ca în acest caz. Ca urmare, pot fi observate eșecuri în testele de tracțiune ale materiale precum CFRP care cedează la viteze mari. În general, observațiile de defectare sunt adesea înregistrate din partea din față a specimenului. Cu toate acestea, adăugarea înregistrării din lateral permite confirmarea procesului de cedare care nu poate fi observat doar din față. În În special, în cazul materialelor CFRP cu diferite orientări orientări diferite pentru fiecare strat de laminare, unde defectarea progresează în mod diferit pentru fiecare strat, așa cum se arată în acest articol, procesul de rupere poate fi observat în mai detaliat prin înregistrarea din două direcții.

Distribuie acest articol

Mașini pentru camere de mare viteză

Alte aplicații

Pictograma meniului din dreapta