Úvod
Plast vystužený uhlíkovými vláknami (CFRP) je kompozitný materiál s mimoriadne vysokou špecifickou pevnosťou. Používa sa v lietadlách a v niektorých dopravných prostriedkoch na zníženie nákladov na palivo znížením hmotnosti. Hoci má ako kompozitný materiál vynikajúce mechanické vlastnosti, pri poškodení v rovine sa správa krehko, pričom lom sa šíri okamžite od miesta poškodenia. Vývoj CFRP preto zahŕňa nielen testovanie materiálu, ale aj pozorovanie porúch materiálu s cieľom skontrolovať miesta lomov v slabých miestach. Okrem toho sa zlyhanie materiálu pozoruje na vyhodnotenie platnosti počítačom podporovaného inžinierstva (CAE) v poslednom čase. Ako už bolo uvedené, lom CFRP vzniká extrémne rýchlo a nie je možné ho pozorovať voľným okom, preto sa používa vysokorýchlostná videokamera. Spoločnosť Shimadzu v minulosti uverejnila aplikačné novinky na túto tému (č. V017 Pozorovanie porušenia materiálov CFRP pri vysokorýchlostných ťahových skúškach). Vysokorýchlostné ťahové skúšky zahŕňajú okamžitý čas skúšky. Aby sa tomu vyhovelo, používa sa stroboskop schopný okamžite vyžarovať veľmi intenzívne svetlo na dosiahnutie rýchlosti snímania obrazu viac ako 1 milión snímok za sekundu. Statické testovanie zatiaľ zahŕňa dlhší čas testovania s halogenidovou lampou používanou ako zdroj svetla na kontinuálne osvetlenie (relatívne slabý zdroj svetla v porovnaní so stroboskopom), ktorý nedokáže vyprodukovať dostatok svetla na zachytenie obrazu rýchlosťou viac ako 500 000 snímok za sekundu. Novo vyvinutá kamera HPV-X2 je 6-krát citlivejšia ako predchádzajúca kamera HPV-X, čo jej umožňuje zachytiť viac ako 1 milión snímok za sekundu aj s použitím halogenidovej lampy ako zdroja svetla. V tomto článku demonštrujeme pozorovanie porušenia jednosmerného CFRP pri statickej skúške.
Meranie
Pri experimentoch sa použil presný univerzálny skúšobný stroj AG-Xplus a vysokorýchlostná videokamera HPV-X2. Použité zariadenia sú uvedené v tabuľke 1. Pozorovanie porušenia materiálu počas ťahovej skúšky si vyžaduje signál, ktorý spustí vysokorýchlostnú videokameru v čase porušenia materiálu. Keďže pri poruche jednosmerného CFRP sa trhliny šíria v smere jednosmerných vlákien, pripevnili sme hliníkovú fóliu kolmo na smer vlákien pomocou lepidla. Vzorka s pripevnenou hliníkovou fóliou je znázornená na obr. 1. Prerušenie vedenia cez hliníkovú fóliu spôsobené porušením vzorky vyvolá pozorovanie poruchy. Porucha jednosmerného CFRP je znázornená na obr. 4. Pozdĺžne trhliny možno vidieť na ľavej strane na obrázku (2) na obr. 4. Na obrázku (3) sú tieto trhliny rozšírili až po hornú kartu. Pozdĺžne trhliny možno vidieť aj na pravej strane na obrázku (3). Obrázok (6) je neskorší pohľad na na rozpadajúcu sa vzorku. Použitie HPV-X2 umožňuje pozorovať porušenie CFRP počas statického ťahových skúšok, čo je užitočné pre budúce skúšky CFRP pre vývoj CFR.
Výsledky
Pohľad na test je znázornený na obr. 2 a obr. 3. Ako je znázornené na obr. 3, na prípravky okolo vzorky je pripevnená aj hliníková fólia, aby sa na vzorku sústredilo svetlo. Podmienky skúšky sú uvedené v tabuľke 2.
English 
German 
Czech 
Slovak 
Bulgarian 
Romanian 