مفهوم اساسی عملکرد برشی بین لایه
عملکرد برشی بین المللی به توانایی مواد کامپوزیت در مقاومت در برابر استرس برشی در مفصل لایه ای اشاره دارد. برای سوزن فیبر کربن با مقاومت 350 گرم ، قدرت پیوند بین فیبر و ماتریس و بین لایه ها در ساختار چند لایه آن عامل اصلی تعیین عملکرد کلی مواد است. کیفیت عملکرد برشی بین لایه به طور مستقیم بر توانایی ضد عفونی کننده مواد ، مقاومت در برابر ضربه و زندگی خستگی در کاربردهای عملی تأثیر می گذارد.
ضرورت آزمون عملکرد برشی لایه ای
در کاربردهای عملی ، سوزن فیبر کربن 350 گرم با استحکام بالا اغلب نیاز به مقاومت در برابر حالت های پیچیده استرس ، به ویژه در زمینه های پیشرفته مانند هوافضا و صنایع خودرو دارند. این ماده نه تنها نیاز به خاصیت کششی ، فشرده سازی و خمش عالی دارد ، بلکه باید قدرت پیوند بین لایه ای خوبی نیز داشته باشد. آزمون عملکرد برشی بین المللی می تواند به طور موثری مقاومت برشی مواد در مفصل لایه ای را ارزیابی کند و مبنای علمی را برای طراحی ، بهینه سازی و کاربرد مواد فراهم کند.
اصل اساسی روش برشی پرتوی کوتاه
روش برشی پرتوی کوتاه یک روش تست عملکرد برشی interlaminar است که معمولاً استفاده می شود. اصل اساسی آن تولید حداکثر تنش برشی در مرکز دهانه نمونه از طریق بارگذاری خم سه نقطه است و از این طریق باعث نارسایی برشی بین لامینار می شود. اصل خاص به شرح زیر است:
در تست برشی پرتوی کوتاه ، نمونه بر روی دو غلطک پشتیبانی قرار می گیرد و غلتک بارگذاری در بالای مرکز نمونه قرار دارد. هنگامی که غلتک بارگیری بار به سمت پایین اعمال می شود ، نمونه در مرکز دهانه خم شده و تغییر شکل می یابد. در طی فرآیند خمشی ، سطح فوقانی نمونه در معرض استرس فشاری قرار می گیرد ، سطح پایین در معرض استرس کششی قرار می گیرد و حداکثر تنش برشی در نزدیکی محور خنثی ایجاد می شود.
طبق نظریه مکانیک مواد ، تحت روش بارگذاری خمش سه نقطه ، توزیع تنش برشی در داخل نمونه پارابولیک است و حداکثر تنش برشی در نزدیکی محور خنثی رخ می دهد. برای مواد ساختاری چند لایه مانند سوزن فیبر کربن با استحکام بالا 350 گرم ، استرس برشی در مفصل Interlaminar متمرکز است ، که به راحتی باعث نارسایی برشی بین خطایی می شود.
هنگامی که بار بارگذاری به یک مقدار مشخص می رسد ، نمونه در مفصل Interlaminar در نزدیکی محور خنثی تحت خرابی برشی قرار می گیرد. این حالت خرابی به جای شکستگی الیاف یا ماتریس به عنوان جدایی بین لایه ها آشکار می شود. با ضبط داده های بار و جابجایی در زمان خرابی ، می توان مقاومت برشی interlaminar را محاسبه کرد.
روش محاسبه قدرت برشی interlaminar
مقاومت برشی interlaminar یک پارامتر کلیدی برای ارزیابی استحکام پیوند بین گروهی از مواد است. فرمول محاسبه آن: استحکام برشی interlaminar برابر است با سه برابر بار خرابی که چهار برابر محصول عرض و ضخامت نمونه تقسیم می شود. از طریق این فرمول ، قدرت برشی بین لمینار 350 گرم سوزن فیبر کربن با استحکام بالا می تواند به طور دقیق محاسبه شود ، و مبنای کمی برای ارزیابی عملکرد مواد فراهم می کند.
مزایای روش برشی پرتوی کوتاه
به عنوان یک روش تست عملکرد برشی interlaminar کلاسیک ، روش برشی پرتوی کوتاه دارای مزایای زیر است: عملکرد آسان ، تجهیزات تست ساده ، تهیه نمونه آسان و فرآیند آزمایش. نتایج قابل اعتماد ، از طریق روش بارگذاری خمش سه نقطه ، می تواند به طور موثری باعث نارسایی برشی interlaminar شود ، و نتایج آزمون از قابلیت اطمینان بالایی برخوردار است. طیف گسترده ای از کاربردها ، این روش برای آزمایش عملکرد برشی interlaminar از مواد مختلف کامپوزیت از جمله سوزن فیبر کربن با استحکام 350 گرم مناسب است.
عوامل کلیدی در آزمون
در آزمون عملکرد برشی interlaminar ، برای اطمینان از صحت و قابلیت اطمینان نتایج آزمون ، باید از عوامل اصلی زیر استفاده شود: اندازه نمونه ، طول ، عرض و ضخامت نمونه باید مطابق با الزامات استاندارد تهیه شود و انحراف اندازه بر توزیع استرس برشی تأثیر می گذارد. میزان بارگیری ، خیلی سریع یا خیلی آهسته سرعت بارگذاری بر نتایج آزمون تأثیر می گذارد و میزان بارگذاری مداوم باید مطابق با الزامات استاندارد تعیین شود. تراز نمونه ، قرار دادن نمونه در فیکسچر باید به طور دقیق تراز شود تا از بارگذاری خارج از مرکز منجر به خطاهای آزمایش شود. مشاهده حالت خرابی ، حالت خرابی نمونه باید بعد از آزمایش مشاهده شود تا اطمینان حاصل شود که این خرابی ناشی از برشی بین خطایی است ، نه عوامل دیگر (مانند خرابی کششی یا فشرده سازی).
اهمیت آزمون عملکرد برشی interlaminar
آزمون عملکرد برشی interlaminar مبنای مهمی برای طراحی و کاربرد 350 گرم سوزن فیبر کربن با استحکام بالا احساس می کند: بهینه سازی مواد ، از طریق نتایج آزمون ، تأثیر پارامترهای فرآیند مختلف بر استحکام پیوند بین خطایی را می توان ارزیابی کرد و جهت بهینه سازی مواد را فراهم کرد. کنترل کیفیت ، از داده های آزمون می توان برای کنترل کیفیت در فرآیند تولید برای اطمینان از عملکرد پایدار مواد استفاده کرد. ارزیابی کاربرد ، با توجه به قدرت برشی Interlaminar ، می توان قضاوت کرد که آیا این ماده برای شرایط کار خاص مانند محیط تنش برشی بالا مناسب است. 
قبلی
