Yazarlar tasarımı ve test kurulumu üretiminde kendi yardım Destiny Garcia, Serena Ferraro, Erik Quiroz&#39;un ve Steven Kern (İleri Kompozit Araştırma, Mühendislik ve Fen laboratuarı) teşekkür ederim. Shawn Malone, Michael Akahori, David Kehlet (Mühendislik Fabrikasyon Lab) onların öneri ve işleme sürecinde yardım için kabul edilir. Ulusal Bilim Vakfı desteği (işbirlikçi hibe CMMI-1.265.691 ve REU takviyesi) ve A. Muliana, Texas &amp; M Üniversitesi (Yürütücü) Donanma Araştırma Bürosu (N00014-13-1-0604 ve V. La Saponara ,) program direktörü yapa Rajapakse tarafından yönetilen minnetle takdir edilmektedir.

1. Örnekler yükleniyor <ol><li> (Şekil 4) Tankın kapağını kaldırın ve yan destekleri üzerine dinlendirin. </li><li> U-cıvata örneği yerleştirin ve çapraz çubuk numunenin merkezinde temas ediyor emin olun. </li><li> Kapak asılı alüminyum destekler üzerinde numune uçlarını dinlendirin. örneklerin uçları çıkıntı 5-10 mm olmalıdır. </li><li> Tekrar test edilecek numunelerin tümü için 1,2-1,4 adımları. </li><li> Kapak destekler çıkarın alt kapak ve kapak tankının dudak oturduğundan emin olun. </li><li> Bir sonraki dış kasnak çelik çubuk ağırlıkları ekleyerek istenen kuvvet uygulayın. </li></ol> 2. Ölçme Deplasman <ol><li> Dize potansiyometre hattı gergin çekilir emin olun. </li><li> Dijital multimetre kullanarak, Pin 3 Pin 1 siyah ve kırmızı, potansiyometrenin dış pimleri (Şekil 3) karşısında direncini ölçmekve okuma kaydedin. </li><li> Kalibrasyon faktörü (bu durumda, 1 kH bir 64,895 milimetre karşılık gelir) hesaplanmasıyla okuma yer değiştirmesini okuma direnci dönüştürün. </li><li> Tekrarlayın, her numune için 2.1-2.3 adımları. </li></ol> 3. Örnekler Tartım <ol><li> Tartım işlemi başlamadan önce, yer değiştirme verilerini kaydetmek ve ASTM D5229 31 veya uygun test standardına göre, oda sıcaklığında test sıvısı ile dolu bir ara tutma odasını hazırlamak. </li><li> Çelik kablo uçlarından yarıklı ağırlıkları çıkarın. </li><li> Tankın kapağını kaldırın ve yan destekleri üzerine dinlendirin. </li><li> Örnek çıkarın ve hazırlanan ara tutma odasına yerleştirin. Örneklerin hepsi için bu adımı tekrarlayın. </li><li> Örnekleri çıkarın ve bireysel aşırı sıvı kaldırmak için bir mikrofiber bez ile kurulayın. </li><li> Yüksek hassasiyetli ölçekte örnek yerleştirin ve veri r kayıtider. </li><li> Tekrar bütün örnekler için 3,5-3,6 adımları ve ardından Protokol Adım 1 izleyin. </li></ol>

<ol>
	<li>Katnam, K. B., Da Silva, L. F. M., Young, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bonded+repair+of+composite+aircraft+structures:+A+review+of+scientific+challenges+and+opportunities.">Bonded repair of composite aircraft structures: A review of scientific challenges and opportunities.</a> Prog Aerosp Sci. 61, 26-42 (2013).</li><li>Hollaway, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+the+present+and+future+utilization+of+FRP+composites+in+the+civil+infrastructure+with+reference+to+their+important+in-service+properties.">A review of the present and future utilization of FRP composites in the civil infrastructure with reference to their important in-service properties.</a> Constr Build Mater. 24, 2419-2445 (2010).</li><li>Mouritz, A. P., Gellert, E., Burchill, P., Challis, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+advanced+composite+structures+for+naval+ships+and+submarines.">Review of advanced composite structures for naval ships and submarines.</a> Compos Struct. 53, 21-41 (2001).</li><li>Albanilla, M. A., Li, Y., Karbhari, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Durability+characterization+of+wet+layup+graphite/epoxy+composites+used+in+external+strengthening.">Durability characterization of wet layup graphite/epoxy composites used in external strengthening.</a> Compos Part B-Eng. 37, 200-212 (2006).</li><li>Jedidi, J., Jacquemin, F., Vautrin, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accelerated+hygrothermal+cyclical+tests+for+carbon/epoxy+laminates.">Accelerated hygrothermal cyclical tests for carbon/epoxy laminates.</a> Compos. Part A &#8211;Appl. Sci. 37, 636-645 (2006).</li><li>Jones, L. C., Tsao, A. K., Topoleski, L. D. T., N, E. l. i. a. z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orthopedic+Implant+Retrieval+and+Failure+Analysis.">Orthopedic Implant Retrieval and Failure Analysis.</a> Degradation of Implant Materials. , 393-447 (2012).</li><li>Gellert, E. P., Turley, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seawater+immersion+ageing+of+glass-fibre+reinforced+polymer+laminates+for+marine+applications.">Seawater immersion ageing of glass-fibre reinforced polymer laminates for marine applications.</a> Compos. Part A &#8211;Appl. Sci. 30, 1259-1265 (1999).</li><li>Sugita, Y., Winkelmann, C., La Saponara, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+and+chemical+degradation+of+carbon/epoxy+lap+joints+for+aerospace+applications,+and+effects+on+their+mechanical+performance.">Environmental and chemical degradation of carbon/epoxy lap joints for aerospace applications, and effects on their mechanical performance.</a> Compos. Sci. Technol. 70, 829-839 (2010).</li><li>Campbell, R. A., Pickett, B. M., La Saponara, V., Dierdorf, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+Characterization+and+Flammability+of+Structural+Epoxy+and+Carbon/Epoxy+Composite+with+Environmental+and+Chemical+Degradation.">Thermal Characterization and Flammability of Structural Epoxy and Carbon/Epoxy Composite with Environmental and Chemical Degradation.</a> J. Adhes. Sci. Technol. 26, 889-910 (2012).</li><li>Landry, B., LaPlante, G., LeBlanc, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+effects+on+mode+II+fatigue+delamination+growth+in+an+aerospace+grade+carbon/epoxy+composite.">Environmental effects on mode II fatigue delamination growth in an aerospace grade carbon/epoxy composite.</a> Compos. A-Appl. Sci. 43, 475-485 (2012).</li><li>Ferracane, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydroscopic+and+hydrolytic+effects+in+dental+polymer+networks.">Hydroscopic and hydrolytic effects in dental polymer networks.</a> Dent. Mater. 22, 211-222 (2006).</li><li>Mueller, Y., Tognini, R., Mayer, J., Virtanen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anodized+titanium+and+stainless+steel+in+contact+with+CFRP:+An+electrochemical+approach+considering+galvanic+corrosion.">Anodized titanium and stainless steel in contact with CFRP: An electrochemical approach considering galvanic corrosion.</a> J. Biomed. Mater. Res. &#8211;A. 82, 936-946 (2007).</li><li>Bagley, E., Long, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-state+Sorption+and+Desorption+of+Organic+Vapors+in+Cellulose+Acetate.">Two-state Sorption and Desorption of Organic Vapors in Cellulose Acetate.</a> J. Am. Chem. Soc. 77, 2172-2178 (1955).</li><li>Shen, C. -. H., Springer, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Moisture+Absorption+and+Desorption+of+Composite+Materials.">Moisture Absorption and Desorption of Composite Materials.</a> J. Compos Mater. 10, 2-20 (1976).</li><li>Zhou, J., Lucas, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hygrothermal+effects+of+epoxy+resin.+Part+I:+the+nature+of+water+in+epoxy.">Hygrothermal effects of epoxy resin. Part I: the nature of water in epoxy.</a> Polymer. 40, 5505-5512 (1999).</li><li>Abot, J. L., Yasmin, A., Daniel, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hygroscopic+Behavior+of+Woven+Carbon-Epoxy+Composites.">Hygroscopic Behavior of Woven Carbon-Epoxy Composites.</a> J. Reinf. Plast. Comp. 24, 195-207 (2005).</li><li>LaPlante, G., Ouriadov, A. V., Lee-Sullivan, P., Balcom, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anomalous+Moisture+Diffusion+in+an+Epoxy+Adhesive.">Anomalous Moisture Diffusion in an Epoxy Adhesive.</a> J. Appl. Polym. Sci. 109, 1350-1359 (2008).</li><li>Weitsman, Y. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anomalous+fluid+sorption+in+polymeric+composites+and+its+relation+to+fluid-induced+damage.">Anomalous fluid sorption in polymeric composites and its relation to fluid-induced damage.</a> Compos. Part A &#8211;Appl. Sci. 37, 617-623 (2006).</li><li>Karbhari, V. M., Ghosh, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+durability+evaluation+of+ambient+temperature+cured+externally+CFRP+and+GFRP+composiste+systems+for+repair+of+bridges.">Comparative durability evaluation of ambient temperature cured externally CFRP and GFRP composiste systems for repair of bridges.</a> Compos. Part A &#8211;Appl. Sci. 40, 1353-1363 (2009).</li><li>Neumann, S., Marom, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Free-volume+dependent+moisture+diffusion+under+stress+in+composite+materials.">Free-volume dependent moisture diffusion under stress in composite materials.</a> J. Mater. Sci. 21, 26-30 (1986).</li><li>Wan, Y. Z., Wang, Y. L., Huang, Y., He, B. M., Han, K. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hygrothermal+aging+behaviour+of+VARTMed+three-dimensional+braided+carbon-epoxy+composites+under+external+stresses.">Hygrothermal aging behaviour of VARTMed three-dimensional braided carbon-epoxy composites under external stresses.</a> Compos. Part A &#8211;Appl. Sci. 36, 1102-1109 (2005).</li><li>Helbling, C. S., Karbhari, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+the+Sorption+and+Tensile+Response+of+Pultruded+E-Glass/Vinylester+Composites+Subjected+to+Hygrothermal+Exposure+and+Sustained.">Investigation of the Sorption and Tensile Response of Pultruded E-Glass/Vinylester Composites Subjected to Hygrothermal Exposure and Sustained.</a> J. Reinf. Plast. Comp. 27, 613-638 (2008).</li><li>Kasturiarachchi, K. A., Pritchard, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+absorption+of+glass/epoxy+laminates+under+bending+stresses.">Water absorption of glass/epoxy laminates under bending stresses.</a> Composites. 14, 244-250 (1983).</li><li>Abdel-Magid, B., Ziaee, S., Gass, K., Schneider, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+combined+effects+of+load,+moisture+and+temperature+on+the+properties+of+E-glass/epoxy+composites.">The combined effects of load, moisture and temperature on the properties of E-glass/epoxy composites.</a> Compos Struct. 71, 320-326 (2005).</li><li>Ellyin, F., Rohrbarcher, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Influence+of+Aqueous+Environment,+Temperature+and+Cyclic+Loading+on+Glass-Fibre/Epoxy+Composite+Laminates.">The Influence of Aqueous Environment, Temperature and Cyclic Loading on Glass-Fibre/Epoxy Composite Laminates.</a> J Reinf Plast Comp. 22, 615-636 (2003).</li><li>Earl, J. S., Dulieu-Barton, J. M., Shenoi, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+hygrothermal+ageing+effects+in+sandwich+construction+joints+using+thermoelastic+stress+analysis.">Determination of hygrothermal ageing effects in sandwich construction joints using thermoelastic stress analysis.</a> Compos Sci Technol. 63, 211-223 (2003).</li><li>Jeon, J., Muliana, A., La Saponara, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+stress+and+deformation+analyses+in+fiber+reinforced+polymer+composites+undergoing+heat+conduction+and+mechanical+loading.">Thermal stress and deformation analyses in fiber reinforced polymer composites undergoing heat conduction and mechanical loading.</a> Compos. Struct. 111, 31-44 (2014).</li><li>Muliana, A. H., Rajagopal, K. R., Wineman, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+class+of+quasi-linear+models+for+describing+the+non-linear+viscoelastic+response+of+materials.">A new class of quasi-linear models for describing the non-linear viscoelastic response of materials.</a> Acta Mech. 224, 2169-2183 (2013).</li><li>Joshi, N., Muliana, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deformation+in+Viscoelastic+Sandwich+Composites+Subject+to+Moisture+Diffusion.">Deformation in Viscoelastic Sandwich Composites Subject to Moisture Diffusion.</a> Compos. Struct. 92, 254-264 (2010).</li><li>Muliana, A. H., Sawant, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Viscoelastic+Responses+of+Polymer+Composites+with+Temperature+and+Time+Dependent+Constituents.">Viscoelastic Responses of Polymer Composites with Temperature and Time Dependent Constituents.</a> Acta Mech. 204, 155-173 (2009).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standard+Test+Method+for+Moisture+Absorption+Properties+and+Equilibrium+Conditioning+of+Polymer.">Standard Test Method for Moisture Absorption Properties and Equilibrium Conditioning of Polymer.</a> Matrix Composite Materials. ASTM International. , (2004).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Elde edilen verilere bakıldığında, eşzamanlı test senaryosu kapalı hücreli poliüretan köpük örneklerinin dayanıklılığını etkileyen vermedi görülebilir. Bu başarısızlık, kuru ve ıslak örneklerin (Şekil 6) önemli ölçüde farklı deplasmanları (Şekil 5) ve kalıntı yükleri karşılaştırılarak görülebilir. 7 kalıntı gücü testlerinden sonra örneklerin resimlerini göstermektedir. Kuru örneklerin yer değiştirme 2...

Polimer ve elyaf takviyeli polimer (FRP) kompozitler uçak ve uzay, donanma gemileri, sivil altyapı kadar, mühendislik yapılarının çeşitli kabul edilmiştir, (Katnam ark. 1, 2 Hollaway, Mouritz ark örnekleri yorumlara bakınız . 3), sütür ve implantlar için protez ve Biyomalzemelere arabalar ve trenler, rüzgar türbin kanatları,. Bu malzemelerin dayanıklılığı bir birleşimini içerebilir karmaşık hizmet senaryoları,) termo-mekanik yükleme, örneğin, donma-çözülme döngüleri sivil altyapı 4, sesaltı / süpersonik uçuş 5 profilleri, metal destekli polietilen giymek etkilenir 6) ; nedeniyle çevresel ve kimyasal ajanlar, örneğin, deniz suyu, de-icing, havacılık ve deniz yapıları 7-10 nedeniyle tükürük 11 Polimetilmetakrilat diş kompozit bozulması için hidrolik sıvısı b) bozulması; c) kompleks entegrasyontutturulmuş veya yapıştırılmış eklemler, farklı malzemeler arasında, örneğin, galvanik korozyona ve bağ açılma, malzemelerin kesirlere bir uçak alüminyum deri veya paslanmaz çelikten 12 ile tutturulmuş bir karbon / PEEK kemik plaka üzerinde bir karbon / fiber yama onarımı olsun. Ne yazık ki bu malzemelerin uzun süreli dayanıklılık üzerine eşzamanlı hizmet uyaranların etkisi bilgi var sınırlıdır. Çoğu polimer viskoelastik malzeme olarak sınıflandırılabilir. Mekanik yüklemeler ve çevre koşulları önemli ölçüde polimerlerin viskoelastik yanıtını etkiler. Bu nedenle, bu malzemelerin uzun süreli davranış için güvenilir modeller birleştiğinde Hygrothermal, mekanik, kimyasal uyaranlara zamana bağımlı yanıtları dahil etmek gerekir. Sırayla Bu tasarım tahminlerde, güvenlik ve koşul tabanlı bakım / yedek protokolleri artıracaktır. Higrotermal etkileri üzerine deneysel testler büyük bir literatür gövdesi vardırÖrneğin higrotermal difüzyon testleri için: numune büyüklüğü izin veriyorsa, malzeme numuneleri, istenen nem ve sıcaklık seviyelerinde bir oda içinde konumlandırılabilir. Numuneler hafta yaşından 10,13-17 için, belirli bir zaman miktarı için kendi kütle ve / veya hacim değişiklikleri ölçmek için düzenli aralıklarla çıkarılır. higrotermal testi sadece malzemelerin mekanik yanıtları higrotermal uyarıcı etkisi hakkında bilgi verir Mekanik testler, yani, artık statik / yorulma mukavemeti / kırılma mekaniği test 17-19 tarafından takip edilebilir. Test verileri konsantrasyon, stres, sıcaklık, geri dönüşümlü fiziksel yaşlanma / plastikleşmesi ve geri dönüşümsüz kimyasal reaksiyonlar bağımlılığı dahil modellerin basit Fickian difüzyon, karmaşıklığı değişen difüzyon modellerine monte edilebilir. Bu deneysel çıkışı, yapısal analiz de dahil edilebilir. Birkaç yazarlar eşzamanlı hy etkisini ele alınmıştırgrothermal ve mekanik uyaranlar. Bu araştırma FRP kompozit arasında, Neumann ve Garom batırma 20 vurguladı ve damıtılmış su içinde stressiz örnekleri. Stres sıkıştırılmış paslanmaz çelik yaylar içinde örnekleri konumlandırma uygulanmış, farklı bahar rijitliklerinin ve basınç yüklerini kullanarak yükü ayarlama. Benzer bir prosedür, Wan ve diğerleri. 21 tarafından bildirilir. Helbling ve Karbhari 22 farklı nispi nem oranları (RH%) ve sıcaklık seviyeleri için bir çevre odasının içine bir bükülme armatürü kullanılabilir. ön şartlandırılmış örnekler bu bileşik için statik kopma suşunun bir orana karşılık gelen, belirli bir bükülme gerilme seviyesine tabi tutuldu. Kasturiarachchi ve Pritchard 23 büyük bir cam desikatörde bir rafta yerleştirilmiş bir paslanmaz çelik 4-noktalı eğilme jig (numune başına bir) hazırladı. kurutucu kısmen damıtılmış su ile doldurulmuştur, met önlemek için küçük bir sızıntı oldubasınç ildup ve% 95 bağıl nemde bir nem odasına yerleştirilir. Gellert ve Turley 7 kombine sürünme yükleme ve% 100 RH altında dayanıklılık için deniz dereceli FRP kompozit örnekleri incelendi. Tam olarak deniz suyu içine daldırılmış iken Bunların örnekleri, arıza statik eğilme yükünün% 20&#39;ye eşit bir sabit yükte 4-nokta bükmede yüklendi. Sürünme saptırma merkezi enine kesitte kiriş, ve bir cam levhanın dış yüzeyi arasında bir kalınlık ölçer kullanılarak periyodik olarak satın alınmıştır (bu tür ölçüm bölmesinin dışında gerçekleştirilmiştir anlaşılmaktadır). Abdel-Magid ve diğ. 24 örnekler nihai eksenel yük% 20, lif yönü boyunca gerilim yüklü gibi, NASA Langley tarafından sağlanan bir Invar çevre fikstür cam / epoksi örnekleri yerleştirilir. Ellyin ve Rohrbarcher 25, 140 gün boyunca higrotermal testleri etti ve sonra bir hidrolik test makinesi üzerinde yorgunluk örnekler test edilmiştir. örneks, bir boru ve bir su kaynağına bağlanan bir ıslak tülbent sarılı. Earl ark. 26 kendi yükleme fikstür ve büyük bir çevre odasında (5.5 m 3) örneklerini konumlandırılmış. Birçok deneysel çalışmalarda tartışıldığı gibi, çevresel koşullar polimerlerin mekanik özelliklerini ve yanıtları etkileyebilir. Bazı sınırlı deneyler, aynı zamanda, mekanik germe / gerilim mevcudiyeti polimerlerde difüzyon süreçlerinin kinetik durumunu göstermektedir. Bu nedenle, mekanik ve mekanik olmayan hem de etkisi altında, polimer esaslı malzemelerin genel performansı üzerinde iyi anlaşılması için, eş zamanlı test etmek için bir gereksinim vardır. Bu yazıda tartışılan test platformunun tasarımı arkasında çeşitli hedefleri vardı. İlk olarak, platformu rüzgar türbini a için FRP sandviç kompozitlerin farklı türde hygrothermo-mekanik davranışı üzerinde çok yıllı soruşturma deneysel kurulum parçasıdırnd deniz mühendisliği uygulamaları. Test verileri polimerik kompozit viskoelastik bünye denklemleri parametreleri kalibre etmek için kullanılır. kurucu modeller Muliana ve işbirlikçileri tarafından 27-30 yılda geliştirilen çalışmalarına dayanmaktadır. İkinci amaç kolayca kitle ölçümleri için bir ölçekte, örneğin bir laboratuvarda (tehcir veya sıvı kaynağına olabilir örneğin bir düşük maliyetli ve kullanıcı dostu test platformu, örneğin, bir geliyor olması oldu Bir musluk, bir fumehood veya yanıcı kabineden). Üçüncü gol, böylece örnekleri gibi kimyasallar dalmış olabilir yaygın hizmet kullanılan kimyasalların bir dizi (havacılık uygulamaları 8-10 için solventler, özellikle hidrolik sıvısı, de-icing) dayanıklı bir test platformu oluşturmak oldu, ve onların dayanıklılık değerlendirilebilir. bölme (Şekil 1), yüksek yoğunluklu polietilenglikoller ile inşa edilmiştirne, hangi yüksek kimyasal dirence sahiptir. Yukarıda zikredildiği gibi, bu gelecekte bir çalışma hidrolik sıvısı batırılmış kompozit hygrothermo mekanik araştırma, buz çözme, solventler dahil olacağı beklenmektedir. Isı düzenleme test bir yönü olduğu için, polistiren köpük tankı kenarlarına uyacak ve çevre ile ısı değişimini önlemek için, şerit ve çelik çerçeve kendisi ile yerinde. odası (Şekil 2) kapak kullanıcı testi bozmadan test sırasında örnekleri gözlemlemek sağlayan şeffaf, 9,525 mm kalınlıkta bir polikarbonattan imal edilmiştir. Kapak tankın tarafta parantez sarkan altına kaymasına göre işlenmiş olan, alüminyum T &#39;demirlerinin ile yerinde tespit edilir. Numunelerde eğilme kapağından aşağı asmak ve kapağın deliklerden bağlanır üç alüminyum blokları, tarafından çıkarılan edilir. Üç blok dört s&#39;ye kadar izinkapak yuvaları blok aralığı örneklerinin uzunluğuna bağlı olarak ayarlanabilir izin ederken pecimens, bir seferde test edilecek. Her blok, ASTM standart D790-10 bağlılık içinde, 12.7 mm çapa temas kenarında yuvarlanır. Numuneler eğilme ikna etmek için onun merkezinde uygulanan bir yukarı kuvvet (1-2 Şekil) ile, üç bloktan iki altına konumlandırılmış. Cihaz maksimum çok yönlülük ve kullanım kolaylığı-kullanım düşünülerek tasarlanmıştır. 41,275 mm çaplı tekerler hareket amacıyla bölmenin altında tespit edilir. Bunların ötesinde, depo destek tabanı tel gözenekli ve çapraz kirişler ile kaynak yapılmış çelik bir çerçeve ile desteklenir. Dış tankı köşeleri için Açı stok aralama (daha sonra tartışılacaktır, dize pot aparatı) havai ağırlık ve yer değiştirme göstergeleri ile ezilmekten yalıtım tutmak için üretilmiştir. Üst etrafında, açı stok çerçeveleme için tekrar kullanıldı. Kasnak ve dize potansiyometre sistemleri measu içinorta açıklık sapmasının yeniden dört çelik, kare boru kemerler (Şekil 3) üzerine monte edilmiştir. Bu dört üzerinden merkezi iki kemerli dize potansiyometreleri taşımak ve örnek yönlülük için hesap ayarlanabilir. üç koldan elektronik çıkışları ve potansiyometre (Katlanabilir kilit Boyunluklar bulunabilir gibi) dize potansiyometre bir burulma yayı kullanılarak inşa edilmiştir. kasnaklar hizalanır ve ayarlanabilir ağırlık uygulamaları için bölmenin yan üzerinde asılı çubuğa numunesi ile sağlam bir bağlantı uzanan bir çelik tel ile kullanılmak üzere monte edilmiştir. Yük kabloları, kasnaklar, bağlantıların ve cıvata bir dizi kullanarak numunesine uygulanır. 10 mm&#39;lik çapraz çubuk açıklığı orta temas böylece İlk olarak, numune kancası içine yerleştirilmiştir. Her bir ucunda halkalı cıvatalar ile bir 9,525 mm çapında çelik çubuk, daha sonra U cıvatasına bağlanır. Bu çelik bağlantı bölmesinin kapak boyunca geçer. Bir çelik kablo ve Kevlar thread kancası karşı mapa bağlıdırlar. Bu dize potansiyometresinden Kevlar iplik sert bir noktadan veri okumak için izin verir. çelik kablo yukarı devam eder ve yük tankı çevresine uygulanacak izin veren iki kasnaklar üzerinden geçer. Kablo daha sonra bir delikli ağırlık askı olarak hizmet eden bir 9,525 mm çapında çelik çubuk takılır. Bu askı yarıklı ağırlıkları istenilen yükü uygulamak için ayarlanabilir bir yer sağlar.

<table><tbody><tr><td>Aluminum 6061 rectangular bars</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>8975K268, 1668T72, 7062T17,&amp;nbsp;</td><td>Part of testing platform</td></tr><tr><td>Aluminum 6061 90&amp;deg; angles</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>8982K91, 8982K14&amp;nbsp;</td><td>Part of testing platform</td></tr><tr><td>440C stainless steel</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>6253K52</td><td>Part of testing platform</td></tr><tr><td>High-density polyethylene sheets</td><td>Tap Plastics, USA</td><td>N/A (0.236 in. thick x 10.75 in. wide x 16.75 in. long)</td><td>Part of testing platform</td></tr><tr><td>High-density polyethylene sheets</td><td>Tap Plastics, USA</td><td>N/A (0.354 in. thick x 6 in. wide x 10 in. long)</td><td>Part of testing platform</td></tr><tr><td>High-density polyethylene sheets</td><td>Tap Plastics, USA</td><td>N/A (0.354 in. thick x 6 in. wide x 16.75 in. long)</td><td>Part of testing platform</td></tr><tr><td>Polycarbonate sheets</td><td>Tap Plastics, USA</td><td>N/A (0.375 in thick, 11.5 in. wide, 17.5 in long)</td><td>Part of testing platform</td></tr><tr><td>Expanded polystyrene foam</td><td>Home Depot</td><td>Model # 310880 Internet # 202532855</td><td>Part of testing platform</td></tr><tr><td>Galvanized steel rope</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>3498T63</td><td>Part of testing platform</td></tr><tr><td>Steel eye bolt</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>3013T341</td><td>Part of testing platform</td></tr><tr><td>Low-carbon steel 90&amp;deg; angle</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>9017K444&amp;nbsp;</td><td>Part of testing platform</td></tr><tr><td>Low-carbon steel rods</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>8920K84, 8920K75, 8920K231, 8920K135, 8920K84&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;</td><td>Part of testing platform</td></tr><tr><td>Low-carbon steel tubes</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>6527K314, 8910K394, 8910K395, 8920K94&amp;nbsp;&amp;nbsp;</td><td>Part of testing platform</td></tr><tr><td>304 stainless steel U-bolt</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>8896T104</td><td>Part of testing platform</td></tr><tr><td>Steel pulley</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>3099T34</td><td>Part of testing platform</td></tr><tr><td>1008 carbon steel sheets</td><td>McMaster-Carr, USA</td><td>9302T113</td><td>Part of testing platform</td></tr><tr><td>Light duty swivel casters</td><td>Harbor Freight, USA</td><td>41519</td><td>Part of testing platform</td></tr><tr><td>100-lbf Vinyl Weight Set</td><td>Overstock.com</td><td>11767059</td><td>Part of testing platform</td></tr><tr><td>Closed-cell polyurethane foam</td><td>General Plastics, USA</td><td>FR-3704</td><td>Testing samples</td></tr><tr><td>Deionized water</td><td>Faucet, PurLab filtering system</td><td>N/A</td><td>Conditioning fluid of tank</td></tr><tr><td>Torsional spring</td><td>Retractable Key Clip, Ebay, USA</td><td>Lot 10</td><td>Used to build string potentiometer</td></tr><tr><td>Kevlar thread</td><td>Cabela&amp;rsquo;s</td><td>IK-321909</td><td>Used to build string potentiometer</td></tr><tr><td>10 kOhm potentiometer</td><td>Ebay, USA</td><td>3590S-2-103L</td><td>Used to build string potentiometer</td></tr><tr><td>Digital multimeter</td><td>Harbor Freight, USA</td><td>98674</td><td>Used to take resistance measurements of string potentiometer</td></tr></tbody></table>

a testing platform for durability studies of polymers and fiber-reinforced polymer composites under concurrent hygrothermo-mechanical stimuli

Servis koşullarında polimerlerin ve fiber takviyeli polimer kompozit dayanıklılık onların sağlam tasarımları ve koşul tabanlı bakım için ele alınması gereken kritik bir yönüdür. Bu malzemeler uçak ve gemi yapılardan, köprüler, rüzgar türbin kanatları, biyomalzeme ve biyomedikal implantlar, mühendislik uygulamalarında geniş bir yelpazede kabul edilir. Polimerler viskoelastik malzemeler ve onların yanıt oldukça doğrusal olmayan olması ve dolayısıyla tahmin ve onların içinde hizmet performansını izlemek için zorlu hale getirebilir. Burada sunulan laboratuvar ölçekli test platformu eşzamanlı mekanik yüklemeler ve bu malzemelerin çevre koşullarının etkisi soruşturma yardımcı olur. Platform, düşük maliyetli ve kullanıcı dostu olacak şekilde tasarlanmıştır. Onun kimyasal dayanıklı malzemeler nedeniyle sıvılara hizmet maruz kalma, kimyasal bozulma çalışmalara platform adapte olun. Deneyin bir örneği, kapalı hücreli poliüretan oda sıcaklığında yürütülmüştürKöpük numuneleri nihai statik ve kuru yük ~% 50 karşılık gelen bir ağırlık yüklenmiştir. Sonuçlar test cihazı, bu çalışmalar için uygun olduğunu göstermektedir. Sonuçlar ayrıca yüksek orta noktası değiştirmeler ve alt artık başarısızlık yükleri dayalı, eşzamanlı yük altında polimer büyük güvenlik açığı vurgulayın. Öneriler test cihazları için ek iyileştirmeler için yapılır.

test cihazı başarılı bir şekilde üç noktadan bükme altındaki bir sıvının içine daldırılmış örnekleri düzenlemiştir. Makul Precisions ile, örnekler yüklenebilir ve orta noktası saptırma değişiklikleri için potansiyometre gelen doğru okuma ile test edilmiştir. elektrik direncindeki değişimi 0.1 um mertebesinde bir yer değiştirme çözünürlükte elde edilen, 4 sayı olarak kaydedilebilir. Hygrothermo mekanik testler, nominal boyutları 215 mm uzunluk x 24 mm g...

Watch this Scientific Journal Video about A Testing Platform for Durability Studies of Polymers and Fiber-reinforced Polymer Composites under Concurrent Hygrothermo-mechanical Stimuli at JoVE.com

A Testing Platform for Durability Studies of Polymers and Fiber-reinforced Polymer Composites under Concurrent Hygrothermo-mechanical Stimuli

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites in service is a critical aspect for their designs and condition-based maintenance. We present a novel low-cost laboratory testing platform for the investigation of the influence of concurrent mechanical and environmental loadings, and may help design more efficient yet safer composite structures.

Polimer Dayanıklılık Çalışmaları ve Eşzamanlı Hygrothermo-mekanik Uyaranlara altında Fiber takviyeli kompozitler Polimer A Test Platformu

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites under service condition is a critical aspect to be addressed for their robust designs ...

a-testing-platform-for-durability-studies-polymers-fiber-reinforced

Universidad de Cartagena UDEC

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Civil Engineering

Mechanical Engineering

Engineering

Unit 1

Elasticity, Creep, and Shrinkage in Concrete

Internal Forces

SCIENTISTS IN ACTION

13.7K Görüntüleme.  University of California, Davis. The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites in service is a critical aspect for their designs and condition-based maintenance. We present a novel low-cost laboratory testing platform for the investigation of the influence of concurrent mechanical and environmental loadings, and may help design more efficient yet safer composite structures.

Video: A Testing Platform for Durability Studies of Polymers and Fiber-reinforced Polymer Composites under Concurrent Hygrothermo-mechanical Stimuli

Synthesis of Programmable Main-chain Liquid-crystalline Elastomers Using a Two-stage Thiol-acrylate Reaction

This study presents a novel two-stage thiol-acrylate Michael addition-photopolymerization (TAMAP) reaction to prepare main-chain liquid-crystalline elastomers (LCEs) with facile control over network structure and programming of an aligned monodomain. Tailored LCE networks were synthesized using routine mixing of commercially available starting materials and pouring monomer solutions into molds to cure. An initial polydomain LCE network is formed via a self-limiting thiol-acrylate Michael-addition reaction. Strain-to-failure and glass transition behavior were investigated as a function of crosslinking monomer, pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate) (PETMP). An example non-stoichiometric system of 15 mol% PETMP thiol groups and an excess of 15 mol% acrylate groups was used to demonstrate the robust nature of the material. The LCE formed an aligned and transparent monodomain when stretched, with a maximum failure strain over 600%. Stretched LCE samples were able to demonstrate both stress-driven thermal actuation when held under a constant bias stress or the shape-memory effect when stretched and unloaded. A permanently programmed monodomain was achieved via a second-stage photopolymerization reaction of the excess acrylate groups when the sample was in the stretched state. LCE samples were photo-cured and programmed at 100%, 200%, 300%, and 400% strain, with all samples demonstrating over 90% shape fixity when unloaded. The magnitude of total stress-free actuation increased from 35% to 115% with increased programming strain. Overall, the two-stage TAMAP methodology is presented as a powerful tool to prepare main-chain LCE systems and explore structure-property-performance relationships in these fascinating stimuli-sensitive materials.

A novel methodology is presented to synthesize and program main-chain liquid-crystalline elastomers using commercially available starting monomers. A wide range of thermomechanical properties was tailored by adjusting the amount of crosslinker, while the actuation performance was dependent on the amount of applied strain during programming.

Bir iki-aşamalı Tiol akrilat reaksiyonu kullanılarak programlanabilir ana zincirli Sıvı kristal Elastomerler sentezi

This study presents a novel two-stage thiol-acrylate Michael addition-photopolymerization (TAMAP) reaction to prepare main-chain liquid-crystalline ...

Kimya

Environmentally-controlled Microtensile Testing of Mechanically-adaptive Polymer Nanocomposites for ex vivo Characterization

Implantable microdevices are gaining significant attention for several biomedical applications1-4. Such devices have been made from a range of materials, each offering its own advantages and shortcomings5,6. Most prominently, due to the microscale device dimensions, a high modulus is required to facilitate implantation into living tissue. Conversely, the stiffness of the device should match the surrounding tissue to minimize induced local strain7-9. Therefore, we recently developed a new class of bio-inspired materials to meet these requirements by responding to environmental stimuli with a change in mechanical properties10-14. Specifically, our poly(vinyl acetate)-based nanocomposite (PVAc-NC) displays a reduction in stiffness when exposed to water and elevated temperatures (e.g. body temperature). Unfortunately, few methods exist to quantify the stiffness of materials in vivo15, and mechanical testing outside of the physiological environment often requires large samples inappropriate for implantation. Further, stimuli-responsive materials may quickly recover their initial stiffness after explantation. Therefore, we have developed a method by which the mechanical properties of implanted microsamples can be measured ex vivo, with simulated physiological conditions maintained using moisture and temperature control13,16,17. 
To this end, a custom microtensile tester was designed to accommodate microscale samples13,17 with widely-varying Young's moduli (range of 10 MPa to 5 GPa). As our interests are in the application of PVAc-NC as a biologically-adaptable neural probe substrate, a tool capable of mechanical characterization of samples at the microscale was necessary. This tool was adapted to provide humidity and temperature control, which minimized sample drying and cooling17. As a result, the mechanical characteristics of the explanted sample closely reflect those of the sample just prior to explantation.
The overall goal of this method is to quantitatively assess the in vivo mechanical properties, specifically the Young's modulus, of stimuli-responsive, mechanically-adaptive polymer-based materials. This is accomplished by first establishing the environmental conditions that will minimize a change in sample mechanical properties after explantation without contributing to a reduction in stiffness independent of that resulting from implantation. Samples are then prepared for implantation, handling, and testing (Figure 1A). Each sample is implanted into the cerebral cortex of rats, which is represented here as an explanted rat brain, for a specified duration (Figure 1B). At this point, the sample is explanted and immediately loaded into the microtensile tester, and then subjected to tensile testing (Figure 1C). Subsequent data analysis provides insight into the mechanical behavior of these innovative materials in the environment of the cerebral cortex.

Environmentally-controlled Microtensile Testing of Mechanically-adaptive Polymer Nanocomposites for ex vivo Characterization

A method is discussed by which the in vivo mechanical behavior of stimuli-responsive materials is monitored as a function of time. Samples are tested ex vivo using a microtensile tester with environmental controls to simulate the physiological environment. This work further promotes understanding the in vivo behavior of our material.

Için Mekanik-adaptif Polimer Nanokompozitler bir çevre kontrollü Mikrogerilim Test<em&gt; Ex vivo</em&gt; Karakterizasyonu

Implantable microdevices are gaining significant attention for several biomedical applications1-4. Such devices have been made from a range of materials, ...

Biyomühendislik

In Situ High Pressure Hydrogen Tribological Testing of Common Polymer Materials Used in the Hydrogen Delivery Infrastructure

High pressure hydrogen gas is known to adversely affect metallic components of compressors, valves, hoses, and actuators. However, relatively little is known about the effects of high pressure hydrogen on the polymer sealing and barrier materials also found within these components. More study is required in order to determine the compatibility of common polymer materials found in the components of the hydrogen fuel delivery infrastructure with high pressure hydrogen. As a result, it is important to consider the changes in physical properties such as friction and wear in situ while the polymer is exposed to high pressure hydrogen. In this protocol, we present a method for testing the friction and wear properties of ethylene propylene diene monomer (EPDM) elastomer samples in a 28 MPa high pressure hydrogen environment using a custom-built in situ pin-on-flat linear reciprocating tribometer. Representative results from this testing are presented which indicate that the coefficient of friction between the EPDM sample coupon and steel counter surface is increased in high pressure hydrogen as compared to the coefficient of friction similarly measured in ambient air.

In Situ High Pressure Hydrogen Tribological Testing of Common Polymer Materials Used in the Hydrogen Delivery Infrastructure

A test methodology for quantifying tribological properties of polymers used in hydrogen infrastructure service is demonstrated and characteristic results for a common elastomer are discussed.

Situ Yüksek basınçlı hidrojen hidrojen teslim altyapısında kullanılan ortak Polimer malzemelerin test Tribolojik

High pressure hydrogen gas is known to adversely affect metallic components of compressors, valves, hoses, and actuators. However, relatively little is ...

Mühendislik

The Effect of Construction and Demolition Waste Plastic Fractions on Wood-Polymer Composite Properties

Construction and demolition waste (CDW), including valuable materials such as plastics, have a remarkable influence on the waste sector. In order for plastic materials to be re-utilized, they must be identified and separated according to their polymer composition. In this study, the identification of these materials was performed using near-infrared spectroscopy (NIR), which identified material based on their physical-chemical properties. Advantages of the NIR method are a low environmental impact and rapid measurement (within a few seconds) in the spectral range of 1600-2400 nm without special sample preparation. Limitations include its inability to analyze dark materials. The identified polymers were utilized as a component for wood-polymer composite (WPC) that consists of a polymer matrix, low cost fillers, and additives. The components were first compounded with an agglomeration apparatus, followed by production by extrusion. In the agglomeration process, the aim was to compound all materials to produce uniformly distributed and granulated materials as pellets. During the agglomeration process, the polymer (matrix) was melted and fillers and other additives were then mixed into the melted polymer, being ready for the extrusion process. In the extrusion method, heat and shear forces were applied to a material within the barrel of a conical counter-rotating twin-screw type extruder, which reduces the risk of burning the materials and lower shear mixing. The heated and sheared mixture was then conveyed through a die to give the product the desired shape. The above-described protocol proved the potential for re-utilization of CDW materials. Functional properties must be verified according to the standardized tests, such as flexural, tensile, and impact strength tests for the material.

Secondary material streams have been shown to include potential raw materials for production. Presented here is a protocol in which CDW-plastic waste as a raw material is identified, followed by various processing steps (agglomeration, extrusion). As a result, a composite material was produced, and mechanical properties were analyzed.

İnşaat ve Yıkım Atık Plastik Fraksiyonlarının Ahşap-Polimer Kompozit Özellikleri Üzerine Etkisi

Construction and demolition waste (CDW), including valuable materials such as plastics, have a remarkable influence on the waste sector. In order for ...

Çevre

Ultrasonic Fatigue Testing in the Tension-Compression Mode

Ultrasonic fatigue testing is one of a few methods which allow investigating fatigue properties in the ultra-high cycle region. The method is based on exposing the specimen to longitudinal vibrations on its resonance frequency close to 20 kHz. With use of this method, it is possible to significantly decrease the time required for the test, when compared to conventional testing devices usually working at frequencies under 200 Hz. It is also used to simulate loading of material during operation in high speed conditions, such as those experienced by components of jet engines or car turbo pumps. It is necessary to operate only in the high and ultra-high cycle region, due to the possibility of extremely high deformation rates, which can have a significant influence on the test results. Specimen shape and dimensions have to be carefully selected and calculated to fulfill the resonance condition of the ultrasonic system; thus, it is not possible to test the full components or specimens of arbitrary shape. Before each test, it is necessary to harmonize the specimen with the frequency of the ultrasonic system to compensate for deviations of the real shape from the ideal one. It is not possible to run a test until a total fracture of the specimen, since the test is automatically terminated after initiation and propagation of the crack to a certain length, when the stiffness of the system changes enough to shift the system out of the resonance frequency. This manuscript describes the process of evaluation of materials' fatigue properties at high-frequency ultrasonic fatigue loading with use of mechanical resonance at a frequency close to 20 kHz. The protocol includes a detailed description of all steps required for a correct test, including specimen design, stress calculation, harmonizing with the resonance frequency, performing the test, and final static fracture.

A protocol for ultrasonic fatigue testing in the high and ultra-high cycle region in axial tension-compression loading mode.

Ultrasonik yorgunluk gerginlik-sıkıştırma modunda test

Ultrasonic fatigue testing is one of a few methods which allow investigating fatigue properties in the ultra-high cycle region. The method is based on ...

Disentangling High Strength Copolymer Aramid Fibers to Enable the Determination of Their Mechanical Properties

Traditionally, soft body armor has been made from poly(p-phenylene terephthalamide) (PPTA) and ultra-high molecular weight polyethylene. However, to diversify the fiber choices in the United States body armor market, copolymer fibers based on the combination of 5-amino-2-(p-aminophenyl) benzimidazole (PBIA) and the more conventional PPTA were introduced. Little is known regarding the long-term stability of these fibers, but as condensation polymers, they are expected to have potential sensitivity to moisture and humidity. Therefore, characterizing the strength of the materials and understanding their vulnerability to environmental conditions is important for evaluating their use lifetime in safety applications. Ballistic resistance and other critical structural properties of these fibers are predicated on their strength. To accurately determine the strength of the individual fibers, it is necessary to disentangle them from the yarn without introducing any damage. Three aramid-based copolymer fibers were selected for the study. The fibers were washed with acetone followed by methanol to remove an organic coating that held the individual fibers in each yarn bundle together. This coating makes it difficult to separate single fibers from the yarn bundle for mechanical testing without damaging the fibers and affecting their strength. After washing, fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy was performed on both washed and unwashed samples and the results were compared. This experiment has shown that there are no significant variations in the spectra of poly(p-phenylene-benzimidazole-terephthalamide-co-p-phenylene terephthalamide) (PBIA-co-PPTA1) and PBIA-co-PPTA3 after washing, and only a small variation in intensity for PBIA. This indicates that the acetone and methanol rinses are not adversely affecting the fibers and causing chemical degradation. Additionally, single fiber tensile testing was performed on the washed fibers to characterize their initial tensile strength and strain to failure, and compare those to other reported values. Iterative procedural development was necessary to find a successful method for performing tensile testing on these fibers.

The primary goal of the study is to develop a protocol to prepare consistent specimens for accurate mechanical testing of high strength copolymer aramid fibers, by removing a coating and disentangling the individual fiber strands without introducing significant chemical or physical degradation.

Disentangling yüksek mukavemetli kopolimer Aramid Elyaf mekanik özelliklerinin belirlenmesi etkinleştirmek için

Traditionally, soft body armor has been made from poly(p-phenylene terephthalamide) (PPTA) and ultra-high molecular weight polyethylene. However, to ...

Cutting Procedures, Tensile Testing, and Ageing of Flexible Unidirectional Composite Laminates

Many body armor designs incorporate unidirectional (UD) laminates. UD laminates are constructed of thin (&#60;0.05 mm) layers of high-performance yarns, where the yarns in each layer are oriented parallel to each other and held in place using binder resins and thin polymer films. The armor is constructed by stacking the unidirectional layers in different orientations. To date, only very preliminary work has been performed to characterize the ageing of the binder resins used in unidirectional laminates and the effects on their performance. For example, during the development of the conditioning protocol used in the National Institute of Justice Standard-0101.06, UD laminates showed visual signs of delamination and reductions in V50, which is the velocity at which half of the projectiles are expected to perforate the armor, after ageing. A better understanding of the material property changes in UD laminates is necessary to comprehend the long-term performance of armors constructed from these materials. There are no current standards recommended for mechanically interrogating unidirectional (UD) laminate materials. This study explores methods and best practices for accurately testing the mechanical properties of these materials and proposes a new test methodology for these materials. Best practices for ageing these materials are also described.

The goal of the study was to develop protocols to prepare consistent specimens for accurate mechanical testing of high-strength aramid or ultra-high-molar-mass polyethylene-based flexible unidirectional composite laminate materials and to describe protocols for performing artificial ageing on these materials.

Esnek tek yönlü kompozit laminatlar kesme prosedürleri, çekme testi ve yaşlanma

Many body armor designs incorporate unidirectional (UD) laminates. UD laminates are constructed of thin (&#60;0.05 mm) layers of high-performance yarns, ...

Artificial Thermal Ageing of Polyester Reinforced and Polyvinyl Chloride Coated Technical Fabric

Architectural fabric AF9032 has been subjected to artificial thermal ageing to determine changes of the material parameters of the fabric. The proposed method is based on the accelerated ageing approach proposed by Arrhenius. 300 mm x 50 mm samples were cut in the warp and fill directions and placed in a thermal chamber at 80 &#176;C for up to 12 weeks or at 90 &#176;C for up to 6 weeks. Then after one week of conditioning at ambient temperature, the samples were uniaxially tensioned at a constant strain rate. Experimentally, the parameters were determined for the non-linear elastic (linear piecewise) and viscoplastic (Bodner&#8211;Partom) models. Changes in these parameters were studied with respect to the ageing temperature and ageing period. In both cases, the linear approximation function was successfully applied using the simplified methodology of Arrhenius. A correlation was obtained for the fill direction between experimental results and the results from the Arrhenius approach. For the warp direction, the extrapolation results exhibited some differences. Increasing and decreasing tendencies have been observed at both temperatures. The Arrhenius law was confirmed by the experimental results only for the fill direction. The proposed method makes it possible to predict real fabric behavior during long term exploitation, which is a critical issue in the design process.

Here, we simulate accelerated thermal ageing of technical fabric and see how this ageing process influences the mechanical properties of the fabric.

Polyester Takviyeli ve Polivinil Klorür Kaplı Teknik Kumaşın Yapay Termal Yaşlanma

Architectural fabric AF9032 has been subjected to artificial thermal ageing to determine changes of the material parameters of the fabric. The proposed ...

Elyaf Kompozit Laminatların İmalatı ve Mekanik Özellik Değerlendirmesi

Measuring the Mechanical Properties of Glass Fiber Reinforcement Polymer Composite Laminates Obtained by Different Fabrication Processes

The traditional wet hand lay-up process (WL) has been widely applied in the manufacturing of fiber composite laminates. However, due insufficiency in the forming pressure, the mass fraction of fiber is reduced and lots of air bubbles are trapped inside, resulting in low-quality laminates (low stiffness and strength). The wet hand lay-up/vacuum bag (WLVB) process for the fabrication of composite laminates is based on the traditional wet hand lay-up process, using a vacuum bag to remove air bubbles and provide pressure, and then carrying out the heating and curing process. 
Compared with the traditional hand lay-up process, laminates manufactured by the WLVB process show superior mechanical properties, including better strength and stiffness, higher fiber volume fraction, and lower void volume fraction, which are all benefits for composite laminates. This process is completely manual, and it is greatly influenced by the skills of the preparation personnel. Therefore, the products are prone to defects such as voids and uneven thickness, leading to unstable qualities and mechanical properties of the laminate. Hence, it is necessary to finely describe the WLVB process, finely control steps, and quantify material ratios, in order to ensure the mechanical properties of laminates. 
This paper describes the meticulous process of the WLVB process for preparing woven plain patterned glass fiber reinforcement composite laminates (GFRPs). The fiber volume content of laminates was calculated using the formula method, and the calculated results showed that the fiber volume content of WL laminates was 42.04%, while that of WLVB laminates was 57.82%, increasing by 15.78%. The mechanical properties of the laminates were characterized using tensile and impact tests. The experimental results revealed that with the WLVB process, the strength and modulus of the laminates were enhanced by 17.4% and 16.35%, respectively, and the specific absorbed energy was increased by 19.48%.

Yazar Spot Işığı: Islak El Yatırma/Vakum Torbası İşlemi ile Fiber Kompozit Laminat Kalitesinin Artırılması 

This paper describes a fabrication process for fiber-reinforced polymer matrix composite laminates obtained using the wet hand lay-up/vacuum bag method.

Farklı İmalat İşlemleri ile Elde Edilen Cam Elyaf Takviyeli Polimer Kompozit Laminatların Mekanik Özelliklerinin Ölçülmesi

The traditional wet hand lay-up process (WL) has been widely applied in the manufacturing of fiber composite laminates. However, due insufficiency in the ...

Polimer Dayanıklılık Çalışmaları ve Eşzamanlı Hygrothermo-mekanik Uyaranlara altında Fiber takviyeli kompozitler Polimer A Test Platformu

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Bir iki-aşamalı Tiol akrilat reaksiyonu kullanılarak programlanabilir ana zincirli Sıvı kristal Elastomerler sentezi

Için Mekanik-adaptif Polimer Nanokompozitler bir çevre kontrollü Mikrogerilim Test

Situ Yüksek basınçlı hidrojen hidrojen teslim altyapısında kullanılan ortak Polimer malzemelerin test Tribolojik

İnşaat ve Yıkım Atık Plastik Fraksiyonlarının Ahşap-Polimer Kompozit Özellikleri Üzerine Etkisi

Ultrasonik yorgunluk gerginlik-sıkıştırma modunda test

Disentangling yüksek mukavemetli kopolimer Aramid Elyaf mekanik özelliklerinin belirlenmesi etkinleştirmek için

Esnek tek yönlü kompozit laminatlar kesme prosedürleri, çekme testi ve yaşlanma

Polyester Takviyeli ve Polivinil Klorür Kaplı Teknik Kumaşın Yapay Termal Yaşlanma

Farklı İmalat İşlemleri ile Elde Edilen Cam Elyaf Takviyeli Polimer Kompozit Laminatların Mekanik Özelliklerinin Ölçülmesi

Farklı İmalat İşlemleri ile Elde Edilen Cam Elyaf Takviyeli Polimer Kompozit Laminatların Mekanik Özelliklerinin Ölçülmesi