בדיקת מתח של חומרים פולימריים מחוזקים בסיבים

Overview

מקור: רוברטו ליאון, המחלקה להנדסה אזרחית וסביבתית, וירג'יניה טק, בלקסבורג, VA

חומרים פולימריים מחוזקים בסיבים (FRP) הם חומרים מרוכבים שנוצרו על ידי סיבים אורך מוטבע שרףפולימרי , ובכך ליצור מטריצה פולימרית עם סיבים מיושרים לאורך כיוון אחד או יותר. בצורתו הפשוטה ביותר, הסיבים בחומרי FRP מיושרים בצורה מסודרת ומקבילה, ובכך מעניקים מאפיינים חומריים אורתוטרופיים, כלומר החומר יתנהג אחרת בשני הכיוונים. במקביל לסיבים, החומר יהיה חזק מאוד ו / או נוקשה, ואילו בניצב לסיבים יהיה חלש מאוד, שכן הכוח יכול להיות מיוחס רק שרף במקום מטריצה כולה.

דוגמה לתצורה חד כיוונית זו היא מוטות חיזוק FRP הזמינים מסחרית, המחקים את מוטות הפלדה הקונבנציונליים המשמשים בבניית בטון. חומרי FRP משמשים הן כמבנים עצמאיים כגון גשרים להולכי רגל וגרמי מדרגות, והן כחומרים לחיזוק ותיקון מבנים קיימים. הלוחות הדקים וה הארוכים מועברים לעתים קרובות למבני בטון קיימים כדי להוסיף כוח. במקרה זה, סרגלי FRP פועלים כחיזוק חיצוני. הברים והצלחות של FRP קלים יותר ועמידים יותר בפני קורוזיה, ולכן הם מוצאים יישומים בסיפונים גשר וחניונים, שם לוחות דה הדובדבן מובילים להידרדרות מהירה של ברים קונבנציונליים.

בתרגיל מעבדה זה, תילמד התנהגות המתיחה של דגימה חד-כיוונית, בדגש על כוחה האולטימטיבי ויכולת העיוות שלה. התנהגות הדגימה צפויה להיות אלסטית עד לכישלון, אשר צפוי להתרחש באופן פתאומי ונפיץ. התנהגות זו צריכה להיות מנוגדת לאלה של פלדות רקיע, אשר מפגינים יכולת עיוות נרחבת התקשות מתח לפני כישלון.

Procedure
  1. לנקוט באמצעי זהירות נאותים, ללבוש הגנה על העיניים כי הכישלון נפץ אופייני של דגימות אלה שולח שברים קטנים וחדים רבים עפים.
  2. להשיג ארבע דגימות FRP. שניים יהיו מצלחת FRP חד-כיוונית בגודל 0.5 אינץ' מזכוכית אלקטרונית שנחתכה לדגימות בגודל 1 אינץ' x 8 אינץ', אחת לכיוון הסיבים ואחת מאונכת לסיבים. הדגימות השלישיות יהיו מוטות ברזל FRP פחמן 0.25 אינץ ', והרביעי יהיה מוטות ברזל 0.25 FRP E-זכוכית. דגימות מוטות ברזל צריך להיות על 24 אינץ 'ארוך.
  3. צרף מחזיקים עבור המכשיר על ידי הטמעה של 12 אינץ 'של קצות הדגימות לתוך מעט גדול יותר פלדה

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Results

עקומות אופייניות של מאמץ מתח עבור דגימות לוח FRP מזכוכית אלקטרונית מוצגות עבור הצלחת עם שתי השכבות האוקסיאליות מיושרות לאורך (איור 1) ובהתאמה בניצב (איור 2) לכיוון הטעינה. במקרה של העומס החל במקביל לסיבים (איור 1), הכוח המרבי היה 12.32 kips, המקביל כוח מתיחה של 98.6 ksi. הכישלון התרחש ב...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Application and Summary

חומרי FRP הם קלים, מרוכבים חזקים המשמשים בהרחבה הן ביישום אזרחי, מכני והן ביישומים אוויריים. הם מורכבים מסיבים חזקים המוטמעים שרף או מטריצה דומה, והם מיוצרים בצורות רבות, כולל רצועות הכנה למינציה. כוחם ונוקשותם יכולים להיות מותאמים על ידי שינוי הכמויות, הסוגים והכיווניות של הסיבים. לחומרי ...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Tags

Skip to...

0:08

Overview

1:21

Principles of Uniaxial Tensile Test

3:32

Uniaxial Tensile Test for FRPs

5:19

Results

7:23

Applications

8:19

Summary

Videos from this collection:

article

Now Playing

בדיקת מתח של חומרים פולימריים מחוזקים בסיבים

Structural Engineering

14.3K Views

article

קבועי חומרים

Structural Engineering

23.3K Views

article

מאפייני מתח-מתח של פלדות

Structural Engineering

108.0K Views

article

מאפייני מתח-מאמץ של אלומיניום

Structural Engineering

87.7K Views

article

בדיקת השפעה צ'רפיה של פלדות מגולגלות קרות וחמות בתנאי טמפרטורה מגוונים

Structural Engineering

32.0K Views

article

בדיקת קשיות רוקוול והשפעת הטיפול על פלדה

Structural Engineering

28.1K Views

article

כיווץ עמודי פלדה

Structural Engineering

35.9K Views

article

דינמיקה של מבנים

Structural Engineering

11.4K Views

article

עייפות של מתכות

Structural Engineering

40.0K Views

article

בדיקות מתח של פולימרים

Structural Engineering

25.0K Views

article

אגרגטים לתערובות בטון ואספלטיות

Structural Engineering

11.9K Views

article

בדיקות על בטון טרי

Structural Engineering

25.6K Views

article

בדיקות דחיסה על בטון מוקשח

Structural Engineering

14.9K Views

article

בדיקות של בטון מוקשח במתח

Structural Engineering

23.4K Views

article

בדיקות על עץ

Structural Engineering

32.8K Views

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved