המחברים מודים גורל גרסיה, סרינה פרארו, אריק Quiroz וסטיבן קרן (מעבדה מרוכבים מחקר מתקדם, הנדסה ומדע) על עזרת בעיצוב וייצור התקנת הבדיקה. שון מאלון, מייקל Akahori, דוד Kehlet (מעבדת ייצור הנדסה), מקבל הכרה לקבלת ההצעות והסיוע בתהליך העיבוד שלהם. התמיכה של הקרן הלאומית למדע (מענק שיתופי CMMI-1,265,691 ותוספת REU) והמשרד מחקר של צי (N00014-13-1-0604 לא Muliana, טקסס &amp; M אוניברסיטה (חוקר ראשי), וV. La Saponara , המנוהל על ידי מנהל תכנית Yapa ראג&#39;אפקסה) זוכים להערכה בהכרת תודה.

1. טעינת דוגמאות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרם את המכסה של הטנק ולתת לו לנוח על צד תומך (איור 4). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את הדגימה בU-הבריח, ולהבטיח שבר צלב יצירת קשר במרכז של הדגימה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנוח הקצוות של הדגימה על תומך האלומיניום התלוי מהמכסה. הקצוות של הדגימות צריכים להיות 5-10 מ&quot;מ של הסככה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 1.2-1.4 לכל הדגימות שתיבדקנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את המכסה תומך, עפעף תחתון, ולוודא כי המכסה יושב על שפת הטנק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל הכוח הרצוי על ידי הוספת משקולות למוט הפלדה בסמוך לגלגלת החיצונית. </li></ol> 2. עקירת מדידה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי קו פוטנציומטר המחרוזת מתוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות מודד דיגיטלי, למדוד את ההתנגדות על פני הסיכות החיצוניות של פוטנציומטר (איור 3), עם שחור לסיכה 1 ואדום לפין 3,ולהקליט את הקריאה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להמיר את התנגדות קריאה לעקירת קריאה על ידי חישוב גורם הכיול (במקרה זה, 1 ק&quot;ג-אוהם מתאים לעקירת 64.895 מ&quot;מ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 2.1-2.3 לכל דגימה. </li></ol> 3. משקל דוגמאות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני תחילת ההליך במשקל, להקליט נתונים העקירה ולהכין חדר החזקת ביניים מלאים בנוזל הבדיקה ב RT, לפי D5229 ASTM 31, או סטנדרטי בדיקות המתאימות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את המשקולות מחוררות מקצות כבלי הפלדה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרם את המכסה של הטנק ולתת לו לנוח על צד תומך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את הדגימה ולמקם אותו לתוך תא מעצר ביניים מוכן. חזור על שלב זה עבור כל הדגימות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את הדגימות ולייבש אותם בנפרד, בעזרת מטלית מיקרופייבר כדי להסיר את הנוזלים עודפים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את הדגימה בקנה מידת דיוק גבוה ולהקליט r נתוניםeading. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 3.5-3.6 לכל הדגימות ולאחר מכן בצעתי צעד פרוטוקול 1. </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.

מהנתונים שנרכשו, ניתן לראות כי תרחיש הבדיקה במקביל לא משפיע על העמידות של דגימות קצף פוליאוריטן הסגור תא. ניתן לראות זאת על ידי השוואת ההתקות שונות באופן משמעותי (איור 5) והמון שייר לכישלון (איור 6) של דגימות יבשות ורטובות. איור 7 מראה תמונות ?...

פולימרים ופולימר מחוזקים בסיבים מרוכבים (FRP) אומצו במגוון רחב של מבנים הנדסיים, החל ממטוסים וחלליים, כלי שיט, תשתיות אזרחיות, (ראה לביקורות דוגמאות של et al. 1, 2 Hollaway, אל Mouritz et Katnam . 3), מכוניות ורכבות, להבי טורבינות רוח, לתותבות וביו-חומרים לתפרים ושתלים. העמידות &quot;חומרים אלה מושפעת מתרחישים מורכבים שירות, אשר עשוי לכלול שילוב של) טעינה תרמו-מכאני, למשל, להקפיא ההפשרה מחזורים בתשתיות האזרחיות 4, טיסה תת-קולית / קולית פרופילי 5, ללבוש בפוליאתילן מגובי מתכת 6) ; ב) השפלה בשל חומרים כימיים סביבתיים ו, למשל, מי ים, הפשרת קרח, נוזל הידראולי למבנים וחלל ימיים 7-10, השפלה של חומרים מרוכבים שיניים polymethylmethacrylate בשל רוק 11; ג) inte המורכבractions של חומרים במפרקים מהודקים או ערובה, למשל, גלווני קורוזיה וdebonding בין חומרים שונים, בין אם בתיקון תיקון פחמן / סיבים בעור אלומיניום מטוסים, או צלחת עצם פחמן / הצצה מהודקת על ידי נירוסטה 12. למרבה הצער יש מוגבל בידע של ההשפעה של גירויים בשירות בו-זמנית על העמידות לטווח הארוך של חומרים אלה. רוב הפולימרים עשויים להיות מסווגים כחומר viscoelastic. עומסים מכאניים ותנאים סביבתיים משפיעים באופן משמעותי את תגובת viscoelastic של פולימרים. לפיכך, מודלים אמין עבור &#39;חומרים אלה התנהגות לטווח ארוך צריכים להיות מסוגלים לשלב תגובות תלויות זמן לhygrothermal שילוב, גירויים מכאניים, כימיים. זה בתורו ישפר את תחזיות עיצוב, בטיחות ופרוטוקולי תחזוקה / החלפה מבוססת מצב. ישנו גוף ספרות גדול על בדיקות ניסיוניות על השפעות hygrothermal, לבדיקות דיפוזיה הדוגמא hygrothermal: אם בקנה מידה של הדגימות מאפשרת לה, דגימות חומר עשויות להיות ממוקמות בתא ברמות לחות והטמפרטורה רצויה. הדגימות יוסרו מעת לעת כדי למדוד המסה ו / או נפח שינוייהם לכמות נתונה של זמן, משבועות לשנים 10,13-17. מבחן hygrothermal יכול להיות מלווה בדיקות מכאניות, כלומר, כוח סטטי / עייפות שייר / בדיקות מכניקת שבר 17-19, שרק נותנת מידע על ההשפעה של גירוי hygrothermal על התגובות מכאניות של חומרים. נתוני בדיקה עשויים להיות מצוידים לדגמי דיפוזיה של משתנה מורכבות, מדיפוזיה Fickian פשוטה על דגמים הכוללים תלות בריכוז, מתח, טמפרטורה, הזדקנות / Plasticization הפיסית הפיכה ותגובות כימיות בלתי הפיכות. תפוקה ניסיונית זה עשויה להיות משולב נוסף בניתוחים מבניים. מחברים מעטים התייחסו להשפעה של HY בו זמניתgrothermal וגירויים מכאניים. בין חומרים מרוכבים FRP מחקר אלה, נוימן וGarom 20 שקועים הדגישו ודגימות unstressed במים מזוקקים. מתח יושם על ידי מיקום הדגימות בתוך מעיינות נירוסטה דחוסות, כוונון העומס באמצעות stiffnesses האביב שונה והמון דחיסה. הליך דומה שדווח על ידי et al וואן. 21. Helbling ו -22 Karbhari מועסק מתקן כיפוף בתוך תא סביבתי לאחוזים שונים לחות היחסית (% לחות יחסית) ורמות הטמפרטורה. הדגימות הממוזגות מראש היו נתונים לרמת מתח כיפוף נתון, המקביל לשיעור של זן המתיחה האולטימטיבי סטטי לרוכב ה. Kasturiarachchi ופריצ&#39;רד 23 מוכן לנענע נירוסטה 4 נקודות כיפוף (אחד לכל דגימה) שהוצב על מדף בתא ייבוש זכוכית גדול. הייבוש היה מלא באופן חלקי עם מים מזוקקים, היו דליפות קטנות כדי למנוע buildup של לחץ, והושם בתא לחות על 95% לחות יחסית. גלרט ו -7 טורלי חקרו דגימות מרוכבים FRP כיתה ימית לעמידות שלהם תחת העמסת זחילה משולבת ו -100% לחות יחסית. הדגימות שלהם הועמסו בכיפוף 4 נקודות בעומס קבוע השווה ל- 20% מכישלון העומס כפף סטטי, ואילו שקועים לחלוטין במי ים. סטיית השרץ נרכשה מעת לעת על ידי שימוש במד עובי בין פני השטח החיצוני של הקורה בחתך המרכזי, וצלחת זכוכית (הוא הסיק שמדידה זו בוצעה מחוץ לחדר). עבד אל-מגיד et al. 24 להציב דוגמאות של הזכוכית / אפוקסי במתקן סביבתי Invar שסופק על ידי נאס&quot;א לנגלי, כדגימות הועמסו במתח לאורך כיוון הסיבים, ב 20% מהעומס הצירי האולטימטיבי. Ellyin וRohrbarcher 25 רצו בדיקות hygrothermal לעד 140 ימים, ולאחר מכן בדקו את הדגימות בעייפות על מכונת בדיקה הידראולית. הדגימהים היו עטוף בבד גבינה רטובה מחוברים לצינור ואספקת מים. ארל et al. 26 מיקום מתקן טעינתם והדגימות בתא גדול סביבתי (5.5 מ &#39;3). כפי שנאמר ברבים מחקרי ניסויים, התנאים הסביבתיים משפיעים על תכונות מכאניות של הפולימרים ותגובות. כמה ניסויים מוגבלים גם להראות כי קיומו של מתח / לחץ מכאני משפיע על תהליך דיפוזיה בפולימרים. לפיכך, כדי לשפר את ההבנה על הביצועים הכוללים של חומרים מבוססים-פולימר תחת השפעת שני מכאנית ולא מכאנית, יש צורך בבדיקה בו-זמנית. היו כמה מטרות מאחורי העיצוב של פלטפורמת הבדיקות שנדונה במאמר זה. ראשית, הפלטפורמה היא חלק מהגדרת הניסוי בחקירה רב-שנתית על hygrothermo-מכאני התנהגות סוגים שונים של חומרים מרוכבים כריך FRP של לטורבינת רוחיישומי הנדסה ימיים nd. נתוני הבדיקה משמשים לכיול הפרמטרים במשוואות המכוננות viscoelastic לרוכבי פולימרים. המודלים המכוננים מבוססים על העבודה שפותחה במשך השנים על ידי Muliana ומשתפי פעולה 27-30. המטרה השנייה הייתה לי בעלות נמוכה ופלטפורמת בדיקות ידידותית למשתמש, למשל אחד שיכול להיות בקלות עברה במעבדה (למשל, לקנה מידה למדידת מסה, או למקור של הנוזל, למשל, אחד הקרובה מברז, fumehood או קבינט דליק). המטרה השלישית הייתה ליצור פלטפורמה לבדיקה כי הוא עמיד למספר הכימיקלים הנפוץ בשירות (במיוחד נוזל הידראולי, הפשרת הקרח, בחומרי ניקוי ממסים עבור יישומי התעופה 8-10), ובכך דגימות יכולות להיות שקועה בכימיקלים כגון, ו העמידות שלהם יכולה להיות מוערכת. התא (איור 1) נבנה עם polyethyle בצפיפות גבוההne, שבו יש עמידות כימית גבוהה. כפי שצוין לעיל, צפוי כי עבודה בעתיד תכלול חקירת hygrothermo-המכני של חומרים מרוכבים שקועים בנוזל הידראולי, נגד התקרחות, בחומרי ניקוי ממסים. מאז רגולציה תרמית היא היבט בלתי נפרד מבדיקה, קצף פוליסטירן היה להתאים סביב דפנות המכל ומאובטח במקום על ידי קלטת ומסגרת הפלדה עצמו, כדי למנוע החלפת חום עם הסביבה. המכסה של התא (איור 2) יוצרה מפוליקרבונט השקוף, 9.525 מ&quot;מ בעובי, המאפשרת למשתמשים לצפות בדגימות במהלך בדיקה מבלי להפריע המבחן. המכסה מאובטח במקום על ידי T-ברים אלומיניום, שהיו במכונה כדי להחליק מתחת תלויים בסוגריים על דפנות המכל. כיפוף בדגימות נחקק על ידי שלושה בלוקים אלומיניום, אשר תולים למטה מהמכסה, ומהודקים באמצעות חריצים במכסה. שלושה בלוקים מאפשרים עד ארבע specimens להיבדק בפעם אחת, ואילו חריצי המכסה לאפשר מרווח הבלוק להיות מותאם בהתאם לאורכו של הדגימות. כל בלוק מעוגל בקצה המגעים לקוטר 12.7 מ&quot;מ, בדבקות בD790-10 תקן ASTM. הדגימות ממוקמות מתחת שתיים משלושת בלוקים, עם כוח כלפי מעלה מיושם במרכזו כדי לגרום לכיפוף (איורים 1-2). המנגנון נועד עם מקסימום צדדיות וקלות של שימוש בחשבון. גלגלים עם 41.275 מ&quot;מ קוטר מהודקים מתחת לתא למטרות ניידות. מעליהם, הטנק נתמך על ידי מסגרת פלדה מרותכת עם תחתית רשת תיל וקורות צולבות לתמיכה. מפרידי מניית זווית לטנק הפינות מחוץ יוצרו כדי לשמור על הבידוד מלהימחץ על ידי מודד המשקל ועקירה מעל (מנגנון סיר מחרוזת, נדונו בהמשך). סביב החלק העליון, מניית הזווית שימשה שוב למסגור. מערכות גלגלת ופוטנציומטר מחרוזת measuמחדש סטיית אמצע טווח-הם רכובים על ארבע פלדה, קשתות מרובעות צינורות (איור 3). מרכז שתי קשתות מתוך ארבעה אלה נושאים את פוטנציומטר המחרוזת וניתנות להתאמה לחשבון צדדיות דגימה. פוטנציומטר המחרוזת נבנה באמצעות קפיץ torsional (ניתן למצוא כמו בשרוכים נשלפים מפתח) ופוטנציומטרים עם פלטים אלקטרוניים שלושת פינים. הגלגלות מיושרות ורכובות לשימוש עם כבל פלדה פועל מחיבור נוקשה על ידי הדגימה למוט תלייה על הצד של החדר ליישום משקל להתאמה. העומס מוחל על הדגימה באמצעות סדרה של כבלים, גלגלות, קשרים וברגים. ראשית, הדגימה מועבר לU-הבורג כך שבר הצלב 10 מ&quot;מ הפנייה אמצע הטווח. מוט פלדה בקוטר 9.525 מ&quot;מ עם ברגי עין בכל קצה לאחר מכן מחובר לU-הבריח. חיבור פלדה זה עובר דרך את המכסה של התא. כבל פלדה ולא Kevlarhread מחובר ללולאה בהפך U-הבריח. הדבר זה מאפשר לחוט Kevlar מפוטנציומטר המחרוזת לקרוא את הנתונים מנקודה נוקשה. כבל הפלדה ממשיך כלפי מעלה ועובר מעל שתי גלגלות המאפשרות את העומס שיש להחיל בפריפריה של הטנק. הכבל מחובר אז מוט פלדה בקוטר 9.525 מ&quot;מ המשמש כקולב משקל מחוררת. קולב זה מספק מקום שבו ניתן להגדיר את המשקולות מחוררות כדי להחיל את העומס הרצוי.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="581">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:127px;">Name of Material/</td>
			<td rowspan="2" style="width:140px;">Company</td>
			<td rowspan="2" style="width:129px;">Catalog Number</td>
			<td rowspan="2" style="width:185px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:127px;">Equipment</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:127px;">Aluminum 6061 rectangular bars</td>
			<td style="width:140px;">McMaster-Carr, USA</td>
			<td style="width:129px;">8975K268, 1668T72, 7062T17,&#160;</td>
			<td style="width:185px;">Part of testing platform</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:127px;">Aluminum 6061 90 deg. angles</td>
			<td style="width:140px;">McMaster-Carr, USA</td>
			<td style="width:129px;">8982K91, 8982K14&#160;</td>
			<td style="width:185px;">Part of testing platform</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:127px;">440C stainless steel</td>
			<td style="width:140px;">McMaster-Carr, USA</td>
			<td style="width:129px;">6253K52</td>
			<td style="width:185px;">Part of testing platform</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="43" rowspan="2" style="height:43px;width:127px;">High-density polyethylene sheets</td>
			<td rowspan="2" style="width:140px;">Tap Plastics, USA</td>
			<td rowspan="2" style="width:129px;">N/A (0.236 in. thick x 10.75 in. wide x 16.75 in. long)</td>
			<td rowspan="2" style="width:185px;">Part of testing platform</td>
		</tr>
		<tr height="22">
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="43" rowspan="2" style="height:43px;width:127px;">High-density polyethylene sheets</td>
			<td rowspan="2" style="width:140px;">Tap Plastics, USA</td>
			<td rowspan="2" style="width:129px;">N/A (0.354 in. thick x 6 in. wide x 10 in. long)</td>
			<td rowspan="2" style="width:185px;">Part of testing platform</td>
		</tr>
		<tr height="22">
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="43" rowspan="2" style="height:43px;width:127px;">High-density polyethylene sheets</td>
			<td rowspan="2" style="width:140px;">Tap Plastics, USA</td>
			<td rowspan="2" style="width:129px;">N/A (0.354 in. thick x 6 in. wide x 16.75 in. long)</td>
			<td rowspan="2" style="width:185px;">Part of testing platform</td>
		</tr>
		<tr height="22">
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="43" rowspan="2" style="height:43px;width:127px;">Polycarbonate sheets</td>
			<td rowspan="2" style="width:140px;">Tap Plastics, USA</td>
			<td rowspan="2" style="width:129px;">N/A (0.375 in thick, 11.5 in. wide, 17.5 in long)</td>
			<td rowspan="2" style="width:185px;">Part of testing platform</td>
		</tr>
		<tr height="22">
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="43" rowspan="2" style="height:43px;width:127px;">Expanded polystyrene foam</td>
			<td rowspan="2" style="width:140px;">Home Depot</td>
			<td rowspan="2" style="width:129px;">Model # 310880 Internet # 202532855</td>
			<td rowspan="2" style="width:185px;">Part of testing platform</td>
		</tr>
		<tr height="22">
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:127px;">Galvanized steel rope</td>
			<td style="width:140px;">McMaster-Carr, USA</td>
			<td style="width:129px;">3498T63</td>
			<td style="width:185px;">Part of testing platform</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:127px;">Steel eye bolt</td>
			<td style="width:140px;">McMaster-Carr, USA</td>
			<td style="width:129px;">3013T341</td>
			<td style="width:185px;">Part of testing platform</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="43" rowspan="2" style="height:43px;width:127px;">Low-carbon steel 90 deg. angle</td>
			<td rowspan="2" style="width:140px;">McMaster-Carr, USA</td>
			<td rowspan="2" style="width:129px;">9017K444&#160;</td>
			<td rowspan="2" style="width:185px;">Part of testing platform</td>
		</tr>
		<tr height="22">
		</tr>
		<tr height="78">
			<td height="100" rowspan="2" style="height:101px;width:127px;">Low-carbon steel rods</td>
			<td rowspan="2" style="width:140px;">McMaster-Carr, USA</td>
			<td rowspan="2" style="width:129px;">8920K84, 8920K75, 8920K231, 8920K135, 8920K84&#160;&#160;&#160;</td>
			<td rowspan="2" style="width:185px;">Part of testing platform</td>
		</tr>
		<tr height="22">
		</tr>
		<tr height="58">
			<td height="80" rowspan="2" style="height:81px;width:127px;">Low-carbon steel tubes</td>
			<td rowspan="2" style="width:140px;">McMaster-Carr, USA</td>
			<td rowspan="2" style="width:129px;">6527K314, 8910K394, 8910K395, 8920K94&#160;&#160;</td>
			<td rowspan="2" style="width:185px;">Part of testing platform</td>
		</tr>
		<tr height="22">
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:127px;">304 stainless steel U-bolt</td>
			<td style="width:140px;">McMaster-Carr, USA</td>
			<td style="width:129px;">8896T104</td>
			<td style="width:185px;">Part of testing platform</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:127px;">Steel pulley</td>
			<td style="width:140px;">McMaster-Carr, USA</td>
			<td style="width:129px;">3099T34</td>
			<td style="width:185px;">Part of testing platform</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:127px;">1008 carbon steel sheets</td>
			<td style="width:140px;">McMaster-Carr, USA</td>
			<td style="width:129px;">9302T113</td>
			<td style="width:185px;">Part of testing platform</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:127px;">Light duty swivel casters</td>
			<td style="width:140px;">Harbor Freight, USA</td>
			<td style="width:129px;">41519</td>
			<td style="width:185px;">Part of testing platform</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="43" rowspan="2" style="height:43px;width:127px;">100-lbf Vinyl Weight Set</td>
			<td rowspan="2" style="width:140px;">Overstock.com</td>
			<td rowspan="2" style="width:129px;">11767059</td>
			<td rowspan="2" style="width:185px;">Part of testing platform</td>
		</tr>
		<tr height="22">
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:127px;">Closed-cell polyurethane foam</td>
			<td style="width:140px;">General Plastics, USA</td>
			<td style="width:129px;">FR-3704</td>
			<td style="width:185px;">Testing samples</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:127px;">Deionized water</td>
			<td style="width:140px;">Faucet, PurLab filtering system</td>
			<td style="width:129px;">N/A</td>
			<td style="width:185px;">Conditioning fluid of tank</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:127px;">Torsional spring</td>
			<td style="width:140px;">Retractable Key Clip, Ebay, USA</td>
			<td style="width:129px;">Lot 10</td>
			<td style="width:185px;">Used to build string potentiometer</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:127px;">Kevlar thread</td>
			<td style="width:140px;">Cabela&#8217;s</td>
			<td style="width:129px;">IK-321909</td>
			<td style="width:185px;">Used to build string potentiometer</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:127px;">10 kOhm potentiometer</td>
			<td style="width:140px;">Ebay, USA</td>
			<td style="width:129px;">3590S-2-103L</td>
			<td style="width:185px;">Used to build string potentiometer</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:127px;">Digital multimeter</td>
			<td style="width:140px;">Harbor Freight, USA</td>
			<td style="width:129px;">98674</td>
			<td style="width:185px;">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

העמידות של פולימרים וחומרים מרוכבים פולימר מחוזק בסיבים בתנאי שירות היא היבט קריטי להתייחס לעיצובים חזקים שלהם ותחזוקה מבוססת מצב. חומרים אלה אומצו במגוון רחב של יישומים הנדסיים, ממבני מטוסים וספינה, לגשרים, להבי טורבינות רוח, ביו-חומרים ושתלים ביו-רפואיים. פולימרים הם חומרי viscoelastic, והתגובה שלהם עשויה להיות בלתי ליניארית וכך להפוך אותו למאתגר לחזות ולעקוב אחר הביצועים בשירות שלהם. פלטפורמת בדיקות מעבדה בקנה המידה שהוצגה במסמך זה מסייעת לחקירה של ההשפעה של עומסים מכאניים במקביל ותנאים סביבתיים בחומרים אלה. הפלטפורמה נועדה להיות בעלות נמוכה וידידותי למשתמש. שלה חומרים כימיים עמידים להפוך את הפלטפורמה להתאמה ללימודי התפרקות כימית עקב חשיפה בשירות לנוזלים. דוגמא לניסוי נערכה ב RT על תאים סגורים פוליאוריטןדגימות קצף עמוסות במשקל המתאים ל~ 50% מעומס סטטי והיבש האולטימטיבי שלהם. תוצאות מראות כי מנגנון הבדיקה מתאים ללימודים אלה. תוצאות גם להדגיש את הפגיעות גדולות יותר של הפולימר תחת העמסה בו זמנית, המבוססות על התקות נקודת האמצע גבוהות והמון כישלון שייר נמוך יותר. המלצות עשויות לשיפורים נוספים למנגנון הבדיקה.

מנגנון הבדיקה קיימה בהצלחה דגימות שקועה בנוזל מתחת לכיפוף שלוש נקודות. שלהם בדיוק סבירים, ניתן לטעון דגימות ונבדקו עם קריאות מדויקות מפוטנציומטר לשינויי סטיית נקודת אמצע. השינוי בהתנגדות חשמלית ניתן להקליט עד 4 דמויות משמעותיות, וכתוצאה מכך החלטת עקירה של הצו של 0.1 מ...

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.

בדיקת פלטפורמה לעמידות ללימודים של פולימרים ומחוזקים בסיבים פולימריים מרוכבים תחת גירויים במקביל Hygrothermo-מכאניים

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

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 Views.  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

Controlling the Size, Shape and Stability of Supramolecular Polymers in Water

For aqueous based supramolecular polymers, the simultaneous control over shape, size and stability is very difficult1. At the same time, the ability to do so is highly important in view of a number of applications in functional soft matter including electronics, biomedical engineering, and sensors. In the past, successful strategies to control the size and shape of supramolecular polymers typically focused on the use of templates2,3, end cappers4 or selective solvent techniques5. 
Here we disclose a strategy based on self-assembling discotic amphiphiles that leads to the control over stack length and shape of ordered, chiral columnar aggregates. By balancing electrostatic repulsive interactions on the hydrophilic rim and attractive non-covalent forces within the hydrophobic core of the polymerizing building block, we manage to create small and discrete spherical objects6,7. Increasing the salt concentration to screen the charges induces a sphere-to-rod transition. Intriguingly, this transition is expressed in an increase of cooperativity in the temperature-dependent self-assembly mechanism, and more stable aggregates are obtained. 
For our study we select a benzene-1,3,5-tricarboxamide (BTA) core connected to a hydrophilic metal chelate via a hydrophobic, fluorinated L-phenylalanine based spacer (Scheme 1). The metal chelate selected is a Gd(III)-DTPA complex that contains two overall remaining charges per complex and necessarily two counter ions. The one-dimensional growth of the aggregate is directed by &pi;-&pi; stacking and intermolecular hydrogen bonding. However, the electrostatic, repulsive forces that arise from the charges on the Gd(III)-DTPA complex start limiting the one-dimensional growth of the BTA-based discotic once a certain size is reached. At millimolar concentrations the formed aggregate has a spherical shape and a diameter of around 5 nm as inferred from 1H-NMR spectroscopy, small angle X-ray scattering, and cryogenic transmission electron microscopy (cryo-TEM). The strength of the electrostatic repulsive interactions between molecules can be reduced by increasing the salt concentration of the buffered solutions. This screening of the charges induces a transition from spherical aggregates into elongated rods with a length &gt; 25 nm. Cryo-TEM allows to visualise the changes in shape and size. In addition, CD spectroscopy permits to derive the mechanistic details of the self-assembly processes before and after the addition of salt. Importantly, the cooperativity -a key feature that dictates the physical properties of the produced supramolecular polymers- increases dramatically upon screening the electrostatic interactions. This increase in cooperativity results in a significant increase in the molecular weight of the formed supramolecular polymers in water.

The goal of this experiment is to determine and control the size, shape and stability of self-assembled discotic amphiphiles in water. For aqueous based supramolecular polymers such level of control is very difficult. We apply a strategy using both repulsive and attractive interactions. The experimental techniques applied to characterize this system are broadly applicable.

שליטה על גודל, צורה ויציבות של פולימרים מולקולריים במים

For aqueous based supramolecular polymers, the simultaneous control over shape, size and stability is very difficult1. At the same time, the ability to do ...

Concurrent Quantitative Conductivity and Mechanical Properties Measurements of Organic Photovoltaic Materials using AFM

Organic photovoltaic (OPV) materials are inherently inhomogeneous at the nanometer scale. Nanoscale inhomogeneity of OPV materials affects performance of photovoltaic devices. Thus, understanding of spatial variations in composition as well as electrical properties of OPV materials is of paramount importance for moving PV technology forward.1,2 In this paper, we describe a protocol for quantitative measurements of electrical and mechanical properties of OPV materials with sub-100 nm resolution. Currently, materials properties measurements performed using commercially available AFM-based techniques (PeakForce, conductive AFM) generally provide only qualitative information. The values for resistance as well as Young's modulus measured using our method on the prototypical ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PC61BM system correspond well with literature data. The P3HT:PC61BM blend separates onto PC61BM-rich and P3HT-rich domains. Mechanical properties of PC61BM-rich and P3HT-rich domains are different, which allows for domain attribution on the surface of the film. Importantly, combining mechanical and electrical data allows for correlation of the domain structure on the surface of the film with electrical properties variation measured through the thickness of the film.

Organic photovoltaic (OPV) materials are inherently inhomogeneous at the nanometer scale. Nanoscale inhomogeneity of OPV materials affects performance of photovoltaic devices. In this paper, we describe a protocol for quantitative measurements of electrical and mechanical properties of OPV materials with sub-100 nm resolution.

מוליכות כמותית במקביל ומדידת תכונות מכאנית של חומרים אורגניים באמצעות Photovoltaic AFM

Organic photovoltaic  (OPV) materials are inherently inhomogeneous at the nanometer scale. Nanoscale  inhomogeneity of OPV materials affects performance ...

Ultrasonic Welding of Thermoplastic Composite Coupons for Mechanical Characterization of Welded Joints through Single Lap Shear Testing

This paper presents a novel straightforward method for ultrasonic welding of thermoplastic-composite coupons in optimum processing conditions. The ultrasonic welding process described in this paper is based on three main pillars. Firstly, flat energy directors are used for preferential heat generation at the joining interface during the welding process. A flat energy director is a neat thermoplastic resin film that is placed between the parts to be joined prior to the welding process and heats up preferentially owing to its lower compressive stiffness relative to the composite substrates. Consequently, flat energy directors provide a simple solution that does not require molding of resin protrusions on the surfaces of the composite substrates, as opposed to ultrasonic welding of unreinforced plastics. Secondly, the process data provided by the ultrasonic welder is used to rapidly define the optimum welding parameters for any thermoplastic composite material combination. Thirdly, displacement control is used in the welding process to ensure consistent quality of the welded joints. According to this method, thermoplastic-composite flat coupons are individually welded in a single lap configuration. Mechanical testing of the welded coupons allows determining the apparent lap shear strength of the joints, which is one of the properties most commonly used to quantify the strength of thermoplastic composite welded joints.

A straightforward procedure for ultrasonic welding of thermoplastic composite coupons for basic mechanical testing is described. Key characteristics of this ultrasonic welding process are the use of flat energy directors for simplified process preparation and the use of process data for the fast definition of optimum processing conditions.

ריתוך Ultrasonic של קופונים Composite תרמופלסטיים עבור אפיון מכני של חיבורי ריתוך באמצעות Lap יחיד בדיקות גזירה

This paper presents a novel straightforward method for ultrasonic welding of thermoplastic-composite coupons in optimum processing conditions. The ...

Advanced Compositional Analysis of Nanoparticle-polymer Composites Using Direct Fluorescence Imaging

The fabrication of polymer-nanoparticle composites is extremely important in the development of many functional materials. Identifying the precise composition of these materials is essential, especially in the design of surface catalysts, where the surface concentration of the active component determines the activity of the material. Antimicrobial materials which utilize nanoparticles are a particular focus of this technology. Recently swell encapsulation has emerged as a technique for inserting antimicrobial nanoparticles into a host polymer matrix. Swell encapsulation provides the advantage of localizing the incorporation to the external surfaces of materials, which act as the active sites of these materials. However, quantification of this nanoparticle uptake is challenging. Previous studies explore the link between antimicrobial activity and surface concentration of the active component, but this is not directly visualized. Here we show a reliable method to monitor the incorporation of nanoparticles into a polymer host matrix via swell encapsulation. We show that the surface concentration of CdSe/ZnS nanoparticles can be accurately visualized through cross-sectional fluorescence imaging. Using this method, we can quantify the uptake of nanoparticles via swell encapsulation and measure the surface concentration of encapsulated particles, which is key in optimizing the activity of functional materials.

Here we present a reliable method to monitor the incorporation of nanoparticles into a polymer host matrix via swell encapsulation. We show that the surface concentration of cadmium selenide quantum dots can be accurately visualized through cross-sectional fluorescence imaging.

ניתוח ההלחנה מתקדם של מרוכבים Nanoparticle-פולימר באמצעות דימות פלואורסצנטי ישיר

The fabrication of polymer-nanoparticle composites is extremely important in the development of many functional materials. Identifying the precise ...

Nanostructured Ag-zeolite Composites as Luminescence-based Humidity Sensors

Small silver clusters confined inside zeolite matrices have recently emerged as a novel type of highly luminescent materials. Their emission has high external quantum efficiencies (EQE) and spans the whole visible spectrum. It has been recently reported that the UV excited luminescence of partially Li-exchanged sodium Linde type A zeolites [LTA(Na)] containing luminescent silver clusters can be controlled by adjusting the water content of the zeolite. These samples showed a dynamic change in their emission color from blue to green and yellow upon an increase of the hydration level of the zeolite, showing the great potential that these materials can have as luminescence-based humidity sensors at the macro and micro scale. Here, we describe the detailed procedure to fabricate a humidity sensor prototype using silver-exchanged zeolite composites. The sensor is produced by suspending the luminescent Ag-zeolites in an aqueous solution of polyethylenimine (PEI) to subsequently deposit a film of the material onto a quartz plate. The coated plate is subjected to several hydration/dehydration cycles to show the functionality of the sensing film.

A protocol for the synthesis of moisture-responsive luminescent Ag-zeolite composites is described in this report.

מרוכבים Nanostructured Ag-זאוליט כמו חיישנים לחים מבוססות הארה

Small silver clusters confined inside zeolite matrices have recently emerged as a novel type of highly luminescent materials. Their emission has high ...

A Novel Biaxial Testing Apparatus for the Determination of Forming Limit under Hot Stamping Conditions

The hot stamping and cold die quenching process is increasingly used to form complex shaped structural components of sheet metals. Conventional experimental approaches, such as out-of-plane and in-plane tests, are not applicable to the determination of forming limits when heating and rapid cooling processes are introduced prior to forming for tests conducted under hot stamping conditions. A novel in-plane biaxial testing system was designed and used for the determination of forming limits of sheet metals at various strain paths, temperatures, and strain rates after heating and cooling processes in a resistance heating uniaxial testing machine. The core part of the biaxial testing system is a biaxial apparatus, which transfers a uniaxial force provided by the uniaxial testing machine to a biaxial force. One type of cruciform specimen was designed and verified for the formability test of aluminum alloy 6082 using the proposed biaxial testing system. The digital image correlation (DIC) system with a high-speed camera was used for taking strain measurements of a specimen during a deformation. The aim of proposing this biaxial testing system is to enable the forming limits of an alloy to be determined at various temperatures and strain rates under hot stamping conditions.

This protocol proposes a novel biaxial testing system used on a resistance heating uniaxial tensile test machine in order to determine the forming limit diagram (FLD) of sheet metals under hot stamping conditions.

מנגנון בדיקה חדשנית Biaxial לקביעת גבול יצירת תחת תנאי חם החתמת

The hot stamping and cold die quenching process is increasingly used to form complex shaped structural components of sheet metals. Conventional ...

Preparation of Aligned Steel Fiber Reinforced Cementitious Composite and Its Flexural Behavior

The aim of this work is to present an approach, inspired by the way in which a compass needle maintains a consistent orientation under the action of the Earth&#39;s magnetic field, for manufacturing a cementitious composite reinforced with aligned steel fibers. Aligned steel fiber reinforced cementitious composites (ASFRC) were prepared by applying a uniform electromagnetic field to fresh mortar containing short steel fibers, whereby the short steel fibers were driven to rotate in alignment with the magnetic field. The degree of alignment of steel fibers in hardened ASFRC was assessed both by counting steel fibers in fractured cross-sections and by X-ray computed tomography analysis. The results from the two methods show that the steel fibers in ASFRC were highly aligned while the steel fibers in non-magnetically treated composites were randomly distributed. The aligned steel fibers had a much higher reinforcing efficiency, and the composites, therefore, exhibited significantly enhanced flexural strength and toughness. The ASFRC is thus superior to SFRC in that it can withstand greater tensile stress and more effectively resist cracking.

This protocol describes an approach for manufacturing aligned steel fiber reinforced cementitious composite by applying a uniform electromagnetic field. Aligned steel fiber reinforced cementitious composite exhibits superior mechanical properties to ordinary fiber reinforced concrete.

הכנת מיושר פלדה סיבים מחוזק מורכב Cementitious והתנהגות Flexural שלה

The aim of this work is to present an approach, inspired by the way in which a compass needle maintains a consistent orientation under the action of the ...

Installation Method to Enhance Quality Control for Fiber Reinforced Polymer Spike Anchors

Fiber reinforced polymer (FRP) anchors are a promising way to enhance the performance of externally-bonded FRPs applied to existing structures, as they can delay or even prevent debonding failure. However, a major concern faced by designers is the premature failure of the anchors due to stress concentration. Poor installation quality and preparation of the clearance holes can result in stress concentration that provokes this premature failure. This paper deals with an installation method that aims to reduce the impact of the stress concentration and to provide a proper quality control of the preparation of the drill hole. The method involves three parts: the drilling and cleaning of the holes, the smoothing of the hole edges with a customized drill bit, and the installation of the anchor itself, including the impregnation of the anchor dowel and its insertion. Anchor fans (the free length of the spikes) are then bonded to the external FRP reinforcement. For the end anchorage, and in the case of reinforcements with multiple plies, it is recommended that the anchor fan be inserted between two plies to assist the stress-transfer mechanism. 
The proposed procedure is complemented with a design approach for spike anchors, based on an extensive database. It is proposed that the design follow a number of steps, namely: selection of the anchor diameter and subsequent tensile strength of the connector (that is to say, the anchor before fanning out the free end), evaluation of the reduction in the tensile strength due to bending, provision of enough embedment to prevent slippage failure, and consideration of the number and spacing of anchors for a given reinforcement. In this sense, it should be noted that further research is needed in order to obtain a general expression for the contribution of spike anchors to overall bond strength of FRP reinforcements.

This manuscript presents a method for controlling the quality of installation for spike anchors designed to delay delamination of externally bonded fiber reinforced polymers. The protocol includes the preparation of the drill hole and the insertion process. The most influential parameters on the efficiency of the anchors are discussed.

שיטת התקנה כדי לשפר את בקרת איכות עבור סיבים מחוזק פולימר ספייק עוגנים

Fiber reinforced polymer (FRP) anchors are a promising way to enhance the performance of externally-bonded FRPs applied to existing structures, as they ...

Applicability Analysis of Assessment Methods for Morphological Parameters of Corroded Steel Bars

The irregular and uneven residual sections along the length of a corroded steel bar substantially change its mechanical properties and significantly dominate the safety and performance of an existing concrete structure. As a result, it is important to measure the geometry and amount of corrosion of a steel bar in a structure properly to assess the residual bearing capacity and service life of the structure. This paper introduces and compares five different methods for measuring the geometry and amount of corrosion of a steel bar. A single 500 mm long and 14 mm diameter steel bar is the specimen that is subjected to accelerated corrosion in this protocol. Its morphology and the amount of corrosion were carefully measured before and after using mass loss measurements, a Vernier caliper, drainage measurements, 3D scanning, and X-ray micro-computed tomography (XCT). The applicability and suitability of these different methods were then evaluated. The results show that the Vernier caliper is the best choice for measuring the morphology of a non-corroded bar, while 3D scanning is the most suitable for quantifying the morphology of a corroded bar.

This paper measures the geometry and the amount of corrosion of a steel bar using different methods: mass loss, calipers, drainage measurements, 3D scanning, and X-ray micro-computed tomography (XCT).

ניתוח ישימות שיטות הערכה מורפולוגית פרמטרים של פסי פלדה מאוכלת

The irregular and uneven residual sections along the length of a corroded steel bar substantially change its mechanical properties and significantly ...

Method Development for Contactless Resonant Cavity Dielectric Spectroscopic Studies of Cellulosic Paper

The current analytical techniques for characterizing printing and graphic arts substrates are largely ex situ and destructive. This limits the amount of data that can be obtained from an individual sample and renders it difficult to produce statistically relevant data for unique and rare materials. Resonant cavity dielectric spectroscopy is a non-destructive, contactless technique which can simultaneously interrogate both sides of a sheeted material and provide measurements which are suitable for statistical interpretations. This offers analysts the ability to quickly discriminate between sheeted materials based on composition and storage history. In this methodology article, we demonstrate how contactless resonant cavity dielectric spectroscopy may be used to differentiate between paper analytes of varying fiber species compositions, to determine the relative age of the paper, and to detect and quantify the amount of post-consumer waste (PCW) recycled fiber content in manufactured office paper.

A protocol for the non-destructive analysis of the fiber content and relative age of paper.

פיתוח שיטה עבור מדעי החלל ללא מגע מכשירים ספקטרוסקופיים הדיאלקטרי של הנייר תאית

The current analytical techniques for characterizing printing and graphic arts substrates are largely ex situ and destructive. This limits the amount of ...