섬유 강화 고분자 재료의 인장 시험

Overview

출처: 로베르토 레온, 버지니아 공대, 블랙스버그, 버지니아 토목 및 환경 공학부

섬유 강화 중합체 재료(FRP)는 중합체 수지에내장된 세로 섬유에 의해 형성되는 복합 재료로, 따라서 하나 이상의 방향을 따라 정렬된 섬유로 폴리머 매트릭스를 생성한다. 가장 간단한 형태로 FRP 재료의 섬유는 질서 있고 병렬 방식으로 정렬되므로 정형 외과 재료 특성을 부여하므로 재료가 두 방향으로 다르게 행동한다는 것을 의미합니다. 섬유와 평행하게, 재료는 매우 강하고 뻣뻣한 반면, 섬유에 수직은 매우 약할 것입니다, 강도는 단지 전체 매트릭스 대신 수지에 기인 할 수 있기 때문에.

이러한 단방향 구성의 예는 철근 콘크리트 구조에 사용되는 기존의 강철 막대를 모방하는 상용 FRP 보강 막대입니다. FRP 재료는 보행자 교량 및 계단과 같은 독립형 구조물로 사용되며 기존 구조물을 강화하고 수리하는 재료로도 사용됩니다. 얇고 긴 플레이트는 종종 강도를 추가하기 위해 기존 콘크리트 구조에 epoxied됩니다. 이 경우 FRP 막대는 외부 보강 역할을 합니다. FRP 바와 플레이트는 더 가볍고 부식성이 뛰어나므로 교량 데크와 주차장에서 디빙 슬랫이 기존 막대의 급속한 악화로 이어지는 응용 프로그램을 찾고 있습니다.

이 실험실 운동에서는 단방향 표본의 인장 거동이 궁극적인 강도와 변형 능력에 중점을 두고 연구될 것입니다. 시편의 동작은 고장까지 탄력이 있을 것으로 예상되며, 이는 갑작스럽고 폭발적인 방식으로 발생할 것으로 예상된다. 이 동작은 경질 변형 용량과 고장 전에 경화변형을 나타내는 연성 강철과 대조되어야 합니다.

Procedure
  1. 이러한 표본의 일반적인 폭발성 고장이 많은 작고 날카로운 파편을 날기 때문에 적절한 안전 예방 조치를 취하고 눈 보호를 착용하십시오.
  2. 4개의 FRP 견본을 가져옵니다. 2개는 단방향 0.5인치 E-glass FRP 플레이트가 1" x 8" 표본으로 절단되어 섬유의 방향을 따라, 하나는 섬유에 수직으로 절단됩니다. 세 번째 표본은 0.25인치 탄소 FRP 철근이 될 것이며, 네 번째 표본은 0.25 FRP E-유리 철근이 될 것입니다. 철근 표본은 약 24 인치 길이여야합니다.
  3. 시편 끝의 12인치를 약간 더 큰 강철 원형 및 직사각형 섹션에 포함시켜 계측기의 홀더를 부착하고 고강도 에폭시로 빈 공간을 채웁니다. 에폭시가 제조 사양에 따라 치료하도록 하십시오. 이러한 유형의 최종 연결은 기존의 UTM 그립의 세레이션이 수지를 파괴하고 조기 종료 실패로 이어질 수 있기 때문에 필요합니다.
  4. UTM을 켜고 소프트웨어를 초기화하여 다른 장력 테스트와 동일한 방식으로 진행합니다.
  5. 표본을 그립에 삽입

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Results

E-유리 FRP 플레이트 시편에 대한 일반적인 응력-변형 곡선은 두 개의 단종층이 세로로 정렬된 플레이트(도 1) 및 각각 수직(도 2)을 적재 방향으로 나타내고 있다. 섬유(도 1)에 평행하게 적용된 하중의 경우, 최대 힘은 12.32kips였으며, 이는 98.6ksi의 인장 강도에 해당한다. 실패는 2.98 %의 변형과 탄성의 계수에서 발생, 최종 부하의 30 %에서 선 접선에서 계산, 5686 ksi이었다. extens...

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Application and Summary

FRP 재료는 민간, 기계 및 항공 우주 응용 분야에서 광범위하게 사용되는 가볍고 강력한 복합재입니다. 그들은 수지 또는 유사한 매트릭스에 내장 된 강한 섬유로 구성되어 있으며, 프리펙 스트립과 라미네이트를 포함하여 다양한 형태로 제조됩니다. 그들의 강도와 강성은 섬유의 양, 유형 및 방향성을 변화시킴으로써 맞춤화 될 수 있습니다. FRP 재료는 금속 또는 폴리머보다 훨씬 작은 변형 용?...

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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

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