Name: cutting procedures, tensile testing, and ageing of flexible unidirectional composite laminates
Uploaded: 2019-04-27T14:00:00
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Die Autoren möchten Stuart Leigh Phoenix für seine hilfreichen Diskussionen, Mike Riley für seine Unterstützung beim mechanischen Testaufbau und Honeywell für die Bereitstellung einiger Materialien würdigen. Die Finanzierung von Amy Engelbrecht-Wiggans wurde im Rahmen des Zuschusses 70NANB17H337 bereitgestellt. Die Finanzierung von Ajay Krishnamurthy wurde im Rahmen des Zuschusses 70NANB15H272 bereitgestellt. Die Finanzierung von Amanda L. Forster wurde vom Verteidigungsministerium durch die interinstitutionelle Vereinbarung R17-643-0013 bereitgestellt.

1. Schneidverfahren für Kettrichtungsproben, die senkrecht zur Achse der Rolle geschnitten werden
<ol><li>Identifizieren Sie eine Schraube aus unidirektionazielem Material, das getestet werden soll. ANMERKUNG: Es gibt keine Kettung (verwendet, um die Richtung senkrecht zur Achse der Rolle zu beschreiben) und Schuss (verwendet, um die Richtung parallel zur Achse der Rolle zu beschreiben) im traditionellen textilen Sinne, da das hier verwendete Material nicht gewebt ist, aber diese Begriffe sind entlehnt fo r Klarhei...

<ol>
	<li>Forster, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrolytic+stability+of+polybenzobisoxazole+and+polyterephthalamide+body+armor.">Hydrolytic stability of polybenzobisoxazole and polyterephthalamide body armor.</a> Polymer Degradation and Stability. 96 (2), 247-254 (2011).</li><li>Forster, A. 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(Reapproved). , 1-8 (2017).</li><li>ASTM D3950. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standard+Specification+for+Strapping,+Nonmetallic+(and+Joining+Methods).">Standard Specification for Strapping, Nonmetallic (and Joining Methods).</a> Annual Book of ASTM Standards. , 1-7 (2017).</li><li>Weibull, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Statistical+Distribution+Function+of+Wide+applicability.">A Statistical Distribution Function of Wide applicability.</a> Journal of applied mechanics. 18 (4), 293-297 (1951).</li><li>Coleman, B. 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I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-dependent+fiber+bundles+with+local+load+sharing.+II.+General+Weibull+fibers.">Time-dependent fiber bundles with local load sharing. II. General Weibull fibers.</a> Physical Review E - Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics. 80 (6), 1-14 (2009).</li></ol>

Die richtige Bestimmung der Faserrichtung ist entscheidend. Der Vorteil der in den Schritten 1.4–1.6 des Protokolls beschriebenen Methode besteht darin, dass die vollständige Kontrolle darüber besteht, wie viele Fasern zum Starten des Trennprozesses verwendet werden. Dies bedeutet jedoch nicht, dass es eine vollständige Kontrolle über die Breite des endgültigen getrennten Bereichs gibt, da die Fasern nicht vollständig parallel sind und sich übereinander kreuzen können. Beim Trennen einer Charge von Fasern, häu...

Das National Institute of Standards and Technology (NIST) hilft Strafverfolgungsbehörden und Strafjustizbehörden, durch ein Forschungsprogramm sicherzustellen, dass die von ihnen gekauften Geräte und die von ihnen eingesetzten Technologien sicher, zuverlässig und hochwirksam sind. die Langzeitstabilität hochfester Fasern, die in der Körperpanzerung verwendet werden. Vorherige Arbeit1,2konzentrierte sich auf das Feldversagen einer Körperpanzerung aus dem Material Poly (p-Phenylen-2,6-benzobisoxazol) oder PBO, was zu einer umfassenden Überarbeitung des Body-Armor-Standards des National Institute of Justice (NIJ) führte. 3. Seit der Veröffentlichung dieser überarbeiteten Norm wurden am NIST die Arbeiten zur Untersuchung von Alterungsmechanismen in anderen häufig verwendeten Fasern wie Ultrahochmol-Massenpolyethylen (UHMMPE)4 und Poly (p-Phenylenterephthalamid) oder PPTA fortgesetzt. allgemein bekannt als Aramid. All diese Arbeiten konzentrierten sich jedoch auf die Alterung von Garnen und Einzelfasern, was für Gewebe am relevantesten ist. Viele Karosseriepanzerungsdesigns enthalten jedoch UD-Laminate. UD-Laminate bestehen aus dünnen Faserschichten (<0,05 mm), wobei die Fasernin jeder Schicht parallel zueinander 5,6,7 und die Rüstung durch Stapeln der dünnen Bleche in wechselnden Ausrichtungen aufgebaut wird, wie in der Ergänzenden Abbildung 1a dargestellt. Dieses Design stützt sich stark auf ein Bindemittelharz, um die Fasern in jeder Schicht im Allgemeinen parallel zu halten, wie in Der Ergänzenden Abbildung 1bzu sehen ist, und die nominell 0°/90° Ausrichtung der gestapelten Gewebe beizubehalten. Wie Gewebe werden UD-Laminate in der Regel aus zwei großen Faservarianten hergestellt: Aramid oder UHMMPE. UD-Laminate bieten Body-Armor-Designern mehrere Vorteile: Sie ermöglichen ein Panzerungssystem mit geringerem Gewicht im Vergleich zu solchen, die Gewebe verwenden (aufgrund von Festigkeitsverlusten beim Weben), eliminieren die Notwendigkeit einer gewebten Konstruktion und verwenden Fasern mit kleinerem Durchmesser. eine ähnliche Leistung wie Gewebe zu bieten, aber mit einem geringeren Gewicht. PPTA hat sich zuvor als resistent gegen Verschlechterungen durch Temperatur und Feuchtigkeit1,2, aber das Bindemittel kann eine wichtige Rolle bei der Leistung des UD-Laminats spielen. Somit sind die Gesamtauswirkungen der Verwendungsumgebung auf PPTA-basierte Rüstungen unbekannt8.
Bis heute wurden nur sehr vorarbeiten, um die Alterung der in diesen UD-Laminaten verwendeten Bindemittelharze und die Auswirkungen der Bindemittelalterung auf die ballistische Leistung des UD-Laminats zu charakterisieren. Zum Beispiel zeigten UD-Laminate während der Entwicklung des in NIJ Standard-0101.06 verwendeten Konditionierungsprotokolls visuelle Anzeichen von Delamination und Reduktionen von V50 nach Alterung1,2,8. Diese Ergebnisse zeigen die Notwendigkeit eines gründlichen Verständnisses der Materialeigenschaften bei Alterung, um die langfristige strukturelle Leistungsfähigkeit des Materials zu bewerten. Dies wiederum erfordert die Entwicklung standardisierter Methoden zur Abhörung der Fehlereigenschaften dieser Materialien. Die Hauptziele dieser Arbeit sind die Untersuchung von Methoden und Best Practices für die genaue Prüfung der mechanischen Eigenschaften von UD-Laminatmaterialien und die Vorgeschlagene einer neuen Testmethodik für diese Materialien. Bewährte Verfahren für die Alterung von UD-Laminatmaterialien werden in dieser Arbeit ebenfalls beschrieben.
Die Literatur enthält mehrere Beispiele für das Testen der mechanischen Eigenschaften von UD-Laminaten nach dem Heißpressen mehrerer Schichten in eine harte Probe9,10,11. Für starre Verbundlaminate kann ASTM D303912 verwendet werden; In dieser Studie ist das Material jedoch etwa 0,1 mm dick und nicht starr. Einige UD-Laminatmaterialien werden als Vorläufer verwendet, um starre ballistische Schutzartikel wie Helme oder ballistische Platten herzustellen. Das dünne, flexible UD-Laminat kann jedoch auch zur Herstellung von Körperpanzerung9,13verwendet werden.
Das Ziel dieser Arbeit ist es, Methoden zur Erforschung der Leistung der Materialien in weichen Körperpanzerung zu entwickeln, so dass Methoden mit heißem Pressen nicht erforscht wurden, weil sie nicht repräsentativ für die Art und Weise sind, wie das Material in weichen Körperpanzerung verwendet wird. ASTM International hat mehrere Testmethodenstandards für Prüfstreifen aus Geweben, einschließlich ASTM D5034-0914 Standard Test Method for Breaking Strength and Llongation of Textile Fabrics (Grab Test), ASTM D5035-1115 Standard Test Verfahren zur Bruchkraft und Dehnung von Textilgeweben (Strip-Methode), ASTM D6775-1316 Standard-Testmethode für Bruchfestigkeit und Dehnung von Textilband, Band und geflochtenem Material und ASTM D395017 Standardspezifikation für Umreifung, Nichtmetallisch (und Fügemethoden). Diese Normen weisen mehrere wesentliche Unterschiede in Bezug auf die verwendeten Prüfgriffe und die Probengröße auf, wie unten erwähnt.
Die in ASTM D5034-0914 und ASTM D5035-1115 beschriebenen Methoden sind sehr ähnlich und konzentrieren sich auf das Testen von Standardgeweben anstelle von hochfesten Verbundwerkstoffen. Bei den Tests in diesen beiden Normen sind die Kieferflächen der Griffe glatt und flach, obwohl Modifikationen für Proben mit einer Ausfallspannung von mehr als 100 N/cm zulässig sind, um die Rolle eines Stick-Slip-basierten Ausfalls zu minimieren. Vorgeschlagene Modifikationen, um ein Verrutschen zu verhindern, sind, die Backen zu befüllen, den Stoff unter den Kiefern zu beschichten und das Kiefergesicht zu modifizieren. Im Falle dieser Studie beträgt die Probenversagensspannung ca. 1.000 N/cm, so dass diese Griffart zu einem übermäßigen Probenschlupf führt. ASTM D6775-1316 und ASTM D395017 sind für wesentlich stärkere Materialien bestimmt und verlassen sich beide auf Capstan-Griffe. So konzentrierte sich diese Studie auf die Verwendung von Capstan-Griffen.
Darüber hinaus variiert die Probengröße zwischen diesen vier ASTM-Standards erheblich. Die Gurt- und Umreifungsstandards ASTM D6775-1316 und ASTM D395017legen fest, dass die gesamte Breite des Materials getestet werden soll. ASTM D677516 gibt eine maximale Breite von 90 mm an. Im Gegensatz dazu erwarten die Gewebenormen14,15, dass die Probe in der Breite geschnitten wird und entweder eine Breite von 25 mm oder 50 mm vorgibt. Die Gesamtlänge der Probe variiert zwischen 40 cm und 305 cm, und die Spurweite variiert zwischen 75 mm und 250 mm über diese ASTM-Normen. Da die ASTM-Normen hinsichtlich der Probengröße erheblich variieren, wurden für diese Studie drei unterschiedliche Breiten und drei unterschiedliche Längen berücksichtigt.
Die Terminologie, die sich auf die Probenvorbereitung im Protokoll bezieht, ist wie folgt: Schraube > Vorläufermaterial > Material > Probe, bei der sich der Begriff Schraube auf eine Rolle UD-Laminat bezieht, bezieht sich Vorläufermaterial auf eine ungewickelte Menge an UD-Gewebe, die noch befestigt ist. zur Schraube bezieht sich das Material auf ein abgetrenntes Stück UD-Laminat, und die Probe bezieht sich auf ein einzelnes zu prüfendes Stück.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:865px;" width="866">
	<tbody>
		<tr height="65">
			<td height="65" style="height:66px;width:247px;">Capstan Grips</td>
			<td style="width:95px;">Universal grip company</td>
			<td style="width:136px;">20kN wrap grips</td>
			<td style="width:388px;">Capstan grips used in testing</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:247px;">Ceramic knife</td>
			<td style="width:95px;">Slice</td>
			<td align="right" style="width:136px;">10558</td>
			<td style="width:388px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:247px;">Ceramic precision blade</td>
			<td style="width:95px;">Slice</td>
			<td style="width:136px;">00116</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="45">
			<td height="45" style="height:45px;width:247px;">Clamp</td>
			<td style="width:95px;">Irwin</td>
			<td style="width:136px;">quick grip mini bar clamp</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Confocal Microscope</td>
			<td style="width:95px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:247px;">Cutting Mat</td>
			<td style="width:95px;">Rotatrim&#160;</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:388px;">A0 metric self healing cutting mat</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Denton Desktop sputter coater&#160;</td>
			<td style="width:95px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td>sputter coater</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">FEI Helios 660 Dual Beam FIB/SEM</td>
			<td style="width:95px;">FEI Helios</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td>Scanning electron microscope</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:247px;">Motorized rotary cutter</td>
			<td style="width:95px;">Chickadee</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:247px;">Rotary Cutter</td>
			<td style="width:95px;">Fiskars</td>
			<td style="width:136px;">49255A84</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Stereo Microscope</td>
			<td style="width:95px;">National</td>
			<td style="width:136px;">DC4-456H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="45">
			<td height="45" style="height:45px;width:247px;">Straight edge</td>
			<td style="width:95px;">McMaster Carr</td>
			<td style="width:136px;">1935A74</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="45">
			<td height="45" style="height:45px;width:247px;">Surgical Scalpel Blade</td>
			<td style="width:95px;">Sklar Instruments</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:388px;"></td>
		</tr>
		<tr height="45">
			<td height="45" style="height:45px;width:247px;">Surgical Scalpel Handle</td>
			<td style="width:95px;">Swann Morton</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:247px;">Universal Test Machine</td>
			<td style="width:95px;">Instron</td>
			<td align="right" style="width:136px;">4482</td>
			<td>Universal test machine</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:247px;">Utility knife</td>
			<td style="width:95px;">Stanley</td>
			<td style="width:136px;">99E</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

cutting procedures, tensile testing, and ageing of flexible unidirectional composite laminates

Viele Karosseriepanzerungsdesigns enthalten unidirektionale (UD) Laminate. UD-Laminate bestehen aus dünnen (<0,05 mm) Schichten von Hochleistungsgarnen, bei denen die Garne in jeder Schicht parallel zueinander ausgerichtet und mit Bindemittelharzen und dünnen Polymerfolien an Ort und Stelle gehalten werden. Die Rüstung wird durch Stapeln der unidirektionalen Schichten in verschiedenen Ausrichtungen konstruiert. Bisher wurden nur sehr vorarbeiten, um die Alterung der Bindemittelharze, die in unidirektionalen Laminaten verwendet werden, und die Auswirkungen auf ihre Leistung zu charakterisieren. Zum Beispiel zeigten UD-Laminate während der Entwicklung des Konditionierungsprotokolls, das im National Institute of Justice Standard-0101.06 verwendet wurde, visuelle Anzeichen von Delamination und Reduktion ender V50, d. h. der Geschwindigkeit, mit der die Hälfte der Projektile werden erwartet, dass die Rüstung nach dem Altern perforiert wird. Ein besseres Verständnis der Materialeigenschaftenänderungen in UD-Laminaten ist notwendig, um die langfristige Leistung von Rüstungen zu verstehen, die aus diesen Materialien konstruiert sind. Es sind keine aktuellen Normen für die mechanische Abrufung unidirektionaler (UD) Laminatmaterialien empfohlen. Diese Studie untersucht Methoden und Best Practices für die genaue Prüfung der mechanischen Eigenschaften dieser Materialien und schlägt eine neue Testmethodik für diese Materialien vor. Bewährte Verfahren für die Alterung dieser Materialien werden ebenfalls beschrieben.

Viele Iterationen des Schneidens und Testens wurden durchgeführt, um mehrere verschiedene Variablen zu untersuchen. Zu den untersuchten Variablen gehören die Schneidtechnik und das Schneidinstrument, die Prüfrate, die Probenabmessung und die Griffe. Ein kritischer Befund war die Bedeutung der Ausrichtung der Proben auf die Faserrichtung. Im Folgenden werden Datenanalyseverfahren (Konsistenzanalyse, Weibull-Techniken, Ausreißerbestimmung usw.) sowie Überlegungen zum Altern erörtert.<...

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

Ziel der Studie war es, Protokolle zur Vorbereitung konsistenter Proben für genaue mechanische Tests von hochfestem Aramid oder ultrahochmolaren Polyethylen-basierten flexiblen unidirektionalen Verbundlaminatmaterialien zu entwickeln und Protokolle für die künstliche Alterung dieser Materialien.

Schneidverfahren, Zugprüfung und Alterung flexibler unidirektionaler Verbundlaminate

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

Dieses Protokoll kann helfen, wichtige Fragen im Bereich der Karosseriepanzerung zu beantworten, indem es ein wiederholbares Verfahren definiert, um die mechanischen Eigenschaften flexibler unidirektionaler Verbundgewebe zu testen. Ein gerader, sauberer Schnitt, der gut mit der Faserrichtung ausgerichtet ist, ist entscheidend für die genaue Messung der Ausfallspannung, indem zusätzliche Fehlerquellen verhindert werden. Diese Technik schließt eine Lücke in den aktuellen Tests, indem sie das Verhören der Eigenschaften eines Materials ohne heißes Pressen ermöglicht, was repräsentativer für seine Verwendung in der weichen Körperpanzerung ist.Entrollen Sie eine Schraube aus unidirektionazielem Material, die auf einer Arbeitsfläche getestet werden soll. Der ungewickelte Teil ist das Vorläufermaterial. Überprüfen Sie visuell, ob die Hauptfaserrichtung parallel zur Breite der Schraube verläuft.Als nächstes erhalten Sie ein Skalpell, um das Vorläufermaterial zu isolieren. Erstellen Sie eine Registerkarte, indem Sie einen Schnitt parallel zur Faserrichtung erstellen. Dann machen Sie einen weiteren parallelen Schnitt etwa drei Millimeter entfernt.Greifen Sie die Lasche manuell und reißen Sie sie weg, um die Fasern auf der darunter liegenden Schicht freizulegen. Ziehen Sie, bis die beiden Schichten über die gesamte Länge des Vorläufermaterials getrennt wurden. Entfernen Sie alle losen Fasern vom Rand der Lasche, die die freiliegenden Kreuzfasern benachbarten.Diese können bis zu ein bis zwei Millimeter vom Tab-Pfad entfernt sein. Fahren Sie fort, indem Sie das Stück Vorläufermaterial von der Schraube trennen. Drehen Sie das Material, so dass das neue Prinzip Faserrichtung ist die Kettrichtung.Markieren Sie nun die Grifflinien auf dem Material, das in Schussrichtung ausgerichtet ist. Diese Linien sind ein festgelegter Abstand von und parallel zu den Schnittkanten des Materials. Schneiden Sie erneut eine Lasche in das Material, und ziehen Sie dann die Lasche, um die Hauptfaserrichtung für die Probe zu bestimmen, die aus dem Material geschnitten werden soll.Die Faserrichtung sollte senkrecht zu den Grifflinien sein. Nehmen Sie das Material zu einer geeigneten selbstheilenden Gitterschneidmatte. Richten Sie die Faserrichtung vorsichtig an den Rasterlinien auf der Matte aus.Stellen Sie sicher, dass die Faserrichtung im Material an den Rasterlinien ausgerichtet ist. Vermeiden Sie es, das Material zu beschädigen und sichern Sie es an der Schneidmatte, indem Sie seine Ecken verkleben. Verwenden Sie eine medizinische Klinge und eine gerade Kante, um Proben aus dem Material zu schneiden.Platzieren Sie die gerade Kante auf der gewünschten Probenbreite und richten Sie sie am Gitter auf der Schneidematte aus. Klemmen Sie die Enden der geraden Kante an Ort und Stelle und überprüfen Sie, ob sie noch richtig positioniert ist. Schneiden Sie die Probe entlang der geraden Kante mit einer konstanten Geschwindigkeit und Druck.Entfernen Sie die gerade Kante, wobei Darauf zu achten ist, das Material nicht zu bewegen. Entfernen Sie dann die Probe. Dies sind alle Proben, die nach der Wiederholung der Schneidschritte erhalten wurden, um die Probenproduktion zu maximieren.Bereiten Sie sich darauf vor, Punkte zu markieren, die auf einer Probe für die Verwendung mit einem Video-Extensometer nachverfolgt werden sollen. Verwenden Sie aus Gründen der Konsistenz eine Vorlage, die über der Probe platziert wird. Markieren Sie die Messpunkte mit einem permanenten Marker.Stellen Sie sicher, dass die Markierungen auf der Probe sichtbar sind, um eine Messung der Dehnung zu ermöglichen. Als nächstes bringen Sie die Probe zur universellen Prüfmaschine. Dort legen Sie das Ende der Probe durch die Lücke im Capstan ein und bringen Sie es um die Grifflinie herum, wodurch eine Schleife entsteht.Zentrieren Sie die Probe auf den Capstan-Griffen. Drehen Sie das Capstan in die gewünschte Position, während Sie die Probe zentriert halten. Verwenden Sie eine Spannvorrichtung, um die Probe an Ort und Stelle zu halten, bevor Sie das Capstan an Ort und Stelle verriegeln.Schließen Sie die Montage der Probe ab, indem Sie die gleichen Schritte mit dem anderen Ende wiederholen. Wenn Sie fertig sind, wenden Sie eine kleine Vorspannung von zwei Newton an und zeichnen Sie die tatsächliche Spurlänge auf. Richten Sie nun das Gerät so ein, dass es einen Zugversuch mit konstanten 10 Millimetern pro Minute durchführt, und beginnen Sie mit dem Test.Für den Test wendet die Prüfmaschine eine konstante Erweiterungsrate auf die Probe an, während die Last und verschiebung aufgezeichnet werden. Der Test wird fortgesetzt, bis eine Unterbrechung in der Probe auftritt. Dieses Diagramm ist eine typische Last-verschiebungs-Kurve für diese Experimente.Bei der Überwachung des Displays weist eine 90%ige Reduzierung der beobachteten Last auf einen Bruch der Probe hin. Zeichnen Sie maximale Belastung und entsprechende Ausfallbelastung auf. Nach einem Plan für die Studie, schneiden Sie das Material für jede Bedingung zu testen benötigt.Die Streifen sollten breit genug sein, um die erforderlichen Proben zu ergeben und zusätzliche 10 Millimeter oder mehr haben. Legen Sie die Streifen für die Umweltbelastung in ein Tablett. Stellen Sie in der Umweltkammer ihr Programm für trockene Raumtemperaturbedingungen ein und lassen Sie es sich stabilisieren.Sobald sich die Kammer stabilisiert hat, legen Sie die Probenschale innen weg von den Wänden oder irgendwelchen Kondensationspunkten. Nächstes Programm der Kammer, um die Zieltemperatur für die Umweltstudie zu erreichen. Wenn die Temperatur stabil ist, programmieren Sie die Kammer, um die Zielfeuchtigkeit zu erreichen.Wenn es an der Zeit ist, gealtertes Material zu extrahieren, programmieren Sie die Kammer, um die relative Luftfeuchtigkeit auf etwa die des Labors zu verringern. Nachdem sich die Luftfeuchtigkeit stabilisiert hat, programmieren Sie die Temperatur, um auf Raumtemperatur oder etwa 25 Grad Celsius zu fallen. Um das Material abzurufen, werden Sie mit einem entsprechend gekennzeichneten Behälter vorbereitet.Mit der Feuchtigkeit und Temperatur stabil, öffnen Sie die Kammer, entfernen Sie das benötigte Material, und legen Sie es in den beschrifteten Behälter. Geben Sie das verbleibende Material in die Umweltkammer zurück und stellen Sie die gewählten Bedingungen wieder her. Nehmen Sie als Nächstes das gealterte Material, um gealterte Exemplare zu erstellen.Dieses gealterte Material ist auf einer selbstheilenden Schnittfläche ausgerichtet. Seine Grifflinien sind wie zuvor markiert. Richten Sie die gerade Kante ein, um fünf Millimeter von einer Seite der Probe zu entfernen.Trimmen Sie diesen Betrag, um Schäden aus der Handhabung während des Alterungsprozesses zu entfernen. Erstellen Sie die Proben auf die gleiche Weise wie das nicht bealterte Material. Wenn die Probe fertig ist, sind sie für Zugversuche bereit.Bei Auslastungstests, die mit einem festen Capstan durchgeführt werden, zeigen die Last-im-Erweiterungsdiagramme mehrerer Stichproben, dass die Stichproben ausgerutscht sind. Dies spiegelt die Schwierigkeit wider, das Material zu sichern. Im Gegensatz dazu sind die Kurven bei einem rotierenden Capstan glatt und konsistent.Das Material ist ein ultrahochmolekulares Polyethylen-Unidirektionales Laminat. Diese Fehlerspannungsverteilung wird mithilfe der Weibull-Skalierung dargestellt. Die Daten beziehen sich auf PPTA unidirektionale Laminatproben, die eine Spurlänge von 300 Millimetern und eine Breite von 30 Millimetern entlang der Kettrichtung mit einer Last von 10 Millimetern pro Minute schneiden.Es gibt einen Ausreißer mit geringer Stärke, der untersucht werden sollte. Zum Vergleich werden die gleichen Daten mit Ausnahme des ausgeschlossenen Ausreißers dargestellt. Beachten Sie die Änderung in der horizontalen Achse.Im Anschluss an dieses Verfahren könnte die molekulare Spektroskopie eingesetzt werden, um Fragen zu den chemischen Veränderungen im Material aufgrund der Hitze- und Feuchtigkeitsexposition zu beantworten. Bitte denken Sie daran, dass das medizinische Skalpell extrem scharf ist und angemessene Vorsicht geboten ist, um Verletzungen zu vermeiden.

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Shearing Stresses in Beams and Thin-Walled Members

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