Name: cutting procedures, tensile testing, and ageing of flexible unidirectional composite laminates
Uploaded: 2019-04-27T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Cutting Procedures, Tensile Testing, and Ageing of Flexible Unidirectional Composite Laminates at JoVE.com

Yazarlar onun yararlı tartışmalar için Stuart Leigh Phoenix kabul etmek istiyorum, mekanik test kurulumu ile onun yardım için Mike Riley, ve Honeywell bazı malzemelerin bağış için. Amy Engelbrecht-Wiggans için fon Grant 70NANB17H337 altında verildi. Ajay kurt için finansman Grant 70NANB15H272 altında sağlandı. Amanda L. Forster için finansman, Savunma Bakanlığı 'ndan R17-643-0013 arası anlaşma yoluyla sağlandı.

1. rulo eksenine dik kesilmiş warp yönü numuneleri için kesme prosedürü
<ol><li>Test edilecek tek yönlü malzemenin bir cıvata tanımlayın. Not: burada kullanılan malzeme dokuma değil gibi, hiçbir warp (rulo eksenine dik yönü açıklamak için kullanılır) ve atkı (rulo eksenine paralel yönü açıklamak için kullanılır), geleneksel Tekstil anlamda, ama bu şartlar için ödünç r netlik.</li>
	<li>Önceden belirlenmiş malzemeyi açığa çıkarmak için cıvatayı el ile çıkarın (örneğin,...

<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. 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=Development+of+Soft+Armor+Conditioning+Protocols+for+{NIJ--0101.06}:+Analytical+Results.">Development of Soft Armor Conditioning Protocols for {NIJ--0101.06}: Analytical Results.</a> NISTIR 7627. , (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=.">.</a> NIJ Standard 0101.06- Ballistic Resistance of Personal Body Armor. , (2008).</li><li>Forster, A. L., Chin, J., Peng, J. -. S., Kang, K. -. L., Rice, K., Al-Sheikhly, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long+term+stability+of+UHMWPE+fibers.">Long term stability of UHMWPE fibers.</a> Conference Proceedings of the Society for Experimental Mechanics Series. 7, (2016).</li><li>Pilato, L. 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> Ballistic Resistant Laminate. , (1993).</li><li>Park, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Ballistic Laminate Structure in Sheet Form. , (1999).</li><li>Jacobs, M. J. N., Beugels, J. H. M., Blaauw, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Process for the manufacture of a ballistic-resistant moulded article. , (2006).</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=.">.</a> ASTM E3110-18 Standard Test Method for Collection of Ballistic Limit Data for Ballistic-resistant Torso Body Armor and Shoot Packs. , (2018).</li><li>Russell, B. P., Karthikeyan, K., Deshpande, V. S., Fleck, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+high+strain+rate+response+of+Ultra+High+Molecular-weight+Polyethylene:+From+fibre+to+laminate.">The high strain rate response of Ultra High Molecular-weight Polyethylene: From fibre to laminate.</a> International Journal of Impact Engineering. 60, 1-9 (2013).</li><li>Czechowski, L., Jankowski, J., Kubiak, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+tests+of+a+property+of+composite+material+assigned+for+ballistic+products.">Experimental tests of a property of composite material assigned for ballistic products.</a> Fibres and Textiles in Eastern Europe. 92 (3), 61-66 (2012).</li><li>Levi-Sasson, A., 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=Experimental+determination+of+linear+and+nonlinear+mechanical+properties+of+laminated+soft+composite+material+system.">Experimental determination of linear and nonlinear mechanical properties of laminated soft composite material system.</a> Composites Part B: Engineering. 57, 96-104 (2014).</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=.">.</a> ASTM D3039/D3039M-17 Standard Test Method for Tensile Properties of Polymer Matrix Composite Materials. , (2017).</li><li>Hazzard, M. K., Hallett, S., Curtis, P. T., Iannucci, L., Trask, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+fibre+orientation+on+the+low+velocity+impact+response+of+thin+Dyneema&#174;composite+laminates.">Effect of fibre orientation on the low velocity impact response of thin Dyneema&#174;composite laminates.</a> International Journal of Impact Engineering. 100, 35-45 (2017).</li><li>ASTM D5034-09. <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+Breaking+Strength+and+Elongation+of+Textile+Fabrics.">Standard Test Method for Breaking Strength and Elongation of Textile Fabrics.</a> Annual Book of ASTM Standards. , 1-8 (2017).</li><li>ASTM D5035-11. <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+Breaking+Force+and+Elongation+of+Textile+Fabrics+(Strip+Method).">Standard Test Method for Breaking Force and Elongation of Textile Fabrics (Strip Method).</a> Annual Book of ASTM Standards. , 1-8 (2015).</li><li>ASTM D6775-13 . <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+Breaking+Strength+and+Elongation+of+Textile+Webbing,+Tape+and+Braided+Material.">Standard Test Method for Breaking Strength and Elongation of Textile Webbing, Tape and Braided Material.</a> Tape and Braided Material.&#8221; Annual Book of ASTM Standards. (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. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Statistics+and+time+dependence+of+mechanical+breakdown+in+fibers.">Statistics and time dependence of mechanical breakdown in fibers.</a> Journal of Applied Physics. 29 (6), 968-983 (1958).</li><li>Coleman, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time+dependence+of+mechanical+breakdown+phenomena.">Time dependence of mechanical breakdown phenomena.</a> Journal of Applied Physics. 27 (8), 862-866 (1956).</li><li>Coleman, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time+Dependence+of+Mechanical+Breakdown+in+Bundles+of+Fibers.+III.+The+Power+Law+Breakdown+Rule.">Time Dependence of Mechanical Breakdown in Bundles of Fibers. III. The Power Law Breakdown Rule.</a> Journal of Rheology. 2 (1), 195 (1958).</li><li>Coleman, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+the+theory+of+absolute+reaction+rates+to+the+creep+failure+of+polymeric+filaments.">Application of the theory of absolute reaction rates to the creep failure of polymeric filaments.</a> Journal of Polymer Sciences. 20, 447-455 (1956).</li><li>Coleman, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+stochastic+process+model+for+mechanical+breakdown.">A stochastic process model for mechanical breakdown.</a> Transaction of the Society of Rheology. 1 (1957), 153-168 (1957).</li><li>Phoenix, S. L., Beyerlein, I. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Statistical+Strength+Theory+for+Fibrous+Composite+Materials.">Statistical Strength Theory for Fibrous Composite Materials.</a> Comprehensive Composite Materials. , 559-639 (2000).</li><li>Newman, W. I., Phoenix, S. L. <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.">Time-dependent fiber bundles with local load sharing.</a> Physical Review E - Statistical Physics, Plasmas, Fluids, and Related Interdisciplinary Topics. 63 (2), 20 (2001).</li><li>Phoenix, S. L., Newman, W. 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>

Fiber yönü doğru belirlenmesi önemlidir. Protokolün 1.4 – 1.6 adımlarında açıklanan yöntemin avantajı, ayırma sürecini başlatmak için kaç lifin kullanıldığı konusunda tam bir kontrol olmasıdır. Ancak bu, liflerin tamamen paralel olmadığı ve birbirlerinden geçebilmek için son ayrı bölgenin genişliği üzerinde tam bir kontrol olduğu anlamına gelmez. Liflerin bir toplu ayırma sürecinde, sıklıkla, bu kesişme nedeniyle ayrılmış olan bu bitişik lifleri de ayrılır. Böylece, fiber y...

Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NıST), kolluk kuvvetleri ve cezai adalet ajanslarının satın alması gereken ekipmanların ve kullanmalarındaki teknolojilerin güvenli, güvenilir ve son derece etkili bir araştırma programı aracılığıyla sağlanmasına yardımcı olur. vücut zırhında kullanılan yüksek mukavemetli liflerin uzun vadeli stabilitesi ele. Önceki çalışma1,2malzeme Poly (p-fenilen-2, 6-benzobisoxazole), ya da PBO, Ulusal Enstitüsü Adalet (nij 's) vücut zırh standardı için büyük bir revizyon yol açtı bir vücut zırhı alan arızası üzerinde duruldu 3. Bu revize standart yayımlanmasından bu yana, çalışma NIST 'de Ultra-yüksek molar-kütle polietilen (UHMMPE)4 ve poli (p-fenilen tereftalamid) gibi diğer yaygın olarak kullanılan liflerde yaşlanma mekanizmaları incelemek için devam etti, veya PPTA, genellikle Aramid olarak bilinir. Ancak, tüm bu çalışma iplik ve tek elyaflar, en dokuma kumaşlar için uygun olan yaşlanma üzerinde duruldu. Ancak, birçok vücut zırh tasarımları UD laminatlar dahil. UD laminatlar, her katmandaki liflerin birbirine paralel olduğu ince elyaf katmanları (< 0.05 mm) inşa edilir5,6,7 ve zırh alternatif Oryantasyonlar ince levhalar istifleme tarafından inşa edilir, ek Şekil 1a 'da tasvir edilmiştir. Bu tasarım, ek Şekil 1Bgörüldüğü gibi, her katmanda lifleri genellikle paralel tutmak için bir bağlayıcı reçine ağır dayanır ve yığılmış kumaşların nominal 0 °/90 ° yönünü korumak. Dokuma kumaşlar gibi, UD laminatlar genellikle iki büyük fiber varyasyonları dışarı inşa edilir: Aramid veya UHMMPE. UD laminatlar vücut zırh tasarımcıları için çeşitli avantajlar sağlar: onlar dokuma kumaşlar (dokuma sırasında güç kaybı nedeniyle) kullanarak göre bir alt ağırlık zırh sistemi için izin, dokuma inşaat ihtiyacını ortadan kaldırmak ve daha küçük çaplı lifleri kullanmak dokuma kumaşlar ama daha düşük bir ağırlıkta benzer bir performans sağlamak için. PPTA daha önce sıcaklık ve nem1,2nedeniyle bozulmaya dayanıklı olarak gösterildi, ama Binder ud laminat performansında önemli bir rol oynayabilir. Böylece, PPTA tabanlı zırh üzerinde kullanım ortamının genel etkileri bilinmiyor8.
Bugüne kadar, bu UD laminatlar kullanılan bağlayıcı reçineler ve UD laminat balistik performans üzerinde bağlayıcı yaşlanma etkileri yaşlanma karakterize etmek için sadece çok ön çalışma yapılmıştır. Örneğin, nij standardı-0101,06 kullanılan Klima protokolünün geliştirilmesi sırasında, ud laminatlar1,2,8aging sonra V50 içinde delaminasyon ve indirimleri görsel belirtileri gösterdi. Bu sonuçlar, malzemenin uzun vadeli yapısal performansını değerlendirmek için yaşlanma ile malzeme özelliklerinin kapsamlı bir şekilde anlaşılması gerektiğini göstermektedir. Bu da, bu malzemelerin başarısızlık özelliklerini sorgulamak için standartlaştırılmış yöntemlerin gelişimini gerektirir. Bu çalışmanın birincil hedefleri, UD laminat malzemelerin mekanik özelliklerini doğru bir şekilde test etmek ve bu malzemeler için yeni bir test metodolojisi önermek için yöntemleri ve en iyi uygulamaları keşfetmektir. Bu çalışmakta UD laminasyon malzemelerinin yaşlanma için en iyi uygulamalar da açıklanmıştır.
Literatürde, birden fazla katmandan sıcak bastıktan sonra ud laminatlarının mekanik özelliklerinin sabit bir örneğe9,10,11olarak test edilmesi gibi çeşitli örnekler bulunur. Rijit kompozit laminatlar için ASTM D303912 kullanılabilir; Ancak, bu çalışmada, malzeme yaklaşık 0,1 mm kalınlığında ve sert değil. Bazı UD laminat malzemeler kask veya balistik dayanıklı plakalar gibi sert Balistik koruyucu maddeler yapmak için öncü olarak kullanılır. Ancak, ince, esnek ud laminat de vücut zırh9,13yapmak için kullanılabilir.
Bu çalışmanın amacı, yumuşak vücut zırhında malzemelerin performansını keşfetmek için yöntemler geliştirmektir, böylece malzeme yumuşak vücut zırhında kullanılan yol temsilcisi değildir çünkü sıcak presleme içeren yöntemleri keşfedilmedi. ASTM International, ASTM D5034-0914 standart test yöntemi ve Tekstil Kumaşlarının uzaması (Grab test), ASTM D5035-1115 standart test gibi birçok test yöntemi standartlarına sahiptir. Force ve tekstil kumaşların uzaması (şerit yöntemi), ASTM D6775-1316 standart test yöntemi kesme gücü ve tekstil dokuma, teyp ve uzama kesme, bant ve örgülü malzeme için yöntem ve ASTM D395017 Standart Şartname Strapping, metalik olmayan (ve birleştirme yöntemleri). Bu standartlar, aşağıda belirtildiği gibi kullanılan test kuls ve numune boyutu açısından çeşitli önemli farklılıklar vardır.
ASTM D5034-0914 ve ASTM D5035-1115 ' te açıklanan yöntemler çok benzerdir ve yüksek mukavemetli kompozitler yerine standart kumaşları test etmeye odaklanır. Bu iki standartlardaki testler için, çenelerin çene yüzleri pürüzsüz ve düz olsa da, değişiklikler, sopa-slip tabanlı başarısızlığın rolünü en aza indirmek için 100 N/cm 'den büyük bir başarısızlık stresine sahip örneklere izin verilir. Kayma önlemek için önerilen değişiklikler çeneleri Pad, ceket çene altında kumaş ve çene yüzünü değiştirmek için vardır. Bu çalışmada, numune yetmezliği stres yaklaşık 1.000 N/cm, ve bu nedenle, bu tarz kuls aşırı örnek kayma sonuçları. ASTM D6775-1316 ve ASTM D395017 çok daha güçlü malzemeler için tasarlanmıştır ve her ikisi de ırgat kulpları güveniyor. Böylece, bu çalışmada ırgat kulpların kullanımına odaklanmıştır.
Ayrıca, numune boyutu bu dört ASTM standartları arasında önemli ölçüde değişir. Dokuma ve kaplama standartları, ASTM D6775-1316 ve ASTM D395017, malzemenin tam genişliğini test etmek için belirtin. ASTM D677516 maksimum genişlik 90 mm belirtir. Bunun aksine, kumaş standartları14,15 numunenin en fazla kesme olmasını bekler ve 25 mm veya 50 mm genişliğine sahiptir. Numunenin toplam uzunluğu 40 cm ile 305 cm arasında değişmektedir ve ölçer uzunluğu bu ASTM standartlarına göre 75 mm ile 250 mm arasında değişmektedir. ASTM standartları numune boyutu ile ilgili önemli ölçüde farklılık göstereceğinden, bu çalışmada üç farklı genişlik ve üç farklı uzunluk düşünüldü.
Protokolde numune hazırlama atıfta terminoloji aşağıdaki gibidir: cıvata > habercisi malzeme > Malzeme > numune, terim cıvata ud laminat bir rulo anlamına gelir, habercisi malzeme ud kumaş bir unwound miktarı anlamına gelir hala bağlı cıvata için, malzeme UD laminat ayrı bir parça anlamına gelir, ve numune test edilecek bireysel bir parça anlamına gelir.

<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

Birçok vücut zırh tasarımları tek yönlü (UD) laminatlar dahil. UD laminatlar, her katmandaki ipliklerin birbirine paralel olarak yöneldiği ve bağlayıcı reçineler ve ince polimer filmler kullanılarak yerinde tutulan yüksek performanslı ipliklerin ince (< 0.05 mm) katmanlarından yapılmıştır. Zırh, farklı oryantasyonlarda tek yönlü katmanları istifleyerek inşa edilir. Bugüne kadar, tek yönlü laminatlar ve performanslarında etkileri kullanılan bağlayıcı reçineler yaşlanma karakterize etmek için sadece çok ön çalışma yapılmıştır. Örneğin, National Institute of Justice Standard-0101,06 ' te kullanılan Klima protokolünün geliştirilmesi sırasında, UD laminatlar V50içinde delaminasyon ve azalma görsel belirtileri gösterdi, hangi mermi yarısını hangi hız yaşlanma sonrası zırh delmek bekleniyor. UD laminatlar içinde malzeme Özellik değişiklikleri daha iyi bir anlayış bu malzemelerden inşa zırh uzun vadeli performansını anlamak için gereklidir. Tek yönlü (UD) laminat malzemelerin mekanik olarak sorgulanılması için mevcut standartlar önerilmemektedir. Bu çalışmada, bu malzemelerin mekanik özelliklerini doğru şekilde test etmek için yöntemleri ve en iyi uygulamaları araştırıyor ve bu malzemeler için yeni bir test metodolojisi öneriyor. Bu malzemelerin yaşlanması için en iyi uygulamalar da açıklanmıştır.

Birkaç farklı değişkeni araştırmak için birçok kesme ve test yineleme yapıldı. İncelenen bazı değişkenler kesme tekniği ve kesme aleti, test hızı, numune boyutu ve kuls içerir. Kritik bir bulgu, numuneleri fiber yönde hizalamam önemini vurguluyordu. Veri Analizi prosedürleri (tutarlılık analizi, Weibull teknikleri, outlier belirlenmesi, vb), yaşlanma için hususlar gibi aşağıda tartışılmaktadır.
<s...

Watch this Scientific Journal Video about Cutting Procedures, Tensile Testing, and Ageing of Flexible Unidirectional Composite Laminates at JoVE.com

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

Çalışmanın amacı, yüksek mukavemetli Aramid veya ultra yüksek-molar-kütle polietilen bazlı esnek tek yönlü kompozit laminat malzemelerin doğru mekanik testleri için tutarlı numuneler hazırlamak için protokoller geliştirmektir ve Bu malzemeler üzerinde yapay yaşlanma gerçekleştirmek için protokoller.

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, ...

Bu protokol, esnek tek yönlü kompozit kumaşların mekanik özelliklerini test etmek için tekrarlanabilir bir prosedür tanımlayarak vücut zırhı geliştirme alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Lif yönü ile iyi yönlendirilmiş düz, temiz bir kesim, ek hata kaynaklarını önleyerek hata stresinin doğru ölçümü için çok önemlidir. Bu teknik, yumuşak vücut zırhı kullanımı daha temsilcisi sıcak presleme olmadan bir malzemenin özellikleri sorgulama izin vererek mevcut test bir boşluğu doldurur.Çalışma yüzeyine test edilecek tek yönlü malzemeden oluşan bir cıvatayı unroll'a alın. Çözülmemiş kısım öncül malzemedir. İlke lif yönünün cıvata genişliğine paralel olduğunu görsel olarak doğrulayın.Sonra, öncül malzemeyi izole etmek için bir neşter alın. Lif yönüne paralel bir kesim yaparak bir sekme oluşturun. Sonra yaklaşık üç milimetre uzaklıkta başka bir paralel kesim yapmak.Sekmeyi el ile tutun ve altındaki katmandaki lifleri ortaya çıkarmak için onu yırtın. İki katman öncümalzemenin tüm uzunluğu boyunca ayrılana kadar çekin. Maruz çapraz lifler komşu sekme kenarından herhangi bir gevşek lifleri çıkarın.Bunlar sekme yolundan en fazla bir ila iki milimetre uzakta olabilir. Öncül malzeme parçasını cıvatadan ayırarak devam edin. Yeni ilke lif yönü warp yönü böylece malzeme üzerinde açın.Şimdi, atkı yönünde hizalanmış malzeme nin kavrama çizgilerini işaretleyin. Bu çizgiler, malzemenin kesme kenarlarından belirli bir mesafedir. Bir kez daha, malzeme bir sekme kesmek, sonra malzemeden kesilecek örnek için ilke lif yönünü belirlemek için sekme çekin.Lif yönü kavrama hatlarına dik olmalıdır. Uygun bir kendi kendini iyileştirici ızgaralı kesme paspas malzeme alın. Lif yönünü paspasın üzerindeki ızgara çizgileri ile dikkatlice hizala.Malzemedeki lif yönünün ızgara çizgileri ile hizalandığından emin olun. Malzemeye zarar vermekten kaçının ve köşelerini bantlayarak kesme paspasına sabitle. Malzemeden numuneleri kesmek için tıbbi bir bıçak ve düz bir kenar kullanın.Düz kenarı istenilen numune genişliğine yerleştirin ve kesme paspası üzerinde ızgara ile hizala. Düz kenarın uçlarını yerinde kenetleyin ve hala doğru şekilde konumlandırılmış olduğundan kontrol edin. Numuneyi sabit bir hız ve basınçla düz kenar boyunca kesin.Malzemeyi hareket ettirmemeye dikkat edin, düz kenarı satamam. Sonra, numuneyi çıkarın. Bunlar, numune üretimini en üst düzeye çıkarmak için kesme adımlarını tekrarladıktan sonra elde edilen numunelerin hepsidir.Bir video ekstenometreile kullanılmak üzere bir numuneüzerinde izlemek için noktaları işaretlemeye hazırlanın. Tutarlılık için numunenin üzerine yerleştirilen bir şablon kullanın. Gösterge noktalarını kalıcı bir işaretle işaretleyin.Gerinimölçümü için numunede işaretlerin görünür olduğundan emin olun. Daha sonra, numuneyi evrensel test makinesine götürün. Orada, kapağın üzerindeki boşluğun içinden numunenin ucunu yerleştirin ve kavrama çizgisine getirin ve bir döngü oluşturarak.Numuneyi capstan kulplarına ortala. Numuneyi ortalarken, capstan'ı istenilen konuma getirin. Capstan'ı yerleştirmeden önce numuneyi yerinde tutmak için bir germe cihazı kullanın.Diğer uçla aynı adımları tekrarlayarak numunenin montajını tamamlayın. Bittiğinde, iki newton küçük bir ön yük uygulayın ve gerçek gösterge uzunluğu kaydedin. Şimdi dakikada sabit bir 10 milimetre lik bir çekme testi gerçekleştirmek için aleti ayarlayın ve teste başlayın.Test için, test makinesi yük ve yer değiştirme kaydedilirken numuneye sabit bir uzatma hızı uygular. Test, örnekte bir ara gelene kadar devam eder. Bu çizim, bu denemeler için tipik bir yük karşı yer değiştirme eğrisidir.Ekranı izlerken, gözlenen yükteki %90 azalma numunede bir kırılma olduğunu gösterir. Maksimum gerilim ve buna karşılık gelen arıza gerilimini kaydedin. Çalışma için bir plan yaptıktan sonra, test edilecek her koşul için gerekli malzemeyi kesin.Şeritler gerekli numuneleri verecek kadar geniş olmalı ve ek 10 milimetre veya daha fazla olmalıdır. Çevreye maruz kalma için şeritleri bir tepsiye yerleştirin. Çevre odasında, kuru oda sıcaklığı koşulları için programını ayarlayın ve stabilize sağlar.Oda stabilize olduktan sonra, numune tepsisini duvarlardan veya herhangi bir yoğuşma noktasından uzağa yerleştirin. Sonraki program oda çevre çalışması için hedef sıcaklığa ulaşmak için. Sıcaklık sabit olduğunda, odanın hedef neme ulaşması için programlayın.Yaşlı malzeme ayıklamak için zaman, program oda yaklaşık bu laboratuvar bağıl nem azaltmak için. Nem dengelendikten sonra, sıcaklığı oda sıcaklığına veya yaklaşık 25 dereceye düşecek şekilde programlayın. Malzemeyi almak için uygun şekilde etiketlenmiş bir kap ile hazırolun.Nem ve sıcaklık stabil olduğunda, hazneyi açın, gerekli malzemeyi çıkarın ve etiketli kabın dibine koyun. Kalan tüm materyalleri çevre odasına iade edin ve seçilen koşulları yeniden kurun. Daha sonra, yaşlı örnekler oluşturmak için yaşlı malzeme almak.Bu yaşlı malzeme kendi kendini iyileştirici kesme yüzeyinde hizalanır. Kavrama çizgileri daha önce olduğu gibi işaretlenmiş. Numunenin bir tarafından beş milimetre yi kaldırmak için düz kenarı ayarlayın.Yaşlanma işlemi sırasında kullanımdan kaynaklanan hasarları gidermek için bu miktarı kırpın. Numuneleri yaşlanmamış malzemeyle aynı şekilde oluşturmaya devam edin. Bittiğinde, numuneler çekme test deneylerinde kullanıma hazırdır.Sabit bir büyük harfle yapılan yük testleri için, çeşitli örneklerin yük ve uzantı çizimleri örneklerin kaydığını gösterir. Bu malzemenin güvenliğini sağlamanın zorluğunu yansıtır. Buna karşılık, dönen bir capstan ile eğrileri pürüzsüz ve tutarlıdır.Malzeme ultra-yüksek moleküler kütle polietilen tek yönlü laminat. Bu arıza gerilim dağılımı Weibull ölçekleme kullanılarak çizilir. Veriler, 300 milimetrelik bir ölçü uzunluğu ve dakikada 10 milimetre lik bir yük ile warp yönü boyunca kesilen 30 milimetre genişliğindeki PPTA tek yönlü laminat numuneleri içindir.İncelenilmesi gereken düşük mukavemetli bir aykırılık vardır. Karşılaştırma için, aynı veriler dışlanmış dışında dışında çizilir. Yatay eksendeki değişikliğe dikkat edin.Bu işlemden sonra, ısı ve neme maruz kalma nedeniyle malzemedeki kimyasal değişiklikler le ilgili soruları yanıtlamak için moleküler spektroskopi yapılabilir. Lütfen tıbbi neşter son derece keskin olduğunu unutmayın ve yaralanmayı önlemek için uygun bakım alınmalıdır.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Mechanical Engineering

Engineering

Unit 1

Shearing Stresses in Beams and Thin-Walled Members

SCIENTISTS IN ACTION

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

Tek Bindirme Kesme Testi aracılığıyla Kaynaklı Eklemler Mekanik Karakterizasyonu için termoplastik kompozit Kuponlar Ultrasonik Kaynak

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

Testing of Nanoparticle Release from a Composite Containing Nanomaterial Using a Chamber System

Bir Chamber Sistemi Kullanarak nanomaterial İçeren Bir Kompozit gelen Nanopartikül Release Test

With the rapid development of nanotechnology as one of the most important technologies in the 21st century, interest in the safety of consumer products ...

Wicking Tests for Unidirectional Fabrics: Measurements of Capillary Parameters to Evaluate Capillary Pressure in Liquid Composite Molding Processes

Tek yönlü Kumaşlar Testleri esneklik: Kılcal Parametrelerinin Ölçümleri Sıvı Kompozit Kalıp Süreçlerinde Kılcal Basınç değerlendirin

During impregnation of a fibrous reinforcement in liquid composite molding (LCM) processes, capillary effects have to be understood in order to identify ...

Magnet Assisted Composite Manufacturing: A Flexible New Technique for Achieving High Consolidation Pressure in Vacuum Bag/Lay-Up Processes

Mıknatıs kompozit üretim destekli: Vakum çanta/Lay-yukarıya oluşum yüksek konsolidasyon basıncı elde etmek için esnek yeni bir teknik

This work demonstrates a protocol to improve the quality of composite laminates fabricated by wet lay-up vacuum bag processes using the recently developed ...

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

Calibration Procedures for Orthogonal Superposition Rheology

Ortogonal Süperpozisyon Reolojisi için Kalibrasyon Prosedürleri

Orthogonal superposition (OSP) rheology is an advanced rheological technique that involves superimposing a small-amplitude oscillatory shear deformation ...

Performing Microscope-Mounted Y-Shaped Cutting Tests

Mikroskopa Monte Y Şekilli Kesme Testlerinin Yapılması

Y-shaped cutting has recently been shown to be a promising method by which to understand the threshold length scale and failure energy of a material, as ...

Fabrication and Mechanical Property Assessment of Fiber Composite Laminates

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

Enhancing Fiber Composite Laminate Quality with the Wet Hand Lay-Up/Vacuum Bag Process (Video) | JoVE

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 ...

Fabrication of Flexible Substrate for SERS Detection of R6G and Thiram

Fabrication of polydimethylsiloxane (PDMS)-Based Flexible Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) Substrate for Ultrasensitive Detection

Development and Application of SERS Flexible Substrates Using Synthesized AgNPs (Video) | JoVE

Ultra Hassas Algılama için Polidimetilsiloksan (PDMS) Bazlı Esnek Yüzeyle Geliştirilmiş Raman Saçılımı (SERS) Alt Tabakasının İmalatı

This article presents a fabrication method for a flexible substrate designed for Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS). Silver nanoparticles (AgNPs) ...