従来の産業用CTイン・シチュ荷重装置は高温/低温条件下での温度制御の不安定、制御応答の遅延、および熱勾配による偽影などの問題があり、これが複合材料の熱-力耦合挙動の観察の歪みをもたらす可能性があります。既存のイン・シチュ引張試験プラットフォームを基に、産業用CTシステムに適用可能な双方向温度制御イン・シチュ荷重装置を設計しました。この装置は適切なホルダー構造の最適化、上下対称に配置された双方向温度制御モジュール、および高適合性のイン・シチュ引張制御システムを通じて-20~150℃の制御温度範囲内で複合材料試料の微観察構造の動的進化過程のイン・シチュな特性評価に成功しました。この装置を用いて、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）板状試料において異なる温度条件下でのイン・シチュ引張実験を行い、産業用CTの3D再構築技術と組み合わせてCFRPの内部微観察損傷進化過程を捉えました。実験結果によれば、-20~150℃の温度条件下、引張ずれの増加に従い、産業用CTスキャンが試料の微観察損傷から巨視的損傷までの全過程をリアルタイムで明瞭に記録できることが示されました。高温条件下ではCFRP基体の軟化、界面の剥離と熱膨張の不一致が顕著で、機械的性能が低下しました。また低温条件下では樹脂の縮み、微細なクラックの発生、および界面応力の集中などの問題が誘発され、性能低下をもたらしました。この装置は-20~150℃の温度範囲内で優れた温度制御性と荷重安定性を有しています。この装置の成功した開発は、極端な温度環境下での複合材料の内部損傷メカニズムと構造進化規則に関する深い理解を提供し、航空宇宙、交通輸送などの分野でのエンジニアリング応用に実験的な基盤を提供しました。

産業用CT;イン・シチュ引張荷重装置;双方向温度制御;炭素繊維強化プラスチック;内部損傷進化