Анализ совместного теплового и напряженно-деформированного поведения композиционных материалов с помощью двухстороннего контроля температуры в системе CT
Традиционные приспособления для нагрузки CT в промышленности имеют проблемы нестабильного температурного контроля, медленной реакции управления и ложных показаний температурного градиента как при высоких, так и при низких температурных условиях, что приводит к искажению наблюдения за совместным тепловым и напряженно-деформированным поведением композиционных материалов. На основе существующей платформы для растяжения в реальном времени было разработано устройство для двухстороннего контроля температуры, подходящее для промышленной системы CT. Это устройство позволяет без повреждения характеризовать динамические процессы микроструктуры образцов композиционных материалов в контролируемой температурной среде от -20 до 150 ℃, оптимизировав структуру крепежа, разработав симметрично расположенные модули двустороннего контроля температуры и построив систему управления растяжением с высокой адаптивностью. Используя это устройство для проведения в реальном времени экспериментов на растяжение образцов пластины из углеродных волокон, исследованное совместно с техникой трехмерной реконструкции промышленной системы CT, был понят процесс внутреннего микроповреждения CFRP. Результаты эксперимента показали, что в условиях температур от -20 до 150 ℃ промышленная система CT сможет регистрировать процесс образца в реальном времени с увеличением деформации, начиная от микроповреждений до полного отказа. При высоких температурах происходит смягчение матрицы CFRP, отчетливо показывается отслаивание границ и несовпадение теплового расширения, что приводит к снижению механических свойств. Низкие температуры, с другой стороны, приводят к упрочнению смолы, образованию микротрещин и концентрации напряжений на границах, что приводит к ухудшению свойств. Это устройство обладает стабильным контролем температуры и стабильной нагрузкой в диапазоне температур -20 ~ 150 ℃. Успешная разработка этого устройства предоставляет важные технические средства для глубокого понимания механизмов внутреннего повреждения композиционных материалов и законов их эволюции в условиях экстремальных температур, а также создает экспериментальную базу для применения в таких областях, как авиация, космонавтика и транспорт.
关键词
Промышленная система CT; устройство растяжения в реальном времени; двусторонний контроль температуры; углеродная волокнистая карбоновая полимерная композиция; эволюция внутреннего повреждения