Los dispositivos de carga CT tradicionales en la industria sufren de inestabilidad en el control de temperatura, respuesta lenta del control y falsas imágenes de gradiente térmico a altas / bajas temperaturas, lo que conduce a una distorsión en la observación del comportamiento de acoplamiento térmico-deformación de materiales compuestos. Sobre la base de la plataforma de ensayo de tracción in situ actual, se diseñó un dispositivo de carga CT bidireccional adecuado para el sistema CT industrial. Este dispositivo, a través de la optimización de la estructura de sujeción, el diseño de módulos de control de temperatura bidireccionales simétricamente dispuestos hacia arriba y hacia abajo y la construcción de un sistema de control de tracción altamente adaptable, permite caracterizar sin daños los procesos dinámicos de la estructura microscópica de las muestras de materiales compuestos en un entorno de temperatura controlada de -20 a 150 ℃. Utilizando este dispositivo para realizar pruebas de tracción in situ en muestras de placas de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) en diferentes condiciones de temperatura, combinado con la técnica de reconstrucción tridimensional de sistemas CT industriales, se capturó el proceso de evolución del daño interno de CFRP. Los resultados de las pruebas mostraron que en condiciones de temperatura de -20 a 150 ℃, el sistema CT industrial puede registrar en tiempo real el proceso de la muestra con el aumento de la deformación, desde daños microscópicos hasta falla total. A altas temperaturas, la matriz de CFRP se ablanda, el desprendimiento de interfaces y el desajuste térmico son claramente visibles, lo que conduce a una disminución de las propiedades mecánicas. Las bajas temperaturas, por otro lado, inducen el endurecimiento de la resina, la aparición de microfisuras y la concentración de tensiones interfaciales, lo que conlleva a un deterioro de las propiedades. Este dispositivo presenta una buena estabilidad en el control de la temperatura y carga en el rango de temperatura -20 ~ 150 ℃. El exitoso desarrollo de este dispositivo proporciona importantes medios técnicos para una mejor comprensión de los mecanismos de daño interno de los materiales compuestos y las leyes de evolución de la estructura en condiciones de temperatura extrema, y también establece una base experimental para su aplicación en áreas como la aviación, el espacio y el transporte.

Sistema CT industrial; dispositivo de tracción in situ; control de temperatura bidireccional; polímero reforzado con fibra de carbono; evolución del daño interno