1 Муқаддима
Композитсияи эпоксиии нахи карбон (CFRP) дорои бартариҳои зиёдест, аз қабили зичии паст, қувваи баланди хос, сахтии баланди хос, муқовимат ба хастагӣ, муқовимат ба зангзанӣ ва хосиятҳои хуби механикӣ. Он ба таври васеъ дар аэрокосмос ва дигар сохторҳои аз ҷиҳати экологӣ сахт, гармии намӣ ва таъсир истифода мешавад. Таъсири омилҳои экологӣ ба маводҳо торафт равшантар мегардад. Дар солҳои охир, олимони ватанӣ ва хориҷӣ дар бораи таъсири муҳити гарм ва намӣ ба композитҳои CFRP [1] ва таъсири таъсир ба композитҳои CFRP як қатор таҳқиқотҳо анҷом доданд. Тадқиқот нишон дод, ки таъсири муҳити гарм ва намӣ ба композитҳои CFRP дорои пластификатсияи матритсаро дар бар мегирад [2, крекинг [31 ва хосиятҳои заифшудаи интерфейси нахи матритса [2'3'5], хамшавии таркибии CFRP бо зиёд шудани вақти коркарди гармии тар) Хусусиятҳои механикии иҷроиш [2, хосиятҳои буриши сурб ва байниламинарӣ [2, 1' ва тамоюли пастшавиро нишон доданд [2, 1'5]. Волдесенбет ва дигарон. [8,9] хосиятҳои механикии таъсирбахши композитҳоро дар суръати баланди шиддат пас аз коркарди гармии тар омӯхта, ба даст оварданд, ки муҳити гарм ва намӣ қувваи таъсири композитҳоро беҳтар мекунад. Муайян карда шудааст, ки азхудкунии намии маводи таркибӣ метавонад хосиятҳои таъсири механикии маводҳоро дар шароити муайян беҳтар созад, ки аз натиҷаҳои таҷрибавӣ дар шароити квазистатикӣ комилан фарқ мекунад. Корҳои асосии тадқиқотии ҳозира таъсири гармии намнок (аз ҷумла обпартоӣ) ба хосиятҳои таъсири пасти суръати композитҳои матритсаи қатронӣ бо нах мебошад. Пан Венге ва дигарон [10] хосиятҳои фишурдасозии ламинатҳои дученакаи бофташудаи нахи шишагӣ/эпоксидро пас аз таъсири пасти суръат дар ҳарорати хонагӣ ва дар шароити гарм ва намӣ (65 °C об гузоштан) омӯхтанд. 4. Дар ламинат зери муҳити гарм ва намнок аст, пас аз зарбаи суръати паст ба даст. Фаъолияти компрессорӣ ба таври назаррас коҳиш ёфтааст. Карасек ва дигарон. [1] таъсири намӣ ва ҳароратро ба таъсири композитҳои графит/эпоксидӣ омӯхта, онҳоро дар муҳити ҳарорати паст ва ҳарорати хонагӣ ба даст овард. Намӣ ба энергияи ибтидоӣ ва азхудкунии энергияи зарар каме таъсир мерасонад. Yucheng zhong ва дигарон [12,13] пас аз коркарди гармии тар дар ламинатҳои таркибӣ озмоиши пастсуръатро анҷом доданд. Хулоса мешавад, ки муҳити гарм ва намӣ зарари таъсири ламинатро ба таври назаррас коҳиш медиҳад. Муқовимати таъсири ламинатҳоро беҳтар кунед. Кристина ва дигарон. [14] таъсири пасти нахи шишагии арамид/эпоксидро пас аз коркарди гармии тар (таъмини об 70 °C) омӯхта, пас аз коркарди гармии тар майдони осеби камтари таъсир ба даст овард. Ин боиси вайроншавии деламинатсия дар дохили намуна мегардад, ки ҳангоми таъсир энергияи бештарро ба худ мегирад ва ташаккули деламинатсияро бозмедорад. Аз гуфтаҳои боло дида мешавад, ки таъсири муҳити гармии намӣ ба зарари таъсири маводи таркибӣ таъсири мусоидаткунанда ва сусткунанда дорад. Аз ин рӯ, таҳқиқот ва санҷиши иловагӣ лозим аст. Дар робита ба таъсир, Mei Zhiyuan et al [15] модели таҳлили динамикаи воридшавии ламинатҳои таркибии бо нах мустаҳкамшударо зери таъсири суръати баланд пешниҳод ва таъсис дод. Гуипин Чжао ва дигарон. [16] се намуди суръати гуногунро (камтар, баробар ва зиёдтар аз суръати лимити баллистикӣ) оид ба самаранокии таъсир ва осеби намуна пас аз се намуди ламинат гузарониданд, аммо таъсири муҳити гармии намнокро ба зарари таъсир дар бар нагирифт. . Дар асоси адабиёти дар боло овардашуда, таҳқиқоти марбута оид ба таъсири муҳити тар ва гарм ба ламинатҳои композитии мустаҳкамшудаи нахӣ то ҳол таҳқиқ карда нашудааст. Дар ин мақола, хусусиятҳои зарари таъсири ламинатҳои таркибии нахи карбон/эпокси тар дар шароити ваннаи обӣ дар ҳарорати 70 °C омӯхта шуданд. Таъсири муҳити гарм ва намӣ ба хусусиятҳои нокомии композитҳо тавассути муқоиса бо намунаҳои ҳарорати хонагии хушк таҳлил карда шуд. Дар таҷриба, ламинатҳои CFRP ба ламинатҳои CFRP дар 45 м / с, 68 м / с ва 86 м / с таъсир расониданд. Суръат пеш аз зарба ва баъд аз он чен карда шуд. Таъсири муҳити гарм ва намӣ ба қобилияти азхудкунии энергияи ламинатҳо таҳлил карда шуд. Барои ошкор кардани осеби дохилии ламинат аз скани ултрасадо истифода шуд ва таъсири суръати таъсир ба минтақаи шикаста таҳлил карда шуд. Барои мушоҳидаи хусусиятҳои мезоскопии зарари намуна микроскопи электронии сканерӣ ва системаи микроскопии ултра чуқурии сеченака истифода шуд ва зарари намуна аз ҷониби муҳити гармии намӣ таҳлил карда шуд. Таъсири хусусиятҳо.
2 Маводҳо ва усулҳои таҷрибавӣ
2. 1 Мавод ва тайёр кардан
resin epoxy нахи карбон (T300/EMl 12) маводи таркибӣ, пеш аз таъмид аз ҷониби Jiangsu Hengshen Co., Ltd., як қабати ғафсӣ пеш аз таъмид 0. 137 мм бо фраксияи ҳаҷми нахи 66%. Дар фарши қабат панели ламинат гузошта шудааст. , андоза 115мм х 115млн. Раванди ташаккули зарфи пресси гарм истифода мешавад. Диаграммаи раванди муолиҷаи коркардшуда дар расми 1 нишон дода шудааст. Аввал манзилро аз ҳарорати хонагӣ то 80 oС бо суръати гармкунӣ аз 1 то 3 oС/дақ боло кунед, баъд 30 дақиқа гарм нигоҳ доред, то 130 °С бо суръати гармкунии l13 oC/дақ гарм кунед, дар 120 дақиқа гарм нигоҳ доред, то 60 дараҷа кам кунед.0C бо суръати сардшавии доимӣ, ва он гоҳ хориҷ фишор ва озод, ва озод.
2. 2 Табобати гармии тар
Пас аз омода кардани намуна, намуна мувофиқи мушаххасоти HB 7401-96.171 "Усули таҷрибавии азхудкунии намии муҳити гарм дар асоси қатрони таркибии таркибӣ" бо тар-гармӣ коркард карда шуд. Аввалан, намуна дар камераи хушккунии термостатикӣ дар ҳарорати 70 дараҷа ҷойгир карда мешавад, то хушк шавад. Вазнкашии мунтазам бо истифода аз тарозуҳо то он даме, ки талафоти сифати намуна дар на бештар аз 0. 02% мӯътадил бошад, арзиши сабтшуда дар ин вақт муҳандисии массаи хушк G аст. Пас аз хушк кардан, намуна дар 70 дараҷа C об барои коркарди гармии тар ҷойгир карда мешавад. Мувофиқи мушаххасоти HB 7401. Усули дар 96 нишондодашуда сифати намунаро ҳар рӯз чен мекунад, ки ҳамчун Gi сабт шудааст ва тағирёбии азхудкунии намии Миро сабт мекунад. Ифодаи ҷабби намии намунаи ламинати CFRP ин аст:
Формула муфассал аст: Mi ҷабби намии намуна аст, Gi сифат пас аз ҷаббидани намӣ, g, go сифати ҳолати хушкии муҳандисии намуна мебошад.
2. 3 Таҷрибаҳои таъсирбахш
Тачрибаи таъсирбахши баландсуръат дар ламинати CFRP дар тупи хавоии тезпарвози диаметраш 15 мм гузаронида шуд. Дастгоҳи санҷиши зарбаи баландсуръат (ниг. Расми 2) аз таппончаи пневматикии баландсуръат, дастгоҳи ченкунии суръати лазерӣ пеш аз зарба ва баъд аз зарба, бадани тир, асбоби насби намуна (кунҷаи болоии рости расми 2) ва дастгоҳи барқарорсозии бехатарии бадани тир иборат аст. Танаи тир тири силиндрии конусдор (расми 2) буда, хачми тир 24,32 грамм бо диаметраш 14,32 мм; суръати зарба 45 м/с (энергияи таъсир 46 Й), 68 м/с (энергияи таъсир 70 Й), 86 м/с (энергияи таъсир 90 Й) таъсир мерасонад.
2. 4 Муайян кардани зарари намунаҳо
Пас аз таъсир расонидан, лавҳаи ламинати таркибии эпоксиди рангаи нахи карбон барои муайян кардани осеби дохилии плитаи ламинати CFRP истифода мешавад ва майдони проективии минтақаи зарари таъсир тавассути нармафзори таҳлили тасвир UTwim чен карда мешавад ва хусусиятҳои муфассали харобшавии буриш тавассути сканкунии микроскопи электронии микроскопи майдони улт-3D мушоҳида карда мешавад.
3 Натиҷаҳо ва муҳокимаҳо
3. 1 Намунаҳо хусусиятҳои ҷабби маводи моеъ
Њамагї 37, 7 д, ба њисоби миёнаи љабби маводи моеъ 1, 780%, суръати диффузия 6, 183х10. 7llnl2/s. Каҷи каҷи азхудкунии намии намунаи ламинатҳои CFRP дар расми 3 нишон дода шудааст. Тавре ки аз расми 3 дида мешавад, суръати аввали афзоиши ҷабби маводи намӣ хаттӣ аст, пас аз марҳилаи хатӣ суръати афзоиши ҷабби маводи моеъ ба пастшавӣ шурӯъ карда, пас аз расидан ба як давраи мӯътадил пас аз расидани давраи 23 рӯз ва ҷаббида ба сатҳи устувор мерасад. Аз ин рӯ, ҷаббидани намии намуна ба режими думарҳилаи ҷаббидани намӣ мувофиқат мекунад: марҳилаи якуми ҷабби намӣ аз таъсири якҷояи ҳарорат ва намӣ ба амал меояд, намӣ тавассути худи мавод суроҳҳо, сӯрохҳо, тарқишҳо ва дигар нуқсонҳои ба даруни мавод паҳншуда мавҷуд аст; Дар ин марҳила паҳншавии об суст буда, тадриҷан ба сершавӣ мерасад.
3. Хусусиятҳои нобудшавии намоёни тахтаи ламинати 2-қабат
Суръати таъсир 86 м/с, вақте ки пеши намуна, қафои харитаи профили нобудшавии зоҳирӣ, аз рӯи намунаи ҳарорати хонагӣ хушк, намунаи тобиши тар гарм шакли нобудшавии пеши бештар монанд аст, ду намуна дар таъсири, аз сабаби тарқишҳои таҳкурсӣ, нобудшавии он дар баробари қабати якуми нах лағжиши муайян доранд. Ин боиси он мегардад, ки пеши пеши шакли эллиптикӣ ё росткунҷаро медиҳад ва ба ғайр аз дидани тарқиш дар субстрат, нахҳоро шикастан мумкин аст. Аз рӯи намунаи ҳарорати ҳуҷраи хушк, намунаи сершавии гарми тар дар қафои вайроншавии шакл дида мешавад, ки қафо дар самти таъсир як қад-қади муайян дорад ва тарқишҳои салибшаклро пешниҳод мекунад. Равшан аст, ки шикастани нах, шикастани пойгоҳ ва шикастани байниқабат (қабат) се шакли харобшавӣ, қисми охирини нах бардошта мешавад, аммо шикаста намешавад, танҳо қабатбандӣ ва нах / пойгоҳ. Шикастани нах низ гуногун аст, ки аз муќоисаи зарари пешї ва пушт дида мешавад. Пеш аз фишурдашавӣ ва буридан боиси шикастани нах ва субстрат мегардад. Пушт аз сабаби дароз кардан боиси шикастани нах ва қабати субстрат мебошад. Дар расми 4 суръати зарбаи 45 м/с, 68 м/с, 86 м/с ҳангоми сканкунии зарари дохилии намуна C мебошад. Майдоне, ки бо хати тахминии мудаввари л хокистарӣ дар маркази расм нишон дода шудааст, майдони пешбинишудаи сӯрохи зарар аст. Хати сиёҳ дар боло ва поёни ҳар як диаграммаи хурд майдони майдони пӯсти қафои намунаро нишон медиҳад. Майдоне, ки дар хати сафед дар расми (b) (d) (f) нишон дода шудааст, зарари дохилии намуна дар баробари сарҳад мебошад. График нишон медиҳад, ки энергияи таъсир бо афзоиши суръати таъсир меафзояд. Плиткаи ламинатшуда метавонад ҳангоми зарба энергияи бештарро азхуд кунад (барои арзишҳои мушаххас ба расми 6 нигаред), ки дар натиҷа майдони афзоиши проекцияи зарари ламинат ба вуҷуд меояд: бо муқоисаи намунаи ҳарорати хонагии хушк бо тасвири намунаи гармии тар, дидан мумкин аст, ки осеби дохилии намуна (хатти сафед) дар қад-ҳади сарҳад, ки дар натиҷаи раванди сершавии тар-гарм, аз сабаби раванди сершавии асосан аз абстуратсия ба вуҷуд омадааст. Пластификатсияи субстрат дар лавҳаи ламинатӣ ва заиф шудани интерфейси нахҳо боиси он мегардад, ки сарҳад дар ҷараёни зарба ба плитаи ламинат таъсири муайяне расонад. Тибқи расм, майдони пӯсти қафо (хати сиёҳ)-и намуна дар ҳолати хушк аз ҳолати сершавии гарми тар фарқ надорад.
3. Хусусиятҳои муфассали харобиовари панели 3-қабат
Харитаи хисороти хисороти буришии лавҳаи муштараки қабати CFRP, ки аз ҷониби микросистемаи ултра амиқи 3D ва оинаи электронии сканер бо суръати зарбаи 45 м/с, хушк ва тар ва гарм гирифта шудааст, нишон медиҳад, ки зарари намуна дар ҳарду ҳолат се шакли харобшавиро дар бар мегирад: шикастани нах, шикастани пойгоҳ ва шикасти байниқабат. Аммо пояи ин ду намуна ба таври дигар кафида шудааст. Шикастани субстрат дар ҳолати хушк дар робитаи байни нах ва субстрат кафида мешавад. Аммо, кафидани субстрат пас аз коркарди гармии тар бо пошидани пораҳои субстрат ҳамроҳ мешавад. Wold-esenbet ва дигар маводҳо дар муҳити тар ва гарм иҷрои таъсири сохтори сохтор ва таназзули интерфейси субстрат нахи муштарак муайян карда мешавад, дар муҳити гарм тар, лавҳаи қабати CFRP дар пойгоҳи қатрон таҷрибаи азхудкунии миқдори муайяни об, seeping об боиси обшавии субстрати қатрон мегардад. Нахи карбон абсорбент нест, пас байни ин ду бояд васеъшавии тар бошад, ин фарқият интерфейси байни субстрат ва нахро заиф мекунад, қувваи субстратро коҳиш медиҳад. Ҳангоми дучор шудан ба сарбории таъсир, пораҳои субстрат ба осонӣ партофта мешаванд, ки дар натиҷа аз интерфейси зарари намунаи ҳарорати хонагӣ фарқ мекунад. Аз сохтори муфассали оинаи электрикии сканшуда дида мешавад, ки кафидани корпуси тар ва гарми пас аз пойгоҳ асосан кафидани фуҷури пресс аст, дар ҳоле ки кафидани пеш аз гармии тар асосан шикаста аст ва тарқишҳои уфуқии байни қабатҳо равшантар аст. Аз микроскопи оптикии расм дида мешавад, ки шаклхои нобудшави дар ду холат гуногун буда, холати хушк вайроншавии байни буришхо мебошад. Барои буридани харобшавӣ асосан пас аз гармии тар барои шакли харобшавӣ, ки бо вайроншавии назарраси қабатӣ ҳамроҳӣ карда мешавад, таносуби харобшавии қабатӣ васеъ гардид. Онро аз кунҷи механизми вайроншавӣ ва хусусиятҳои азхудкунии энергия дидан мумкин аст. Мэй Чжиюан ду марҳилаи ҳамлаи снарядҳоро ба миён гузошт: марҳилаи буридан ва марҳилаи ҳамлаи пайваста. Минтақаи А дар намунаи гарми тар ин вайроншавии марҳилаи рахнашавӣ мебошад, асосан аз он сабаб, ки дар ҷараёни таъсир, плитаи қабатӣ фишурда мешавад ва ташаккули деформатсияи харобшавиро бурида мешавад, майдони b нобудшавии марҳилаи ҳуҷуми пайваста мебошад. Ин марҳила асосан аз сабаби кам шудани суръати воридшавии бадани тир дар зери таъсири ҷузъи фишори дарози қабати нахӣ ба амал меояд ва энергия асосан ба энергияи шиддати нах ва энергияи шикастани байниқабат (l 51) табдил меёбад, то шикастани нах el ва шикастани нахи қаблӣ дар як хати рост набошад. Дар намунаи хушк ин падида аён нест ва зарари пластинка чиддитар аст, плитаи кабат холати тариш дорад. 3. 4 Энергияи азхудкунӣ ва таҳлили майдони проексияи сӯрохи зарар Расми 5 муносибати байни ҳарорати ҳуҷраи хушк ва сершавии гарми тар суръати парвоз ва талафоти энергияи баданро дар суръати ҳодиса тақрибан 45 м/с нишон медиҳад, ҳарорати ҳуҷраи хушки тир ҳама бармегардад, бинобар ин дар расм нишон дода нашудааст. Тавре ки аз расми 7 дида мешавад, вақте ки озмоиш дар зери гармии гармии тар озмуда мешавад, талафоти энергияи тир ҷиддӣ аст ва иқтидори ҷабби намуна пас аз коркарди гармии тар меафзояд.
Дар расми 6 диаграммаи графикии майдони проекцияи суръати ҳодисаи бадани тир ва сӯрохи зарари қабати CFRP (хатти хокистарӣ қисми расми 4-ро нишон медиҳад), тасвири ҳамаҷониба (4), (5), (6) дидан мумкин аст: (1) бо афзоиши суръати таъсир, майдони проекцияи сӯрохи қабати CFRP зиёд мешавад; сершавӣ; (3) вақте ки суръати таъсир тақрибан 45 м / с аст, майдони проективии сӯрохи плитаи ламинатшуда пас аз коркарди гармии тар аз майдони проексияи сӯрохи зарари плитаи ламинатӣ дар ҳолати ҳарорати хонагӣ хеле калонтар аст. Намунаи гармии сершавии нам зарари l-сӯрохии майдони проексия 85. 1% зиёд ва дар суръати зарбаи тақрибан 68 м/с, лавҳаи ламинатӣ дар ҳолати сершавии тар ва гармӣ 18. 10%, арзиши азхудкунӣ (расми 5) 15. 65% зиёд шуд; Дар суръати таъсири тақрибан 88 м/с, лавҳаи ламинатӣ дар ҳолати сершавии тар ва гармӣ 9, 25% кам карда шуд, арзиши азхудкунӣ ҳанӯз 12, 45% зиёд шуд.
Дар асоси натиҷаҳои таҳқиқоти Ючэн Чжун ва дигар маҳсулот, азхудкунии намии маводи таркибии бо нахи карбон мустаҳкамшуда маҳдудияти чандирӣ ва муқовимати зарбаи плитаи ламинатро беҳтар мекунад ва майдони пешбинишудаи сӯрохи зарардидаи намунаи ҳарорати хонагии хушк ва намунаи сершавии тарро дар ин коғаз муттаҳид мекунад (Расми 4 бо суръати таносуб дар диаграмма) майдони проективии сӯрохи зарари қабати CFRP ва зарари қабати тахтаи пайвастшавии қабати CFRP-ро метавон муқоиса кард, вақте ки суръати таъсир яксон ва паст аст. Майдони сӯрохи зарари намунаи сершавии гарм нисбатан калон аст. Ин ба сабаби коркарди гармии тар месозад қабати CFRP оксиди оксиген, сустшавии нах ва интерфейси субстрат ва иҷрои interlayer, дар таъсир, ҳолати гармии тар аз васеъшавии зарари намунаи қабати, таносуби зарари зиёд. Дар асоси Wu Yixuan ва дигар таҷрибаҳо медонанд, ки энергияи таъсир дар самти фаршҳои амудӣ асосан аз ҷониби субстрати қатрон ҷаббида мешавад, пас пластификатсияи субстрат намунаи сершавии тар ва гармро дар ҷараёни таъсир энергияи бештарро бирӯяд, муқовимати таъсирро беҳтар мекунад ва майдони проектиси сӯрохи зарарро зиёд мекунад; Зарари ламинати CFRP пурра тамдид нашудааст, таъсир ба охир расид, аз ин рӯ, вақте ки суръати таъсир баландтар аст, коркарди гармии тар дар майдони проексияи зарари ламинати CFRP дигар ҷиддӣ нест, аммо аз сабаби пластикизатсияи қатрони субстрат, қобилияти азхудкунӣ ҳоло ҳам зиёд мешавад.
4 Хулоса
(1) Бо афзоиши суръати таъсир, майдони пешбинишудаи сӯрохи осеби ламинати қатрони эпоксии мустаҳкамшудаи нахи карбон (CFRP) меафзояд ва суръати афзоиши сӯрохи зарари 孑L дар намуна дар ҳарорати хонагии хушк нисбат ба он дар зери гармии тар баландтар аст. Калон: (2) Вақте ки суръати таъсир 45 м/с аст, майдони проексияи зарари ламинати CFRP дар ҳолати сершавии гармии тар 85. 11% зиёд мешавад, вақте ки суръати таъсир 68 м/с аст, майдони проекцияи зарари ламинати CFRP дар ҳолати гармии тар дар ҳолати ҳарорати гармии тар дар муқоиса бо ҳарорати ламинати хушк дар C1F% зиёд мешавад. 10%, суръати таъсир 86м / с аст. Майдони проексияи зарари ламинати cFRP бо таршуда дар муқоиса бо ламинати хушкшудаи cFRP 9,9% кам карда шудааст. 25%; (3) Пас аз он ки ламинати cFRP аз муҳити гарм ва намӣ таъсир расонад, иҷрои байниқабати ламинат коҳиш меёбад, ки дар натиҷа майдони деламинатсия васеъ мешавад.
Вақти фиристодан: июн-24-2019