ผลกระทบของสภาพแวดล้อมที่เปียกและร้อนต่อลักษณะการทำลายแรงกระแทกของคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์/อีพอกซี

1 บทนำ

คอมโพสิตอีพอกซีเสริมใยคาร์บอน (CFRP) มีข้อดีมากมาย เช่น ความหนาแน่นต่ำ ความแข็งแรงจำเพาะสูง ความแข็งจำเพาะสูง ทนทานต่อความเมื่อยล้า ทนทานต่อการกัดกร่อน และคุณสมบัติเชิงกลที่ดี ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและโครงสร้างอื่นๆ ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ความร้อนชื้นและแรงกระแทก อิทธิพลของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมต่อวัสดุมีความชัดเจนมากขึ้น ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิชาการในและต่างประเทศได้ทำการศึกษาจำนวนมากเกี่ยวกับผลกระทบของสภาพแวดล้อมที่ร้อนและชื้นต่อคอมโพสิต CFRP [1] และผลกระทบของแรงกระแทกต่อคอมโพสิต CFRP การศึกษาพบว่าอิทธิพลของสภาพแวดล้อมที่ร้อนและชื้นต่อคอมโพสิต CFRP ได้แก่ การทำให้เมทริกซ์เป็นพลาสติก [2 การแตกร้าว [31 และคุณสมบัติของอินเทอร์เฟซไฟเบอร์-เมทริกซ์ที่อ่อนแอลง [2'3'5] การดัดงอของคอมโพสิต CFRP เมื่อเวลาการอบด้วยความร้อนแบบเปียกเพิ่มขึ้น คุณสมบัติเชิงกลของสมรรถนะ [2 คุณสมบัติการเฉือนแบบตะกั่วและระหว่างแผ่น [2, 1 และคุณสมบัติแรงดึงสถิต [3'6'7] แสดงให้เห็นแนวโน้มลดลง Woldesenbet et al. [8,9] ศึกษาคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุคอมโพสิตที่อัตราความเครียดสูงหลังจากการให้ความร้อนแบบเปียก และพบว่าสภาพแวดล้อมที่ร้อนและชื้นช่วยเพิ่มความแข็งแรงในการรับแรงกระแทกของวัสดุคอมโพสิต พบว่าการดูดซับความชื้นของวัสดุคอมโพสิตสามารถปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุคอมโพสิตภายใต้เงื่อนไขบางประการ ซึ่งค่อนข้างแตกต่างจากผลการทดลองภายใต้เงื่อนไขกึ่งสถิต งานวิจัยหลักในปัจจุบันคือผลกระทบของความร้อนชื้น (รวมถึงการแช่ในน้ำ) ต่อคุณสมบัติการกระแทกความเร็วต่ำของคอมโพสิตเมทริกซ์เรซินเสริมใย Pan Wenge และคณะ [10] ศึกษาคุณสมบัติการบีบอัดของแผ่นลามิเนตไฟเบอร์กลาส/อีพอกซีทอสองมิติหลังจากแรงกระแทกความเร็วต่ำที่อุณหภูมิห้องและภายใต้สภาวะร้อนและชื้น (แช่ในน้ำ 65 °C) 4. แผ่นลามิเนตภายใต้สภาพแวดล้อมที่ร้อนและชื้นจะได้รับหลังจากแรงกระแทกความเร็วต่ำ ประสิทธิภาพการบีบอัดลดลงอย่างมีนัยสำคัญ Karasek และคณะ [1] ศึกษาผลกระทบของความชื้นและอุณหภูมิต่อผลกระทบของคอมโพสิตกราไฟต์/อีพอกซี และได้สิ่งเหล่านี้ในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิต่ำและอุณหภูมิห้อง ความชื้นมีผลเพียงเล็กน้อยต่อพลังงานเริ่มต้นและการดูดซับพลังงานของความเสียหาย Yucheng zhong et al [12,13] ได้ดำเนินการทดสอบแรงกระแทกความเร็วต่ำบนแผ่นลามิเนตคอมโพสิตหลังจากการอบด้วยความร้อนแบบเปียก สรุปได้ว่าสภาพแวดล้อมที่ร้อนและชื้นช่วยลดความเสียหายจากแรงกระแทกของแผ่นลามิเนตได้อย่างมาก ปรับปรุงความต้านทานต่อแรงกระแทกของแผ่นลามิเนต Krystyna et al. [14] ศึกษาแรงกระแทกความเร็วต่ำของแผ่นคอมโพสิตใยแก้วอะรามิด/อีพอกซีหลังการอบด้วยความร้อนแบบเปียก (แช่น้ำที่อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส) และได้พื้นที่ความเสียหายจากแรงกระแทกที่เล็กลงหลังการอบด้วยความร้อนแบบเปียก ทำให้เกิดความเสียหายจากการแยกชั้นภายในตัวอย่าง ซึ่งจะดูดซับพลังงานได้มากขึ้นระหว่างการกระแทกและยับยั้งการเกิดการแยกชั้น จากที่กล่าวมาข้างต้น จะเห็นได้ว่าอิทธิพลของสภาพแวดล้อมที่มีความร้อนชื้นต่อความเสียหายจากแรงกระแทกของวัสดุคอมโพสิตมีผลในการส่งเสริมและผลในการทำให้วัสดุอ่อนแอลง ดังนั้น จึงจำเป็นต้องมีการวิจัยและการตรวจสอบเพิ่มเติม ในแง่ของผลกระทบ Mei Zhiyuan และคณะ [15] ได้เสนอและสร้างแบบจำลองการวิเคราะห์พลวัตการเจาะแบบสองขั้นตอน (การเจาะแบบเฉือนและการเจาะแบบต่อเนื่อง) ของแผ่นลามิเนตคอมโพสิตเสริมใยภายใต้แรงกระแทกความเร็วสูง Guiping Zhao และคณะ [16] ได้ทำการทดสอบความเร็วที่แตกต่างกันสามแบบ (น้อยกว่า เท่ากับ และมากกว่าความเร็วจำกัดของกระสุนปืน) เพื่อประเมินประสิทธิภาพการกระแทกและความเสียหายของชิ้นงานหลังจากใช้แผ่นลามิเนตสามแบบ แต่ไม่เกี่ยวข้องกับผลกระทบของสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นและความร้อนต่อความเสียหายจากการกระแทก จากเอกสารอ้างอิงข้างต้น งานวิจัยที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับผลกระทบของสภาพแวดล้อมที่เปียกและร้อนต่อแผ่นลามิเนตคอมโพสิตเสริมใยยังไม่ได้รับการสำรวจเพิ่มเติม ในเอกสารนี้ ได้ศึกษาลักษณะความเสียหายจากการกระแทกของแผ่นลามิเนตคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์/อีพอกซีที่อิ่มตัวด้วยความร้อนแบบเปียกภายใต้สภาวะอ่างน้ำ 70 °C ผลกระทบของสภาพแวดล้อมที่ร้อนและชื้นต่อลักษณะความล้มเหลวจากการกระแทกของแผ่นลามิเนตได้รับการวิเคราะห์โดยเปรียบเทียบกับตัวอย่างที่อุณหภูมิห้องที่แห้ง ในการทดลอง แผ่นลามิเนต CFRP กระแทกแผ่นลามิเนต CFRP ด้วยความเร็ว 45 ม./วินาที 68 ม./วินาที และ 86 ม./วินาที วัดความเร็วก่อนและหลังการกระแทก วิเคราะห์อิทธิพลของสภาพแวดล้อมที่ร้อนและชื้นต่อประสิทธิภาพการดูดซับพลังงานของแผ่นลามิเนต ใช้การสแกนอัลตราโซนิกแบบซีสแกนเพื่อตรวจจับความเสียหายภายในแผ่นลามิเนต และวิเคราะห์อิทธิพลของความเร็วการกระแทกต่อบริเวณที่แตกหัก ใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดและระบบกล้องจุลทรรศน์สามมิติแบบอัลตราดีพ-ดีพเพื่อสังเกตลักษณะเฉพาะของความเสียหายของตัวอย่างในระดับเมโสสโคปิก และวิเคราะห์ความเสียหายของตัวอย่างโดยใช้สภาพแวดล้อมที่มีความร้อนชื้น ผลกระทบของคุณสมบัติ

2. วัสดุและวิธีการทดลอง

2.1 วัสดุและการเตรียมการ

วัสดุคอมโพสิตเรซินอีพอกซีคาร์บอนไฟเบอร์ (T300/EMl 12) แช่ล่วงหน้าโดย Jiangsu Hengshen Co., Ltd. ความหนาแช่ล่วงหน้าชั้นเดียว 0.137 มม. โดยมีเศษส่วนปริมาตรเส้นใย 66% แผ่นลามิเนตวางบนพื้นของชั้น ขนาด 115 มม. x 115 มล. ใช้กระบวนการขึ้นรูปด้วยถังกดร้อน ไดอะแกรมกระบวนการบ่มที่เตรียมไว้โดยกระบวนการนี้แสดงอยู่ในรูปที่ 1 ก่อนอื่นให้ยกที่อยู่อาศัยขึ้นจากอุณหภูมิห้องเป็น 80 oC ด้วยอัตราการให้ความร้อน 1 ถึง 3 oC/นาที จากนั้นให้เก็บความร้อนเป็นเวลา 30 นาที ให้ความร้อนถึง 130 oC ด้วยอัตราการให้ความร้อน 113 oC/นาที เก็บความร้อนเป็นเวลา 120 นาที ลดเหลือ 60⁰C ที่อัตราการเย็นตัวคงที่แล้วจึงเอาความดันออกแล้วปล่อยออก

2. 2 การอบชุบด้วยความร้อนแบบเปียก

หลังจากเตรียมตัวอย่างแล้ว ตัวอย่างจะถูกทำให้ร้อนด้วยการให้ความร้อนแบบเปียกตามข้อกำหนด HB 7401-96.171 "วิธีการทดลองการดูดซับความชื้นในสภาพแวดล้อมร้อนชื้นแบบคอมโพสิตที่ใช้เรซิน" ขั้นแรก ให้วางตัวอย่างในห้องอบแห้งแบบเทอร์โมสแตติกที่อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียสเพื่อให้แห้ง ชั่งน้ำหนักเป็นประจำโดยใช้เครื่องชั่งจนกว่าการสูญเสียคุณภาพของตัวอย่างจะคงที่ที่ไม่เกิน 0.02% ค่าที่บันทึกได้ในขณะนี้คือมวลแห้งทางวิศวกรรม G หลังจากการอบแห้ง ให้วางตัวอย่างในน้ำ 70 องศาเซลเซียสเพื่อให้ร้อนด้วยการให้ความร้อนแบบเปียก ตามข้อกำหนด HB 7401 วิธีการที่ระบุใน 96 "วัดคุณภาพของตัวอย่างทุกวัน บันทึกเป็น Gi และบันทึกการเปลี่ยนแปลงของการดูดซับความชื้น Mi การแสดงออกถึงการดูดซับความชื้นของตัวอย่างลามิเนต CFRP คือ:

สูตรมีรายละเอียด: Mi คือการดูดซับความชื้นของชิ้นงาน, Gi คือคุณภาพหลังจากที่ชิ้นงานดูดซับความชื้น, g คือคุณภาพสถานะแห้งของงานวิศวกรรมชิ้นงาน

2. 3 การทดลองผลกระทบ

การทดลองแรงกระแทกความเร็วสูงบนแผ่นลามิเนต CFRP ดำเนินการกับปืนลมความเร็วสูงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 15 มม. อุปกรณ์ทดสอบแรงกระแทกความเร็วสูง (ดูรูปที่ 2) ประกอบด้วยปืนลมความเร็วสูง อุปกรณ์วัดความเร็วเลเซอร์ก่อนและหลังการกระแทก ตัวกระสุน อุปกรณ์ติดตั้งตัวอย่าง (มุมบนขวาของรูปที่ 2) และอุปกรณ์กู้คืนความปลอดภัยของตัวกระสุน ตัวกระสุนเป็นกระสุนทรงกระบอกหัวกรวย (รูปที่ 2) และปริมาตรของกระสุนคือ 24.32 กรัม โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 14.32 มม. ความเร็วในการกระแทกคือ ​​45 ม./วินาที (พลังงานการกระแทก 46 จูล) 68 ม./วินาที (พลังงานการกระแทก 70 จูล) 86 ม./วินาที (พลังงานการกระแทก 90 จูล)

2.4 การตรวจจับความเสียหายของชิ้นงาน

หลังจากได้รับผลกระทบจากแรงกระแทกแล้ว แผ่นลามิเนตคอมโพสิตอีพอกซีสีคาร์บอนไฟเบอร์จะถูกนำมาใช้เพื่อตรวจจับความเสียหายจากการกระแทกภายในของแผ่นลามิเนต CFRP จากนั้นซอฟต์แวร์วิเคราะห์ภาพ UTwim จะวัดพื้นที่ฉายของพื้นที่ที่ได้รับความเสียหายจากการกระแทก และจะสังเกตลักษณะเฉพาะโดยละเอียดของการทำลายส่วนตัดขวางด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดและระบบกล้องจุลทรรศน์ 3 มิติแบบระยะชัดลึกพิเศษ

3 ผลลัพธ์และการหารือ

3.1 ตัวอย่างลักษณะการดูดซับความชื้น

รวม 37. 7 วัน ค่าเฉลี่ยของการดูดซับความชื้นอิ่มตัวคือ 1. 780% โดยมีอัตราการแพร่กระจาย 6. 183x10. 7lllnl2/s กราฟการดูดซับความชื้นของตัวอย่างลามิเนต CFRP แสดงในรูปที่ 3 ดังที่เห็นได้จากรูปที่ 3 อัตราการเติบโตเริ่มต้นของการดูดซับความชื้นของตัวอย่างเป็นเส้นตรง หลังจากระยะเชิงเส้น อัตราการเติบโตของการดูดซับความชื้นจะเริ่มลดลง ถึงระดับสถานะคงที่หลังจากประมาณ 23 วัน และถึงระดับการดูดซับความชื้นอิ่มตัวหลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่ง ดังนั้น การดูดซับความชื้นของตัวอย่างจึงสอดคล้องกับโหมดการดูดซับความชื้นสองขั้นตอน: ขั้นตอนแรกของการดูดซับความชื้นเกิดจากการทำงานร่วมกันของอุณหภูมิและความชื้น ความชื้นมีรูพรุน รู รอยแตก และข้อบกพร่องอื่นๆ ที่แพร่กระจายไปยังด้านในของวัสดุผ่านวัสดุเอง การแพร่กระจายของน้ำจะช้าและค่อยๆ ถึงระดับอิ่มตัวในระยะนี้

3. ลักษณะการทำลายที่ชัดเจนของแผ่นลามิเนต 2 ชั้น

ความเร็วในการกระทบ 86 ม./วินาที เมื่อตัวอย่างด้านหน้า แผนที่โปรไฟล์การทำลายที่ชัดเจนด้านหลัง โดยตัวอย่างที่อุณหภูมิห้องแห้ง รูปร่างการทำลายตัวอย่างด้านหน้าที่เปียกและร้อนนั้นคล้ายกันมาก โดยตัวอย่างทั้งสองชิ้นที่ได้รับผลกระทบ เนื่องมาจากรอยแตกร้าวที่ฐาน การทำลายตามชั้นแรกของเส้นใยมีการลื่นไถลในระดับหนึ่ง ซึ่งทำให้ด้านหน้ามีรูปร่างเป็นวงรีหรือสี่เหลี่ยม และนอกจากจะสามารถมองเห็นรอยแตกร้าวในพื้นผิวแล้ว ยังสามารถมองเห็นเส้นใยที่แตกได้อีกด้วย จากตัวอย่างที่อุณหภูมิห้องแห้ง ตัวอย่างที่เปียกและร้อนที่เปียกและร้อนที่ด้านหลังของการทำลายรูปร่างนั้น จะเห็นได้ว่าด้านหลังตามทิศทางการกระทบนั้นมีส่วนนูนในระดับหนึ่ง และมีรอยแตกร้าวเป็นรูปกากบาท เห็นได้ชัดว่าการแตกของเส้นใย การแตกร้าวที่ฐาน และการแตกร้าวระหว่างชั้น (การแบ่งชั้น) มีรูปแบบการทำลายสามแบบ ส่วนสุดท้ายของเส้นใยนั้นถูกยกขึ้นแต่ไม่แตก มีเพียงการแบ่งชั้นและการแตกร้าวของเส้นใย/ฐานเท่านั้น การแตกของเส้นใยยังแตกต่างกันอีกด้วย ดังที่เห็นได้จากการเปรียบเทียบความเสียหายที่ด้านหน้าและด้านหลัง ด้านหน้าทำให้เส้นใยและพื้นผิวแตกหักเนื่องจากแรงอัดและแรงเฉือน ด้านหลังเกิดจากการยืด ทำให้เส้นใยแตกหักและทับพื้นผิว รูปที่ 4 คือความเร็วการกระแทก 45 ม./วินาที 68 ม./วินาที 86 ม./วินาที เมื่อสแกนความเสียหายภายในชิ้นงาน C พื้นที่ที่ระบุด้วยเส้นสีเทาประมาณ 1 ม. ตรงกลางของรูปภาพคือพื้นที่ที่ยื่นออกมาของรูที่เสียหาย เส้นสีดำด้านบนและด้านล่างของแผนภูมิขนาดเล็กแต่ละแผนภูมิระบุพื้นที่สำหรับพื้นที่ที่ด้านหลังของชิ้นงานลอก พื้นที่ที่ทำเครื่องหมายด้วยเส้นสีขาวในรูปภาพ (b) (d) (f) คือความเสียหายภายในของชิ้นงานตามขอบเขต กราฟแสดงให้เห็นว่าพลังงานการกระทบเพิ่มขึ้นเมื่อความเร็วของการกระทบเพิ่มขึ้น แผ่นลามิเนตสามารถดูดซับพลังงานได้มากขึ้นระหว่างการกระแทก (ดูค่าเฉพาะในรูปที่ 6) ส่งผลให้พื้นที่ฉายความเสียหายของลามิเนตเพิ่มขึ้น เมื่อเปรียบเทียบตัวอย่างที่อุณหภูมิห้องแห้งกับภาพตัวอย่างที่เปียกและร้อนอิ่มตัว จะเห็นได้ว่ามีความเสียหายภายใน (เส้นสีขาว) ของตัวอย่างที่เกิดขึ้นตามขอบเขตในสถานะเปียกและร้อนอิ่มตัวของตัวอย่าง ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากกระบวนการดูดซับ การทำให้พลาสติกของพื้นผิวในแผ่นลามิเนตและการอ่อนตัวของอินเทอร์เฟซฐานไฟเบอร์ทำให้ขอบเขตมีผลต่อแผ่นลามิเนตในระหว่างกระบวนการกระแทก ตามภาพ พื้นที่ลอกด้านหลัง (เส้นสีดำ) ของตัวอย่างในสถานะแห้งไม่ต่างจากสถานะเปียกและร้อนอิ่มตัวมากนัก

3.คุณสมบัติการทำลายอย่างละเอียดของแผง 3 ชั้น

แผนที่ลักษณะความเสียหายของหน้าตัดของแผ่นข้อต่อชั้น CFRP ที่ถ่ายโดยไมโครซิสเต็ม 3D ความลึกพิเศษและกระจกอิเล็กตรอนแบบสแกนด้วยความเร็วการกระทบ 45 ม. / วินาที แห้ง เปียก และร้อน แสดงให้เห็นว่าความเสียหายของตัวอย่างในทั้งสองสถานะนั้นรวมถึงการทำลายสามรูปแบบ ได้แก่ การแตกของเส้นใย การแตกของฐาน และการแตกของชั้นระหว่างชั้น แต่ฐานของตัวอย่างทั้งสองนั้นแตกแตกต่างกัน การแตกของพื้นผิวในสถานะแห้งจะแตกที่จุดเชื่อมต่อระหว่างเส้นใยและพื้นผิว อย่างไรก็ตาม การแตกของพื้นผิวหลังจากการให้ความร้อนแบบเปียกจะมาพร้อมกับเศษของพื้นผิวที่หลุดออกมา ผลกระทบจากผลกระทบของโครงสร้างและการเสื่อมสภาพของอินเทอร์เฟซพื้นผิวเส้นใยในสภาพแวดล้อมที่เปียกและร้อนร่วมกันถูกกำหนดโดยแผ่นชั้น CFRP ในฐานเรซินจะดูดซับน้ำในปริมาณหนึ่ง การซึมน้ำจะทำให้พื้นผิวเรซินละลาย คาร์บอนไฟเบอร์ไม่ดูดซับ ดังนั้นจึงต้องมีการขยายตัวแบบเปียกระหว่างทั้งสอง ความแตกต่างนี้ทำให้ส่วนต่อประสานระหว่างพื้นผิวและเส้นใยอ่อนลง ทำให้ความแข็งแรงของพื้นผิวลดลง เมื่อได้รับแรงกระแทก เศษพื้นผิวจะหลุดออกได้ง่าย ส่งผลให้เกิดความแตกต่างจากส่วนต่อประสานความเสียหายของตัวอย่างที่อุณหภูมิห้องแห้ง จากโครงสร้างโดยละเอียดของกระจกไฟฟ้าที่สแกน จะเห็นได้ว่ารอยแตกร้าวของตัวฐานที่เปียกและร้อนนั้นส่วนใหญ่เป็นรอยแตกร้าวหลวมๆ ของแรงกด ในขณะที่รอยแตกร้าวก่อนความร้อนแบบเปียกนั้นเปราะเป็นส่วนใหญ่ และรอยแตกร้าวแบบเฉือนแนวนอนระหว่างชั้นนั้นชัดเจนกว่า จากกล้องจุลทรรศน์แบบออปติกในรูป จะเห็นได้ว่ารูปแบบการทำลายนั้นแตกต่างกันในทั้งสองกรณี และสถานะแห้งคือการทำลายแบบตัดสลับกัน ในการตัดการทำลายนั้น ส่วนใหญ่แล้ว หลังจากความร้อนแบบเปียกสำหรับรูปแบบของการทำลายที่มาพร้อมกับการทำลายแบบเป็นชั้นอย่างมีนัยสำคัญ สัดส่วนของการทำลายแบบเป็นชั้นจะขยายตัว จะเห็นได้จากกลไกการทำลายมุมและลักษณะการดูดซับพลังงาน เหมย จื้อหยวนเสนอขั้นตอนการทำลายแบบกระสุนปืนสองขั้นตอน ได้แก่ ขั้นตอนการตัดและขั้นตอนการทำลายแบบต่อเนื่อง พื้นที่ A ในตัวอย่างเปียกร้อนเป็นขั้นตอนการบุกรุกแบบเฉือน ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากกระบวนการกระแทก แผ่นเลเยอร์จะถูกบีบอัดและเฉือนจนเกิดการทำลายรูปร่าง พื้นที่ B คือขั้นตอนการบุกรุกอย่างต่อเนื่อง ขั้นตอนนี้ส่วนใหญ่เกิดจากการลดลงของความเร็วในการบุกรุกของตัวกระสุนภายใต้การกระทำของส่วนประกอบความเค้นยืดของชั้นเส้นใย และพลังงานจะถูกแปลงเป็นพลังงานความเครียดยืดของเส้นใยและพลังงานการแตกหักระหว่างชั้น (1 51) เป็นหลัก ดังนั้นการแตกของเส้นใยและการแตกของเส้นใยก่อนหน้านี้จึงไม่เป็นเส้นตรง ในตัวอย่างแห้ง ปรากฏการณ์นี้ไม่ชัดเจน และความเสียหายของแผ่นเลเยอร์จะรุนแรงกว่า แผ่นเลเยอร์จะมีสถานะแตกร้าว 3.4 การวิเคราะห์พื้นที่ฉายภาพของรูความเสียหายและพลังงานการดูดซับ รูปที่ 5 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิห้องแห้งและความอิ่มตัวของความร้อนเปียกของความเร็วในการยิงและการสูญเสียพลังงานของตัวกระสุน ที่ความเร็วตกกระทบประมาณ 45 ม./วินาที อุณหภูมิห้องแห้งของกระสุนจะดีดกลับทั้งหมด จึงไม่แสดงในรูปภาพ ดังที่เห็นได้จากรูปที่ 7 เมื่อทดสอบการทดสอบภายใต้ความร้อนแบบเปียก การสูญเสียพลังงานของกระสุนจะรุนแรงมาก และความสามารถในการดูดของตัวอย่างหลังการอบด้วยความร้อนแบบเปียกจะเพิ่มขึ้น

รูปที่ 6 เป็นกราฟไดอะแกรมแสดงพื้นที่ฉายภาพของความเร็วตกกระทบของตัวกระสุนและรูเสียหายของชั้น CFRP (เส้นสีเทาทำเครื่องหมายส่วนหนึ่งของรูปที่ 4) รูปที่ (4), (5), (6) จะเห็นได้ดังนี้: (1) เมื่อความเร็วการกระแทกเพิ่มขึ้น พื้นที่ฉายภาพของรูเสียหายของชั้น CFRP ก็จะเพิ่มขึ้นด้วย (2) พื้นที่ฉายภาพของรูเสียหายในตัวอย่างในอุณหภูมิห้องแห้งจะมีขนาดใหญ่กว่าพื้นที่อิ่มตัวแบบเปียกและร้อน (3) เมื่อความเร็วการกระแทกอยู่ที่ประมาณ 45 ม. / วินาที พื้นที่ฉายภาพของรูเสียหายของแผ่นลามิเนตหลังจากการให้ความร้อนแบบเปียกจะมีขนาดใหญ่กว่าพื้นที่ฉายภาพของรูเสียหายของแผ่นลามิเนตในสถานะอุณหภูมิห้องแห้งมาก พื้นที่ฉายภาพของรูเสียหายของตัวอย่างจากการอิ่มตัวด้วยความร้อนแบบเปียกเพิ่มขึ้น 85. 1% และที่ความเร็วการกระแทกประมาณ 68 ม. / วินาที แผ่นลามิเนตในสถานะเปียกและอิ่มตัวด้วยความร้อนจะเพิ่มขึ้น 18. 10% ค่าการดูดซับ (รูปที่ 5) เพิ่มขึ้น 15. 65% ที่ความเร็วการกระทบประมาณ 88 ม./วินาที แผ่นลามิเนตในสถานะเปียกและอิ่มตัวด้วยความร้อนลดลง 9.25% ส่วนค่าการดูดซับยังเพิ่มขึ้น 12.45%

จากผลการวิจัยของ Yucheng Zhong และผลิตภัณฑ์อื่น ๆ การดูดซับความชื้นของวัสดุคอมโพสิตที่เสริมด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ช่วยปรับปรุงขีดจำกัดความยืดหยุ่นและความต้านทานต่อแรงกระแทกของแผ่นลามิเนต และรวมพื้นที่ฉายของรูความเสียหายของตัวอย่างอุณหภูมิห้องแห้งและตัวอย่างความอิ่มตัวของความร้อนแบบเปียกในเอกสารนี้ (รูปที่ 4 ในเส้นสีเทา) แผนภาพความสัมพันธ์กับความเร็วการตกกระทบของกระสุนปืนและพื้นที่ฉายของรูความเสียหายของชั้น CFRP และความเสียหายแบบแบ่งชั้นของแผ่นยึดชั้น CFRP สามารถเปรียบเทียบได้เมื่อความเร็วการกระทบเท่ากันและต่ำ พื้นที่รูความเสียหายของตัวอย่างความอิ่มตัวของความร้อนแบบเปียกค่อนข้างใหญ่ เนื่องจากการอบด้วยความร้อนแบบเปียกทำให้พื้นผิวของชั้น CFRP เกิดพลาสติก อินเทอร์เฟซของเส้นใยและพื้นผิวที่อ่อนแอลง และประสิทธิภาพของชั้นระหว่างชั้น ในแรงกระแทก สถานะความอิ่มตัวของความร้อนแบบเปียกของตัวอย่างความเสียหายแบบแบ่งชั้นขยาย สัดส่วนของความเสียหายเพิ่มขึ้น จากการทดลองของ Wu Yixuan และคนอื่นๆ พบว่าพลังงานการกระแทกในทิศทางการปูทางแนวตั้งนั้นจะถูกดูดซับโดยพื้นผิวเรซินเป็นหลัก จากนั้นการทำให้เป็นพลาสติกของพื้นผิวจะทำให้ชิ้นงานที่เปียกและร้อนดูดซับพลังงานได้มากขึ้นในระหว่างกระบวนการกระแทก ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความทนทานต่อแรงกระแทก และเพิ่มพื้นที่ฉายภาพของรูที่เสียหาย ความเสียหายของแผ่นลามิเนต CFRP ยังไม่ขยายออกอย่างเต็มที่ แรงกระแทกจึงสิ้นสุดลง ดังนั้น เมื่อความเร็วการกระแทกสูงขึ้น การอบด้วยความร้อนแบบเปียกบนพื้นที่ฉายภาพของความเสียหายของแผ่นลามิเนต CFRP ก็ไม่ร้ายแรงอีกต่อไป แต่เนื่องจากการทำให้เป็นพลาสติกของเรซินพื้นผิว ความสามารถในการดูดซับจึงยังคงเพิ่มขึ้น

4 บทสรุป

(1) เมื่อความเร็วการกระทบเพิ่มขึ้น พื้นที่ฉายของรูเสียหายของแผ่นลามิเนตคอมโพสิตอีพอกซีเรซินเสริมคาร์บอนไฟเบอร์ (CFRP) จะเพิ่มขึ้น และอัตราการเติบโตของรูเสียหาย 孑L ในตัวอย่างที่อุณหภูมิห้องแห้งจะสูงกว่าภายใต้ความอิ่มตัวของความร้อนแบบเปียก ขนาดใหญ่: (2) เมื่อความเร็วการกระทบคือ 45 ม. / วินาที พื้นที่ฉายความเสียหายของแผ่นลามิเนต CFRP ในสถานะความอิ่มตัวของความร้อนแบบเปียกจะเพิ่มขึ้น 85.11% เมื่อความเร็วการกระทบคือ 68 ม. / วินาที พื้นที่ฉายความเสียหายของแผ่นลามิเนต CFRP ในสถานะความอิ่มตัวของความร้อนแบบเปียกจะเพิ่มขึ้น 18% เมื่อเทียบกับแผ่นลามิเนต CFRP ในสถานะอุณหภูมิห้องแห้ง 10% ความเร็วการกระทบคือ 86 ม. / วินาที พื้นที่ฉายความเสียหายของแผ่นลามิเนต cFRP ที่เปียก-อิ่มตัวจะลดลง 9.9% เมื่อเทียบกับแผ่นลามิเนต cFRP ที่อุณหภูมิห้องแห้ง 25% (3) หลังจากที่แผ่นลามิเนต cFRP ได้รับผลกระทบจากสภาพแวดล้อมที่ร้อนและชื้น ประสิทธิภาพของชั้นระหว่างแผ่นลามิเนตจะลดลง ส่งผลให้พื้นที่การแยกตัวขยายออก