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        數字圖像相關技術在碳化硅SiC纖維束絲力學性能測試中的應用

         更新時間:2023-04-17 點擊量:473


        碳化硅(SiC)纖維束絲是一種高性能、高溫材料,具有優異的力學性能和高溫穩定性,在航空航天、能源、化工等領域有廣泛的應用前景。為了更好地研究SiC纖維束絲的力學性能,需要進行拉伸測試,以獲取其拉伸性能參數,如彈性模量、屈服強度和斷裂強度等。

         

        然而,傳統的拉伸測試方法對SiC纖維束絲的破壞和損傷較大,難以準確測量其力學性能參數。近年來,隨著數字圖像相關技術的發展,數字圖像相關(DIC)技術被廣泛應用于材料力學性能測試中,特別是在纖維材料力學性能測試中,DIC技術可以準確測量材料表面的形變和位移,實現非接觸、無損傷的力學性能測試。

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        因此,本文科準測控小編將介紹DIC技術在SiC纖維束絲拉伸測試中的應用。通過DIC技術對SiC纖維束絲進行非接觸式力學性能測試,可以準確測量其拉伸性能參數,并對SiC纖維束絲的微觀變形和破壞行為進行分析,為進一步優化其力學性能提供理論依據。

        一、測試目的

        1、利用電子萬能試驗機對碳化硅纖維(SiC)束絲進行拉伸測試,獲取拉伸強度,彈性模量與斷裂點行程應變。

        2、利用 DIC 實驗技術方法測試 SiC 纖維絲材料樣件在單軸拉伸測試中的彈性模量。

        二、測試相關標準

        本文參考了《GB/T 34520.3-2017 連續碳化硅纖維測試方法 第3 部分: 線密度和密度》中關于《GBT1446-2005 纖維增強塑料性能試驗方法總則》的要求

        二、測試儀器(碳化硅SiC 纖維束絲拉伸測試

        1、儀器和夾具

        A、萬能試驗機

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        B、氣動夾具

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        C、VIC-2D Gauge 視頻引伸計

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        VIC-2D Gauge 系統的測試過程主要分為四個步驟:

        散斑制作:在實驗開始前,需要在被測的纖維絲樣件表面制作黑白分明的散斑;硬件設置:合理架設、并調整好相機系統,;

        軟件設置:設置系統采集參數,包括采樣幀率、曝光時間、圖像分辨率,Gauge 點的添加,引伸計的添加;

        數據計算:試驗機與視頻引伸計同步測量,并計算輸出實驗結果。

        2、試驗條件

        A、試驗溫度:室溫20°C左右

        B、載荷傳感器:5KN (0.5 級)

        C、試驗夾具:1KN氣動夾具

        D、試驗速率:5mm/min

        3、樣品前準備

        試樣為已制備完成的碳化硅(Si) 束絲拉伸試樣,截面積為 0.12 mm2,標距 150 mm,束絲截面積為0.12mm2,無需后續處理。

        夾具選用1KN 氣動雙推夾具,上下夾具分別夾住碳化硅纖維束絲的保護片部位,隨后開始試驗。

        三、測試流程

        1、根據《GB/T 34520.3-2017 連續碳化硅纖維測試方法第3 部分: 線密度和密度》中關于《GB/T 1446-2005纖維增強塑料性能試驗方法總則》中測試要求,設定預加載為 10 N,隨后開始以5 mm/min 速度加載直到碳化硅束絲試樣拉斷,測試結束,記錄測得的彈性模量,斷裂點載荷與最大應力。

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        2、本次試驗使用 VIC-2D Gauge 模塊對纖維絲樣件拉伸過程進行分析,實時查看樣件應變趨勢曲線;

        3、試驗過程試驗機位移控制,單向拉伸樣件直至樣件斷裂,并記錄拉伸過程應力數據。8um 直徑纖維測試兩次,11um 直徑纖維絲測試兩次;

        【小總結:綜上所述,使用電子萬能試驗機,配合使用1KN氣動拉伸夾具和VIC-2D Gauge 視頻引伸計能夠對應碳化硅(SiC)纖維束絲拉伸測試的要求,獲取應力·應變曲線和所需的彈性模量,拉伸強度,斷裂點行程應變等力學參數,應用在碳化硅材料的研究與發展中可以發揮重要作用?!?/span>

         

        以上就是小編介紹的DIC技術對碳化硅SiC 纖維束絲拉伸測試內容,希望可以給大家帶來幫助!如果您還想了解更多關于碳化硅SiC 纖維束絲的結構特點性能和用途、制備方法和束絲sic纖維增強鋁復合材料界面tem研究等問題,歡迎您關注我們,也可以給我們私信和留言,科準測控技術團隊為您免費解答!


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