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碳纤维复合材料的“试验员”

发布日期:2020年05月14日    浏览次数:1529

自进入21世纪以来,科学技术对材料提出了越来越高的要求,碳纤维复合材料(CFRP)因其重量轻、强度高、耐腐蚀性强、弹性优良等特点,广泛应用于航天航空、汽车、电子电器、体育器材等领域,促使碳纤维复合材料行业快速发展。一方面CFRP广泛使用助推产业结构优化升级,实现绿色发展;另一方面CFRP的研究深度和应用广度及其生产发展的速度和规模,已成为衡量一个国家科学技术先进水平的重要标志之一。其中力学性能是CFRP性能的重要指标,但由于复合材料本身的一些特点,使力学性能的测试充满挑战!

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复合材料的应用场景

CFRP强度评估方法由各种ASTM标准规定。岛津试验机可以根据ASTM各种测试标准做出解决方案,例如符合“平面内剪切试验-双V形切口剪切法(ASTM D5379)的试验示例,以及符合各种标准的夹具。采用双V形切口试样进行平面内剪切试验,得到CFRP的平面内剪切强度、平面内剪切破坏应变和平面内剪切弹性模量。

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碳纤维复合材料的测试标准

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时间-强度曲线

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碳纤维复合材料(CFRP)目前主要应用于飞机与汽车制造业,其刚性是重要应用参考,岛津试验机可以根据JIS K 7074和JIS K7084标准提供静态三点弯曲试验和高速冲击试验方案,且能获得准确获得试验数据。

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CFRP静态三点弯曲试验及位移-应力曲线

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岛津HITS-PX高速冲击三点弯曲试验系统

碳纤维是碳纤维增强塑料(CFRP)的重要组成部分,碳纤维的力学性能(拉伸强度/弹性模量)对复合材料物理性能有重要影响,岛津试验机系统可以对碳纤维及其复合材料进行拉伸试验,也可以配合高速摄像机实现从高时间分辨率的角度研究碳纤维布的破坏过程的可视化观察。使用X射线CT系统可以对试样中纤维的取向和空隙进行无损观察。这使得在进行测试之前能够观察内部状态,从而获得测试结果与内部结构紧密相关的数据。

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碳纤维拉伸测试

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基于DIC分析的高速应变分布可视化系统

(CFRP拉伸试验)

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CFRP拉伸试验平面应变的DIC显示

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HITS-T10高速拉伸试验机

观测CFRPs冲击破坏的实例(0.1μs间隔)

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CFRPs冲击破坏实例的DIC分析

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X-Ray CT系统观察CFRP内部纤维取向和空隙结果


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