복합재료의 내충격성 시험
1. 저속충격 시험방법
실제 조건에서 재료의 충격 거동을 시뮬레이션하기 위해 연구자들은 많은 실험 방법을 제안했습니다.충격의 실제 상황에 따라 충격은 일반적으로 고속 충격과 저속 충격으로 나뉩니다.
고속 충격은 탄도 충격이라고도 합니다.고속 충격은 항공 우주 및 군사 분야에서 상당한 관심을 받았기 때문에 사람들은 고속 충격에 대한 많은 실험 연구를 수행했습니다.고속 충격은 일반적으로 작은 질량 발사체를 사용하여 재료를 더 빠른 속도로 타격하고 주로 공기총을 사용하여 발사체를 발사하여 그림과 같이 복합 재료의 고속 충격 거동을 연구합니다.
저속 충격 시험은 일반적으로 수리 중 도구의 우발적 낙하와 같이 저속으로 재료 표면에 대한 큰 질량 물체의 충격을 시뮬레이션하며 낙하 시험 장치는 일반적으로 실험에 사용됩니다. 시뮬레이션.
그림 2 낙하 망치 테스트 장치
연구 결과는 발사체의 모양, 품질 및 속도가 복합 재료의 파손 메커니즘에 상당한 영향을 미칠 것임을 보여줍니다.예를 들어, 연구원들은 해머 헤드의 모양과 복합 재료의 충격 거동 사이의 관계에 대해 많은 연구를 수행했습니다.일반적으로 해머 헤드가 더 날카로울수록 재료의 충격 손상 범위가 더 국부화되고 주요 실패 모드가 박리에서 매트릭스 실패 및 손상으로 변경됩니다.섬유가 끊어집니다.
2. 저속충격성능에 대한 환경요인의 영향
복합 구조 부품은 장기간 사용하는 동안 고온, 저온, 습열 및 열 사이클과 같은 복잡한 환경 영향을 경험해야 합니다.연구에 따르면 이러한 환경에서 복합 재료의 기계적 특성이 크게 변할 수 있습니다.열 순환은 일반적으로 복합 재료의 굽힘 및 가로 인장 강도를 감소시키고 매트릭스에 많은 수의 미세 균열을 생성합니다.
주로 환경 전처리 및 환경 시뮬레이션 테스트를 사용하여 환경 영향의 영향을 연구합니다.소위 환경 전처리는 테스트할 복합 재료를 미리 특정 환경에서 처리하여 처리한 다음 처리된 재료를 실온에서 저속 충격 테스트에 적용하는 것입니다.환경 시뮬레이션 테스트는 충격을 가하면서 복합 재료를 환경 챔버에 넣는 것입니다.이 방법은 다양한 서비스 환경에서 구성 요소의 영향 성능을 연구하는 데 사용됩니다.
3. 저속 충격 성능에 대한 재료 특성의 영향
섬유는 복합 재료 생산에서 보강재로 널리 사용됩니다.동시에 섬유의 성능은 하중의 주요 지지자로서 복합 재료의 전체 내충격성에 큰 영향을 미칩니다.항공 우주 산업에서 사용되는 섬유는 주로 다음을 포함합니다.탄소 섬유, 유리 섬유및 케블라 섬유.탄소 섬유의 고유한 취성으로 인해 탄소 섬유 강화 수지 매트릭스 복합재의 내충격성은 유리 섬유 및 케블라 섬유보다 약합니다.
섬유 강화 수지 기반 복합 재료의 매트릭스는 복합 재료에서 매우 중요한 역할을 합니다.수지 매트릭스는 하중을 전달하는지, 섬유의 배향을 유지하는지 또는 재료의 무결성을 유지하는지 여부와 분리할 수 없습니다.연구 결과에 따르면 열경화성 수지의 기계적 특성은 열가소성 수지보다 우수하지만 열경화성 수지의 가교 분자 구조로 인해 인성이 낮아 충격 하중에서 파손되기 쉽습니다.
계면은 복합재료에서 섬유에 하중을 전달하는 역할을 하므로 계면의 성능은 복합재료의 전반적인 성능에 영향을 미치게 된다.섬유와 매트릭스 사이의 계면 결합이 불량한 복합 재료는 강도와 강성이 낮고 결합이 너무 강하면 재료가 부서지기 쉽습니다.
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게시 시간: 2021년 10월 14일