Πειραματική μελέτη της προοδευτικής εξέλιξης της βλάβης κόπωσης σε θερμοπλαστικά υλικά με μηχανικές δοκιμές και ακουστικούς υπερήχους

Loading...
Thumbnail Image

Date

2023-10-05

Authors

Μένεγος, Κωνσταντίνος Αθανάσιος

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Abstract

Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται μια πειραματική μελέτη που επικεντρώνεται στην ποσοτικοποίηση της προοδευτικής ανάπτυξης και συσσώρευσης βλάβης που προκαλείται από κόπωση σε θερμοπλαστικό πολυμερές ενισχυμένο με ίνες άνθρακα (CFRP) υλικό. Έλεγχοι υπερήχων χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση της έκτασης της βλάβης κόπωσης και στη συνέχεια προσδιορίζεται η εναπομείνουσα αντοχή του υλικού. Τέλος, υπολογίζεται το ποσοστό της επιφάνειας του δοκιμίου που υφίσταται βλάβη σε διάφορα στάδια της κόπωσης. Η μελέτη ξεκινά με την προετοιμασία των δοκιμίων από θερμοπλαστικό CFRP, ακολουθούμενη από την υποβολή τους σε διακοπτόμενη κυκλική φόρτιση ανά 10 000 κύκλους μέχρι την τελική αστοχία. Σε κάθε διακοπή της διαδικασίας εφαρμόζεται μη καταστροφικός έλεγχος με εμβάπτιση του δοκιμίου με στόχο την ανίχνευση εσωτερικών ατελειών και την εξέλιξη της βλάβης στο εσωτερικό του υλικού Επιπλέον, εξετάζεται η εναπομείνουσα αντοχή σε επιμέρους στάδια της κόπωσης, καθώς και ο τρόπος αστοχίας και η επιφάνεια θραύσης Αυτό επιτυγχάνεται μέσω δοκιμών εφελκυσμού για τον προσδιορισμό της ικανότητας μεταφοράς φορτίου και των μηχανικών ιδιοτήτων τους. Η ανάλυση αυτή παρέχει πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο η κόπωση επηρεάζει τη μηχανική συμπεριφορά του θερμοπλαστικού CFRP. Τα πειραματικά αποτελέσματα αποκαλύπτουν τον προοδευτικό μηχανισμό συσσώρευσης βλαβών στο θερμοπλαστικό CFRP υπό κυκλική φόρτιση. Η εξέλιξη των εσωτερικών ατελειών και η συσχέτισή τους με τους κύκλους κόπωσης παρέχει πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με την ανθεκτικότητα του υλικού. Επιπλέον, η αξιολόγηση της υπολειμματικής αντοχής συσχετίζει την σταδιακή μείωση αυτής με την προοδευτική ανάπτυξη βλάβης και ρίχνει φως στην ικανότητα του υλικού να αντέχει φορτία μετά την έκθεση σε κόπωση. Τέλος, η μελέτη υπολογίζει το ποσοστό της περιοχής του δοκιμίου που υφίσταται βλάβη σε διάφορα στάδια κόπωσης, παρέχοντας μια ποσοτική ερμηνεία της εξέλιξης της βλάβης. Τα ευρήματα αυτά συμβάλλουν στη βαθύτερη κατανόηση της συμπεριφοράς κόπωσης των θερμοπλαστικών CFRP και την συσχέτιση ύπαρξης και εξέλιξης βλάβης με τη δομική ακεραιότητα τέτοιων συνθέτων υλικών υπό συνθήκες κυκλικής φόρτισης.

Description

Keywords

Θερμοπλαστικά σύνθετα υλικά, Κόπωση, Δοκιμή με υπερήχους, Συσσώρευση βλάβης, Εναπομείνουσα αντοχή

Citation