複合材料衝撃試験

複合材料の耐衝撃性試験

1. 低速衝撃試験方法

実際の条件下で材料の衝撃挙動をシミュレートするために、研究者は多数の実験方法を提案してきました。衝撃の実際の状況に応じて、衝撃は一般に高速衝撃と低速衝撃に分けられます。

高速衝撃は弾道衝撃とも呼ばれます。高速衝撃は航空宇宙分野や軍事分野で大きな注目を集めているため、高速衝撃に関する実験研究が数多く行われてきました。図に示すように、高速衝撃では通常、小さな質量の発射体を使用して高速で材料を衝突させ、主にエアガンを使用して発射体を発射し、複合材料の高速衝撃挙動を研究します。

低速衝撃試験は、通常、修理中の工具の偶発的な落下など、低速での材料表面への大きな質量の物体の衝撃をシミュレートします。また、落下錘試験装置は通常、実験に使用されます。シミュレーション。

図２ ドロップハンマー試験装置

研究結果は、発射体の形状、品質、速度が複合材料の破損メカニズムに大きな影響を与えることを示しています。たとえば、研究者はハンマーヘッドの形状と複合材料の衝撃挙動との関係について多くの研究を行ってきました。一般的に、ハンマーヘッドが鋭利に使用されるほど、材料の衝撃損傷範囲はより局所的になり、主な破損モードは層間剥離から母材の破損および損傷に変化します。繊維が切れる。

2. 低速衝撃性能に対する環境要因の影響

複合構造部品は、長期使用中に高温、低温、湿熱、熱サイクルなどの複雑な環境影響を受ける必要があります。これらの環境の作用下では、複合材料の機械的特性が大幅に変化することが研究によって示されています。熱サイクルにより、通常、複合材料の曲げ強度と横方向の引張強度が低下し、マトリックスに多数の微小亀裂が発生します。

主に環境前処理と環境シミュレーション試験を使用して、環境影響の影響を研究します。いわゆる環境前処理とは、試験対象の複合材料をあらかじめ一定の環境下に置いて加工し、室温で低速衝撃試験を行うことです。環境模擬試験では、複合材料を環境チャンバーに入れて衝撃を与えます。この方法は、さまざまなサービス環境におけるコンポーネントの影響パフォーマンスを調査するために使用されます。

3. 材料特性が低速衝撃性能に及ぼす影響

繊維は、複合材料の製造における強化材として広く使用されています。同時に、荷重の主な負担者としての繊維の性能は、複合材料全体の耐衝撃性に大きな影響を与えます。航空宇宙産業で使用される繊維は主に次のとおりです。カーボンファイバー, ガラス繊維そしてケブラー繊維。炭素繊維には特有の脆性があるため、炭素繊維強化樹脂マトリックス複合材料の耐衝撃性はガラス繊維やケブラー繊維よりも弱くなります。

繊維強化樹脂系複合材料のマトリックスは、複合材料において極めて重要な役割を果たします。樹脂マトリックスは、荷重の伝達、繊維の配向の維持、または材料の完全性の維持に不可欠です。研究の結果、熱硬化性樹脂の機械的特性は熱可塑性樹脂よりも優れているものの、熱硬化性樹脂の分子構造が架橋しているため靭性が低くなり、衝撃荷重下で破損しやすくなることがわかりました。

界面は複合材料内の繊維に荷重を伝達する役割を果たすため、界面の性能は複合材料の全体的な性能に影響を与えます。繊維とマトリックスの界面結合が不十分な複合材料は強度と剛性が低くなり、結合が強すぎると材料が脆くなります。

河北ユニウグラスファイバー製造有限会社は10年以上の経験と7年の輸出経験を持つグラスファイバー材料メーカーです。

私たちは、ガラス繊維原料のメーカーです。 ガラス繊維ロービング、ガラス繊維糸、ガラス繊維チョップドストランドマット、ガラス繊維チョップドストランド、ガラス繊維ブラックマット、ガラス繊維織ロービング、ガラス繊維生地、ガラス繊維布など。

必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。

私たちはあなたのお手伝いとサポートに全力を尽くします。