Procedimentos de corte, testes de tração e envelhecimento de laminados unidirecionais flexíveis compósitos

Summary

O objetivo do estudo foi desenvolver protocolos para preparar espécimes consistentes para o teste mecânico exato de aramida de alta resistência ou materiais laminados unidirecionais flexíveis com base em polietileno de massa ultra alta-molar e para descrever para realizar o envelhecimento artificial nestes materiais.

Abstract

Muitos designs de armadura incorporam laminados unidirecionais (UD). Os laminados UD são construídos com camadas finas (< 0,05 mm) de fios de alto desempenho, onde os fios em cada camada são orientados paralelamente uns aos outros e mantidos no local usando resinas aglutinantes e filmes finos de polímero. A armadura é construída empilhando as camadas unidirecionais em diferentes orientações. Até à data, foi realizado apenas um trabalho muito preliminar para caracterizar o envelhecimento das resinas aglutinantes utilizadas em laminados unidirecionais e os efeitos sobre o seu desempenho. Por exemplo, durante o desenvolvimento do protocolo de condicionamento utilizado no National Institute of Justice Standard-101, 6, as estratificações UD mostraram sinais visuais de delaminação e reduções em V₅₀, que é a velocidade em que metade dos projéteis são esperados para perfurar a armadura, após o envelhecimento. Uma compreensão melhor das mudanças materiais da propriedade em estratifica do UD é necessária para compreender o desempenho a longo prazo das armaduras construídas destes materiais. Não há nenhum padrão atual recomendado para interrogando mecanicamente materiais estratificados unidirecionais (UD). Este estudo explora métodos e melhores práticas para testar com precisão as propriedades mecânicas desses materiais e propõe uma nova metodologia de teste para esses materiais. São também descritas as melhores práticas para o envelhecimento destes materiais.

Introduction

O Instituto Nacional de normas e tecnologia (NIST) ajuda a aplicação da lei e agências de justiça criminal garantir que os equipamentos que compram e as tecnologias que eles usam são seguros, confiáveis e altamente eficazes, através de um programa de pesquisa abordando a estabilidade a longo prazo de fibras de alta resistência usadas na armadura do corpo. O trabalho anterior^1,2centrou-se sobre a falha de campo de uma armadura feita a partir do material poli (p-phenylene-2, 6-benzobisoxazole), ou PBO, o que levou a uma grande revisão para o Instituto Nacional de Justiça (NIJ ' s) armadura padrão do corpo

Protocol

1. procedimento de corte para os espécimes de dobra-direção que são cortados perpendiculares ao eixo do rolo

1. Identifique um parafuso de material unidirecional a ser testado.
   Nota: não há nenhuma urdidura (usada para descrever a direção perpendicular ao eixo do rolo) e trama (usado para descrever a direção paralela ao eixo do rolo) no sentido têxtil tradicional, como o material utilizado aqui não é tecido, mas estes termos são emprestados fo r clareza.
2. Desenrole manualmente o parafuso para expor o material precursor (ou seja, o material identificado desenrolou-se do parafuso, mas ainda ligado ao parafuso).
   Nota: a largura deste parafuso se tor....

Results

Muitas iterações de corte e teste foram realizadas para investigar várias variáveis diferentes. Algumas variáveis que foram examinadas incluem a técnica de corte e o instrumento de corte, a taxa de teste, a dimensão do espécime e as alças. Um achado crítico foi a importância de alinhar os espécimes com a direção da fibra. Os procedimentos de análise de dados (análise de consistência, técnicas de Weibull, determinação de outlier, etc.) são discutidos abaixo, assim como considerações para o.......

Discussion

A determinação apropriada do sentido da fibra é crítica. A vantagem do método descrito nas etapas 1.4 – 1.6 do protocolo é que existe controle completo sobre quantas fibras são usadas para iniciar o processo de separação. No entanto, isso não significa que há um controle completo sobre a largura da região separada final, como as fibras não são totalmente paralelas e podem atravessar uns aos outros. No processo de separar um lote das fibras, freqüentemente, as fibras vizinhas aquelas que estão sendo separadas igualmente s.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Apertos de cabrestante	de aperto universal	20kN apertos de envoltório	Apertos de cabrestante usados em testes
Faca de cerâmica	Slice	10558
Lâmina de precisão de cerâmica	Slice	00116
Braçadeira	Irwin	aperto rápido mini barra braçadeira
microscópio
	Rotatrim		Tapete de corte auto-regenerativo métrico A0
Denton Desktop sputter coater			revestidor por pulverização catódica
FEI Helios 660 Dual Beam FIB/SEM	FEI Helios		Microscópio eletrônico de varredura
Cortador rotativo motorizado	Cortador rotativo Chickadee
	Fiskars	49255A84
Microscópio estéreo	National	DC4-456H
Borda reta	McMaster Carr	1935A74
Lâmina de bisturi cirúrgico	Sklar Instruments
Bisturi cirúrgico	Swann Morton
Máquina de teste universal	Instron	4482	Máquina de teste universal
Faca	Stanley	99E