Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phân loại tín hiệu phát xạ âm thu thập trong các thử nghiệm kéo trên vật liệu compozit epoxy gia cường bằng sợi polypropylene trọng lượng phân tử siêu cao unidirectional bằng cách sử dụng phân tích thành phần chính
Tóm tắt
Mục tiêu của nghiên cứu này là sử dụng quy trình toán học để đánh giá cơ chế hư hại trong mẫu vật liệu compozit polypropylene trọng lượng phân tử siêu cao/epoxy (UHMWPP/epoxy) với các cấu hình khác nhau dựa trên phân tích tín hiệu phát xạ âm (AE) được trình bày. Phân tích thành phần chính (PCA) là một công cụ mạnh mẽ, được sử dụng để phân loại các tín hiệu AE được giám sát. Chúng tôi đã làm việc với nhựa epoxy L160, bó sợi UHMWPP và các mẫu thử unidirectional UHMWPP/epoxy, chịu tải kéo. Sử dụng các mẫu thử cho thấy cơ chế hư hại nổi bật, các mối quan hệ đã được thiết lập giữa sự phát triển hư hại quan sát được và các biến thể tham số AE trong PCA. Kết quả từ nghiên cứu này cho thấy PCA là một công cụ hiệu quả để xác định các chế độ hư hại như nứt ma trận, tách lớp sợi/ma trận, đứt sợi và kéo sợi trong các vật liệu compozit UHMWPP/epoxy. Sự hiện diện của các chế độ hư hại trong các vật liệu compozit UHMWPP/epoxy đã được xác nhận thông qua hình ảnh vi mô quét điện tử (SEM).
Từ khóa
#phát xạ âm #phân tích thành phần chính #compozit epoxy #polypropylene trọng lượng phân tử siêu cao #ma trận nứt #tách lớp sợi #đứt sợi #kéo sợiTài liệu tham khảo
Zhao, Y., Wang, M., Tang, Z., and Wu, G., Radiation Effects of UHMW-PE Fibre on Gel Fraction and Mechanical Properties, Radiation Phys. Chem., 2011, vol. 80, pp. 274–277.
Alcock, B., Cabrera, N.O., Barkoula, N.-M., Loos, J., and Peijs, T., The Mechanical Properties of Unidirectional All-Polypropylene Composites, Appl. Sci. Manufacturing, 2006, vol. 37, pp. 716–726.
Morin, B., Adams, B., Follo, B., and Salem, D., Weight Reduction and Cost Savings Using Hybrid Composites Containing High Modulus Polypropylene Fiber, in COMPOSITES and POLYCON., FL USA, Tampa: American Composites Manufacturers Association, 2009, pp. 15–17.
Ogita, T., Kawahara, Y., Soga, Y., and Matsuo, M., Morphology and Mechanical Properties of Ultrahigh Molecular Weightpolypropylene Prepared by Gelatin/Crystallization at Varios Temperatures, Colloid Polym., 1992, vol. 270, pp. 833–839.
Bussiba, A., Kupiec, M., Ifergane, S., Piat, R., and Bohlke, T., Damage Evolution and Fracture Events Sequence in Various Composites by Acoustic Emission Technique, Composites Sci. Technol., 2008, vol. 68, pp. 1144–1155.
Loutas, T.H. and Kostopoulos, V., Health Monitoring of Carbon/Carbon, Woven Reinforced Composites Damage Assessment by Using Advanced Signal Processing Techniques, Composites Sci. Technol., 2009, vol. 69, pp. 273–283.
Zhuang, X.M. and Yan, X., Investigation of Damage Mechanisms in Self-Reinforced Polyethylene Composites by Acoustic Emission, Composites Sci. Technol., 2005, vol. 66, pp. 444–449.
Godin, N., Hugueta, S., and Gaertnera, R., Integration of the Kohonen’s Self-Organising Map and Kmeans Algorithm for the Segmentation of the AE Data Collected During Tensile Tests on Cross-Ply Composites, NDT E Ent., 2004, vol. 38, pp. 299–309.
Yang, B.L., Zhuang, X.M., and Zhuang, T.H., Damage Mode Identification for the Clustering Analysis of AE Signals in Thermoplastic Composites, J. Nondestruc. Eval., 2009, vol. 28, pp. 163–168.
Kim, K.B., Kang, H.Y., Yoon, D.J., and Choi, M.Y., Pattern Classification of Acoustic Emission Signals During Wood Drying by Principal Component Analysis and Artificial Neural Network, Key Eng. Mater., 2005, vols. 297–300, pp. 1962–1967.
Papas, Y.Z. and Kostopoulos, V., Toughness Characterization and Acoustic Emission Monitoring of 2D Carbon/Carbon, Eng. Fracture Mechan., 2001, vol. 68, pp. 1557–1573.
Refahi Oskouei, A. and Ahmadi, M., Acoustic Emission Characteristics of Mode I Delamination in Glass/Polyester Composites, Composite Mater., 2010, vol. 44, 793 p.
Johnson, M., Waveform Based Clustering and Classification of AE Transients in Composite Laminates Using Principal Component Analysis, NDT&E Int., 2002, vol. 35, no. 3, pp. 367–376.
Refahi Oskouei, A., Zucchelli, A., Ahmadi, M., and Minak, G., An Integrated Approach Based on Acoustic Emission and Mechanical Information to Evaluate the Delamination Fracture Toughness at Mode I in Composite Laminate, Mater. Design, 2010.
Sorensen, B.F. and Jacobsen, T.K., Characterizing Delamination of Fibre Composites by Mixed Mode Cohesive Laws, Composites Sci. Technol., 2009, vol. 69, pp. 445–456.
Hirai, T., Bekris, N., Coad, J.P., Grisolia, C., Linke, J., Maier, H., Matthews, G.F., Philipps, V., and Wessel, E., Failure Modes of Vacuum Plasma Spray Tungsten Coating Created on Carbon Fibre Composites under Thermal Loads, J. Nucl. Mater., 2009, vol. 392, pp. 40–44.
Godin, N., Hugueta, S., Gaertnera, R., and Salmonb, L., Clustering of Acoustic Emission Signals Collected during Tensile Tests on Unidirectional Glass/Polyester Composite using Supervised and Unsupervised Classifiers, NDT & E Int., 2004, vol. 37, pp. 253–264.