应用案例

碳纤维疲劳测试

2018-08-27

一、背景概述

碳纤维(carbon fiber,简称CF),是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。碳纤维“外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。

碳纤维具有许多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。

碳纤维碳材料已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用。从航天、航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。碳纤维增强的复合材料可以应用于飞机制造等军工领域、风力发电叶片等工业领域、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。球棒等体育领域。碳纤维是典型的高科技领域中的新型工业材料。

 

二、客户需要解决什么问题

随着碳纤维技术的发展,现在种类越来越多。想要得到好的碳纤维就需要更多的研究与试验。研发人员需要对碳纤维的强度或结构进行检测,判断是否达到要求与标准。

1、  在测试过程中有些需要浸胶,而在浸胶时绕丝方法等及浸胶的温度、湿度和时间是有很大影响的,我们需要确定温度。

2、  环境温度和碳纤维的温度会影响测试结果,因为这种复合材料对温度比较敏感。

3、  拉伸时的发热情况,测试材料拉伸时发热,改善材质控制发热量有利于争强碳纤维的性能。

4、  断裂瞬间的断点最高温度,这一点是需要测试一个属性,但是断点不确定,断裂瞬间温度变化太快。

碳纤维疲劳测试

 

三、当前有哪些解决方案及弊端

对于碳纤维的测试

热电偶与数采

使用热电偶测温准确,但热电偶需要接触被测物体,不适合本实验。

热线偶导热,影响被测物体

只能测量点或几个点的温度,

热电偶有温度惯性,采集的温度和实际温度有滞后;

红外测温枪

红外测温枪使用方便,但问题也很多:

没有办法精确找到断点,测量温度,不能同时测试多个点;

不能直观看到问题点;

被测部位很小,温度会被平均

 

四、FOTRIC产品如何帮客户解决问题及优势

断裂瞬间最高温达到了55.2℃

碳纤维的温度变化过程

在温升模式下断裂前一帧此处升高了14.4℃

在温升模式下断点温度较最开始升高了28℃,较前一帧瞬间升高了23.6℃ 

 

FOTRIC科研热像仪可以直观看到碳纤维各部分的温度变化情况

可直观看到受力点和断裂瞬间。

可连接电脑,录制全辐射视频流,便于后期的分析,可以分析整个实验温升高过程。

在FOTRIC独有的温升模式下直观查看温都变化值,便于温升分析。

可以对比不同纤维的温度变化情况。

 

五、哪些客户需要解决该问题

碳纤维研发生产厂家

使用碳纤维研发产品的汽车、航空航天等企业