島津試驗(yàn)機(jī)和微焦點(diǎn)X射線CT聯(lián)用案例分享
發(fā)布時(shí)間:2021-03-04 閱讀次數(shù)：1017次
島津以力學(xué)性能優(yōu)異的CFRP (碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料)為試樣，進(jìn)行了3點(diǎn)彎曲試驗(yàn)。
我們通過(guò)超聲波顯微鏡和微焦點(diǎn)X射線CT觀測(cè)了由于疲勞導(dǎo)致的試樣破壞情況。
試樣：
CFRP材料(長(zhǎng)100 mm,寬10 mm,厚1.5 mm (9層))
三點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)的外觀和試驗(yàn)后的樣品外觀
以最大負(fù)荷應(yīng)力800 MPa、最小負(fù)荷應(yīng)力80 MPa、頻率10 Hz反復(fù)對(duì)試樣進(jìn)行加載。共計(jì)4根試樣 (#1,#2,#3,#4) ，位移大小達(dá)到一定量 (*) 時(shí)試驗(yàn)結(jié)束。
*) #1: 3.0 mm、#2: 3.5 mm、#3: 4.0 mm、 #4: 5.0 mm以上
在#1和#2這兩種情況下，在壓頭接觸部分中發(fā)現(xiàn)損壞。#3能夠確認(rèn)內(nèi)部有大的剝離以及表層有輕微剝離，#4幾乎完全損壞。
[超聲波顯微鏡]內(nèi)部觀察
在超聲波顯微鏡下，無(wú)法觀測(cè)到#4的變形。
[結(jié)果]
在#1和#2中，壓頭接觸部分的表層發(fā)生了開裂，在超聲波顯微鏡下，在其背面也發(fā)現(xiàn)了輕微的剝離，但是在X射線CT中，無(wú)法確認(rèn)到這種輕微的剝離。試驗(yàn)進(jìn)行到#3的話， X射線CT便可以確認(rèn)這種程度的剝離了。
超聲顯微鏡在疲勞早期很容易檢測(cè)到剝離，但會(huì)受到表面破壞的阻礙，難以觀察到破壞情況的細(xì)節(jié)。相反，X射線CT很難觀測(cè)到疲勞早期的破壞，如#1和#2。
這些特征有助于將超聲波顯微鏡與X射線CT結(jié)合使用。例如，通過(guò)使用超聲顯微鏡在大范圍內(nèi)定位受損區(qū)域，然后使用X射線CT縮小視野并放大圖像，可以更有效地觀察更詳細(xì)的損壞情況。