CAJ | 학술논문

针对微尺度材料力学性能测试与尺度效应实验研究的需要,自行研制了一台FMT-I型高精度纤维材料微拉伸力学性能实验装置,并基于LabVIEW软件平台开发了相应的数据采集与控制系统,实现了测试过程的全自动化.该装置的测力传感器由非接触式激光位移传感器和两端固定的薄梁组成,可同时测量试样的拉伸力和上夹持端的位移量,帮助精确地获取试样的载荷—变形曲线.采用该装置对微米级直径的多晶铜丝、316L不锈钢纤维和T300碳纤维进行了拉伸测试.实验结果表明,直径为18～105μm多晶铜丝的拉伸力学行为并无明显的尺度效应；多晶铜丝和316L不锈钢纤维的弹性模量分别在43.9～60.0GPa和102.9～111.5GPa之间,均低于宏观尺度下材料的弹性模量；316L不锈钢纤维的抗拉强度和延伸率随着丝径的减小而降低；T300碳纤维的弹性模量为235.4±12.4GPa,抗拉强度为3238.2±280.8MPa,断裂应变约为1.5％.另外,相同的细铜丝材料的测试结果与Instron5848型商用拉伸试验机的测试结果进行了对比,吻合良好.通过系统的实验分析表明,该装置具有较高的精度和稳定性,适用于各种纤维材料的拉伸力学性能测试.
침대미척도재료역학성능측시여척도효응실험연구적수요,자행연제료일태FMT-I형고정도섬유재료미랍신역학성능실험장치,병기우LabVIEW연건평태개발료상응적수거채집여공제계통,실현료측시과정적전자동화.해장치적측력전감기유비접촉식격광위이전감기화량단고정적박량조성,가동시측량시양적랍신력화상협지단적위이량,방조정학지획취시양적재하—변형곡선.채용해장치대미미급직경적다정동사、316L불수강섬유화T300탄섬유진행료랍신측시.실험결과표명,직경위18～105μm다정동사적랍신역학행위병무명현적척도효응；다정동사화316L불수강섬유적탄성모량분별재43.9～60.0GPa화102.9～111.5GPa지간,균저우굉관척도하재료적탄성모량；316L불수강섬유적항랍강도화연신솔수착사경적감소이강저；T300탄섬유적탄성모량위235.4±12.4GPa,항랍강도위3238.2±280.8MPa,단렬응변약위1.5％.령외,상동적세동사재료적측시결과여Instron5848형상용랍신시험궤적측시결과진행료대비,문합량호.통과계통적실험분석표명,해장치구유교고적정도화은정성,괄용우각충섬유재료적랍신역학성능측시.