Tek yönlü Kumaşlar Testleri esneklik: Kılcal Parametrelerinin Ölçümleri Sıvı Kompozit Kalıp Süreçlerinde Kılcal Basınç değerlendirin

Sıvı kompozit döküm (LSM) işlemlerinde elyaflı takviye emdirilmesi sırasında, reçine akışı bir basınç gradyanı ile tahrik edilir. Kılcal etkileri işlem parametrelerine bağlı olarak, basınç gradyanı ile rekabet edebilecek ilave bir etkiye sahiptirler. Işlem üzerindeki etkisi bu şekilde ^{2, 1} değerlendirilmelidir. Bu ilk basınç farkı ³ değiştirerek, belirgin bir kılcal basıncı, P _kapağı tanımlayarak yapılabilir. Bu parametre daha sonra süreçlerinde akımlarını simüle etmek için sayısal modeller sokulabilir ve doğru bir boşluk oluşumu ⁴ tahmin.

Bir sıvı (fitilleme) ile bir kumaşın kendiliğinden emprenye Washburn denklemi ⁵ ile tarif edilebilir. Başlangıçta, Washburn denklemi bir tüpün içinde bir sıvı kapiler artışı tarif. Bu denklem, WAs daha sonra bir kılcal tüp ağına yaklasık olabilir gibi lifli takviye olarak gözenekli yapılar, uzatılır. ⁶ aşağıdaki gibi bir gözenekli ortam maddesi ile doldurulmuş bir yarıçap R ile silindir biçiminde bir numune tutucu göz önüne alındığında, Washburn denklemi, zaman karesi kütle kazanımında (m² (t)) olarak değiştirildi:

(1)

c kıvrımlarında hesapları bir parametre olduğu, R ortalama gözenek yarıçapı ve ε = 1 V _f gözeneklilik (lif hacim oranı olma _f V) 'dir. Köşeli parantez içinde tüm parametreler gözenekli ortam morfoloji ve yapılandırmasını ilgilendiren ve onlar olarak adlandırılan bir sabit, C, konsolide edilebilir "geometrik gözenekli ortam faktör." diğer parametreler ifadeη, ρ ila (orta ve sıvı arasındaki etkileşimlere emme bağımlılığı ve γ _L olan, sırası ile, yoğunluk, viskozite, yüzey gerilimi, sıvının ve θ _A ile, belirgin bir ilerleme temas açısı).

Buna paralel olarak, bir gözenekli ortam içinden akış, genellikle η ortamı, K ve sıvı viskozitesi geçirgenliği boyunca basınç düşmesi, eş akışkan hızı, V, _D ile ilgilidir iyi bilinen Darcy hakları ⁷ ile modellenir . Bu denklem aynı zamanda bir zaman karekök üzerine ve böylece iki denklemler arasındaki denklik değerlendirilmek üzere kitle kazanç ifadesi için izin verir. ⁸ aşağıdaki gibi Washburn denklemi ve Darcy hukuk arasındaki bu denklik itibaren, kılcal basınç sonra tanımlanmıştır:

Burada, ana odak kılcal basınç belirlemek amacıyla, geometrik faktörler ve tek yönlü kumaşlar için belirgin ilerleyen temas açılarını ölçmek için deney prosedürü tarif etmektir. Bu yöntem, fitilleme testi (Şekil 1) gerçekleştirmek için bir gerilimölçer kullanılarak dayanır. Bir tansiyometre sıvı kütle ya katı etrafında bir menisküs şekillendirme veya lifli orta artan ölçer 10 ug çözünürlüğe sahip bir mikro terazi olduğunu. Fitilleme testi tek boyutlu bir karakterizasyonu (lifleri boyunca yönü) ^{8, 9} göz önüne alındığında gerçekleştirilmiştir. Prosedürü doğrulamak için kullanılan yarı-tek yönlü kumaşlar V _f =% 40 karbon tek yönlü (UD) kumaşlar vardı. yöntem doğrulandı sonra, keten kumaşlar ısıl işlem t sunulduHat elyaf ⁶ ıslatıcı davranışını değiştiren ve emme testleri işlenmemiş ve işlenmiş keten kumaş hem de (% 40% 30 den), farklı fiber hacim oranlanna ile yapıldı. Morfolojik ve ıslatma parametreleri belirlemek için en az iki emme testleri zorunludur: n-heksan gibi tamamen ıslatma sıvısı ile birincisi, C (Denklem 1) ve söz konusu sıvı ile ikinci bir belirlemek belirlemek C kez belirgin ilerleme temas açısı bilinir. İlk yaklaşımda, su işlemi elde etmek için kullanılmıştır.

Bu yöntem, malzeme geometrisine, (kumaş morfolojisi), gözeneklilik (farklı lif hacim oranları) ve viskozite ve kapiler emprenye fenomeni ile ilgili sıvının yüzey geriliminin etkisiyle değerlendirilmesinde sağlayan, farklı kumaş ve sıvı uygulanabilir. Washburn teorisine (Denklem 1) 'e göre prosedür sadece esneklik cu eğer kabul edilebilir o açıktırrves (m² (t)) tansiyometre tarafından kaydedilen bir doğrusal eğilim var. Bu Denklem 1 'de parametreleri, tüm emici işlemi sırasında sabit kalması anlamına gelir. Elyaflar ^{10, 11} şişmesi, bu, su içinde keten takviye olarak böyle değilse, Washburn denklemi testleri doğru ⁹ tanımlamak için şişme etkisinin, modifiye edilmelidir. Arıtılmış kumaşlar su emilimi ⁹ daha az duyarlı olduğu saptanmıştır. Geometrik faktörler ve ıslatma parametreler kılcal basınç P _kap hesaplanması için izin doğrusal uyan gelen _{ölçülebilir.}