夹层建筑材料是一种高强度、高刚度、低密度的多功能材料。它们通常用于航空航天、海洋和建筑行业。这篇文章讨论了三明治材料的结构,定义,以及机械测试和设备。

什么是夹层建筑材料?

夹层建筑材料是由至少两种不同材料(如泡沫、蜂窝、聚合物、木材和陶瓷)的夹层材料组成的复合结构。夹层结构的结构包括两个面板、可选的胶粘剂层和芯。表面通常是薄、密、高强度的固体材料,而芯是低强度、低密度的材料。当这些材料在夹层结构中连接在一起时,整个材料是一个高效的元件。夹层建筑材料常用于航空航天、建筑等行业。

在外层面层和夹层结构核心中使用的材料有哪些例子?

表面材料可以从铝、钢、钛合金、纤维增强聚合物和木材中选择。

芯材可以是发泡聚合物、合成橡胶、蜂窝或泡沫。

三明治材料的用途是什么?

夹层建筑材料可以由多种面层和芯层材料组合而成。它们通常用于航空航天、海洋和建筑行业。根据最终的应用,所选择的材料将具有不同的性能。例如,用于航空航天飞行器的夹层复合材料具有高强度、高刚度、重量轻、需要具有抗高速冲击的能力。对于包装应用,高强度重量比,以及耐腐蚀,防潮和化学反应,成为优先考虑的问题。

在某些应用中,何种机械性能使夹层建筑材料成为首选?

总的来说,夹层建筑材料具有高强度重量比,高刚度重量比,低密度,耐腐蚀。与芯材结合的面板提供了更大的抗弯刚度,而芯材提供了足够的抗剪强度和更大的刚度。此外,夹层建筑材料具有均匀的吸能能力,并提供良好的隔热[1]。

夹层建筑材料力学测试有哪些测试标准?

夹层建筑材料是一种用途广泛的材料。因此,机械性能的测定和分析在选择最终使用的材料时起着重要作用。测试标准组织已经开发出适合夹层建筑材料的测试方法,并确定其力学性能。一些标准方法包括:

在准备夹芯板试件时需要考虑哪些因素?

夹层板试样制备中导致数据分散的重要方面包括:芯与面粘结不完整或不均匀,芯与面元素的不对中,接缝、空隙或其他芯与面不连续的存在,平面曲率外,面厚度变化和表面粗糙度。

测量夹层建筑材料力学性能的试验类型有哪些?

下面是测量夹层建筑材料力学性能的不同测试类型的列表。

拉力测试

夹芯结构材料的张力测试提供了关于芯面粘结的强度和质量的信息,并产生了芯材的平面抗拉强度数据。

在eXpert 2613上进行三明治结构的平面拉伸试验

压缩测试

在平方向或沿方向上进行压缩试验,以确定岩芯强度和模量。

弯曲(弯曲)试验

通过对夹层结构材料进行屈曲试验,可以计算出其抗弯刚度、芯芯抗剪强度、剪切模量、抗压强度和抗拉强度。三明治结构的标准弯曲测试设置是在四点弯曲中,因此需要一个四点弯曲夹具来加载测试样本。

弯曲夹具-夹层建筑材料长梁弯曲测试装置

抗剪强度试验

剪切特性是夹层板设计的基础。通过运行剪切强度测试,研究人员和开发人员可以收集关于在夹层结构中使用的核心材料的力偏转行为的数据。抗剪强度试验可在拉伸或压缩条件下进行。短梁挠曲试验法是测量岩心抗剪强度的另一种方法。

计算包括岩心剪切模量和剪切强度。此外,如果计算剪切应变,则可以在测试装置中添加位移传感器以获取应变数据。

在eXpert 2610上进行搭接剪切试验

剥离实验

夹层建筑材料的剥离测试是一种特殊类型的测试,称为爬鼓剥离测试,并使用爬鼓剥离夹具运行。测量了饰面板与芯材之间粘合剂的抗剥离性。

专家2613上的攀爬鼓剥离夹具

特色配置,测试的通用性

ADMET销售和工程团队一直致力于配置一个测试系统,能够运行多种ASTM测试方法而不超出预算。下图所示的特色配置为50kN的容量专家2613配有机电框架MTESTQuattro控制器和基于pc的MTESTQuattro软件

专家2613- ASTM D695/ASTM D3846测试设置

握把和夹具运行多种ASTM测试方法

多功能eXpert 2613测试系统提供多个握把和夹具,以运行以下ASTM标准:ASTM C297, ASTM D1781, ASTM D7249, ASTM D695, ASTM D3846。试件包括夹层结构复合材料、增强塑料、塑料管和木材。

高,中,低负载范围与多个测压元件

eXpert 2613框架的受力能力高达50kN (11,240lbf)。并非所有测试都需要如此高的力,因此,该系统提供了多个测压元件,以覆盖所有测试的整个力范围。在夹层复合材料的高强度材料测试中,一个测压元件与50kN (11,240lbf)的框架容量相匹配。一个容量为10kN (2248 lbf)的中程测压元件,以及一个可以测量高达1kN (225lbf)载荷的低力测压元件,提供了必要的安装适配器,以在同一台机器上运行测试。所有测压元件都按照ASTM E4的拉力和压缩方向进行校准。校准文件保存在MTESTQuattro软件中。ADMET测压元件配有智能传感器识别芯片,因此,一旦在软件中设置,MTESTQuattro将自动识别连接到负载通道的测压元件,无需重新配置测压元件。

额外的传感器

为了测量应变和挠度,提供了指定位移范围和精度的位移传感器。不同的ASTM测试方法都需要夹式引伸计和挠度测量装置。这些设备配备了必要的安装硬件,并在所需的范围和正确的测试方向进行校准。

结论

ADMET是材料试验机的领先制造商。我们有复杂结构的工作经验,如三明治复合材料和各种行业,包括航空航天,建筑和政府。

我们的销售方法是一个协商的过程,我们与客户共同合作,通过开放、诚实和直接的对话来诊断他们的需求。我们将与您一起为您的测试找到正确的解决方案,无论是使用一种测试方法测试一种材料,还是采用多种方法测试多种材料,我们都将为您提供帮助。

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