復(fù)合材料因其重量輕、比強(qiáng)度高、抗疲勞性能好、適合一體化設(shè)計(jì)等特性，在航空航天、新能源汽車、化工等行業(yè)被廣泛應(yīng)用。
貫穿復(fù)合材料研究最引人注目的是其沖擊損傷問題，無論是相關(guān)的材料研究，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)還是工藝制造和維護(hù)問題，碳纖維復(fù)合材料一進(jìn)入解決輕量化需求的應(yīng)用，遇到的技術(shù)關(guān)鍵就是沖擊損傷。
復(fù)合材料沖擊后壓縮強(qiáng)度（Compression After Impact，CAI）試驗(yàn)主要用于定義復(fù)合材料在經(jīng)歷沖擊載荷后的抗損傷能力，在航空復(fù)合材料領(lǐng)域已經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)化測試，涉及ASTM D7136/7137、GB/T21239、 空客AITM 1.0010、波音BSS 7260等標(biāo)準(zhǔn)。
自1980年代起，CAI 試驗(yàn)方法經(jīng)歷了多次討論修訂完善，其中 ASTM D7136 和 D7136M 在全球范圍內(nèi)被廣泛傳播與使用。
以 ASTM D7136M 為例，其要點(diǎn)為：使用公制 100mmx150mm 的矩形樣品，推薦試樣厚度 h 為 4-6mm，使用落錘總質(zhì)量為 5.5±0.25kg 和直徑為 16±0.1mm、硬度為 60~62HRC 的半球形光滑沖擊頭，以 6.7J/mm×h（樣品厚度）的能量沖擊試樣。
Instron CAI 沖擊夾具
Bluehill IMPACT 軟件內(nèi)置常見的 CAI 沖擊試驗(yàn)方法
為了避免試驗(yàn)過程中沖頭多次沖擊樣品造成額外損傷，落錘試驗(yàn)機(jī)配備防二次沖擊功能，精確的預(yù)損傷形成后再使用萬能材料試驗(yàn)機(jī)對樣品進(jìn)行壓縮或拉伸測試。
Instron 作為落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)的行業(yè)代名詞，整合吸收了原美國 Dynatup 和意大利 CEAST 的技術(shù)優(yōu)勢，不斷迭代升級，在全球各行各業(yè)尤其是復(fù)合材料行業(yè)被廣泛應(yīng)用于品質(zhì)控制和研發(fā)。
從防止應(yīng)力和振動松動的螺紋厭氧膠、防震地腳、氣動阻止二次沖擊裝置，每一處細(xì)節(jié)都會被千錘百 “沖" ，以高于各國以及行業(yè)要求規(guī)范充分驗(yàn)證后推向市場。
Instron® 9400 系列落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)可研究層壓板的沖擊損傷容限, 并確定不同沖擊能量對殘余強(qiáng)度的影響。
Instron 落錘試驗(yàn)系統(tǒng)
Bluehill Impact 軟件可幫助用戶輕松獲取整個(gè)沖擊過程中每個(gè)細(xì)節(jié)的精確信息，從能量和時(shí)間的曲線上可以清楚地看到施加的能量、吸收能、彈性能等信息。
典型的復(fù)合材料CAI曲線
此外，Instron 的溫度環(huán)境箱可提供廣泛的溫度測試能力，幫助用戶研究相同材料在高達(dá) 300°C 的高溫環(huán)境中可能發(fā)生的反應(yīng)。
溫度環(huán)境箱
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