岛津试验机和微焦点X射线CT联用案例分享

岛津以力学性能优异的CFRP (碳纤维增强复合材料)为试样，进行了3点弯曲试验。

我们通过超声波显微镜和微焦点X射线CT观测了由于疲劳导致的试样破坏情况。

试样：

CFRP材料(长100 mm,宽10 mm,厚1.5 mm (9层))

三点弯曲疲劳试验的外观和试验后的样品外观

以最大负荷应力800 MPa、最小负荷应力80 MPa、频率10 Hz反复对试样进行加载。共计4根试样 (#1,#2,#3,#4) ，位移大小达到一定量 (*) 时试验结束。

*) #1: 3.0 mm、#2: 3.5 mm、#3: 4.0 mm、 #4: 5.0 mm以上

在#1和#2这两种情况下，在压头接触部分中发现损坏。#3能够确认内部有大的剥离以及表层有轻微剥离，#4几乎完全损坏。

[超声波显微镜]内部观察

在超声波显微镜下，无法观测到#4的变形。

[结果]

在#1和#2中，压头接触部分的表层发生了开裂，在超声波显微镜下，在其背面也发现了轻微的剥离，但是在X射线CT中，无法确认到这种轻微的剥离。试验进行到#3的话， X射线CT便可以确认这种程度的剥离了。

超声显微镜在疲劳早期很容易检测到剥离，但会受到表面破坏的阻碍，难以观察到破坏情况的细节。相反，X射线CT很难观测到疲劳早期的破坏，如#1和#2。

这些特征有助于将超声波显微镜与X射线CT结合使用。例如，通过使用超声显微镜在大范围内定位受损区域，然后使用X射线CT缩小视野并放大图像，可以更有效地观察更详细的损坏情况。

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