2. Mechanical tests on synthetic polymeric micro-fibres
To begin, four different materials were chosen among the most
commonly used high-performance micro-fibres: Glass, Kevlar®,
Zylon® and Dyneema®. Carbon fibres were not considered due to
their extreme fragility in bending, effectively making them impossible
tie into knots. Single overhand knotswere applied on the fibres
so as to follow the criteria set out in Ref. [29], i.e. simultaneously
maximizing k1, k2 and k3 parameters. For example, varying degrees
of tightening were applied to optimize the friction during sliding in
the knot (k3 / 1), while avoiding excessive fibre degradation, i.e.
without reducing the original strength (k2/1). A schematic of the
knotting procedure is shown in Fig. 1.
The knots were applied to the chosen fibres, taking care not to
damage them during handling. To perform the tensile tests in the
desired loading range, an Agilent T150 Nanotensile testing system
was used, which allows nN and nm sensitivity on loads and displacements,
respectively. The samples, with a typical gauge length
of 20 cm, were prepared in “C”-shaped paper frames and set-up in a
clampedeclamped configuration in the sample holder. The paper
frame was then cut and fibres loaded up to failure at a loading rate
of 1 mm/min.
The micro-fibres were analysed before and after testing using a
Scanning Electron Microscope (SEM) to exactly measure diameters,
highlight surface features (which could be correlated to the friction
behaviour) and observe fractured fibres after tensile tests to infer
damage mechanisms. Some examples of the acquired images are
shown in Fig. 2, also highlighting micro-fibre fragilization due to
the damage during sliding in the knotted configuration. For
example, in the case of Kevlar® fibres, degradation was observed
during sliding before fracture (Fig. 2a and b), while little or no
damage was observed in Zylon® fibres, with a clean fibre fracture
away from the knot (Fig. 2d).
2 . การทดสอบเชิงกลในพอลิเมอร์เส้นใยสังเคราะห์ไมโครเริ่มต้น , 4 วัสดุที่แตกต่างถูกเลือกที่สุดระหว่างนิยมใช้เส้นใยประสิทธิภาพสูงขนาดเล็ก : แก้ว ®เคฟล่าร์ ,และ® zylon Dyneema ® . เส้นใยคาร์บอนไม่ได้พิจารณาเนื่องจากเปราะบางมากของพวกเขาทำให้พวกเขาไม่สามารถมีประสิทธิภาพในการดัดโค้งผูกเป็นปม . การ knotswere เดียวที่ใช้กับเส้นใยเพื่อให้เป็นไปตามเกณฑ์ในการอ้างอิง [ 29 ] คือ พร้อมกันประสิทธิภาพสูงสุดและ K1 , K2 K3 พารามิเตอร์ ตัวอย่างเช่น องศาที่แตกต่างของสิ่งนี้ใช้เพื่อเพิ่มแรงเสียดทานระหว่างการเลื่อนในปม ( K3 / 1 ) ขณะที่หลีกเลี่ยงการย่อยสลายมากเกินไป ไฟเบอร์ คือโดยการลดความแรงของต้นฉบับ ( 2 / 1 ) วงจรของขั้นตอนที่แสดงในรูปที่ 1 knotting .ปมเพื่อใช้ในการเลือกเส้นใย ดูแลไม่ให้ความเสียหายในระหว่างการจัดการ เพื่อทำการทดสอบแรงดึงในต้องการโหลดช่วง , การทดสอบระบบ t150 nanotensile เลนต์มาใช้ ซึ่งช่วยให้ไม่ไวต่อโหลดสูงสุด และนาโนเมตรและ ,ตามลำดับ ตัวอย่างที่มีความยาววัดโดยทั่วไป20 เซนติเมตร ที่ถูกเตรียมไว้ใน " C " - กระดาษรูปเฟรมและการตั้งค่าในclampedeclamped การกําหนดค่าในตัวอย่าง ผู้ถือ กระดาษกรอบแล้วตัดและเส้นใยโหลดถึงความล้มเหลวในการโหลดคะแนน1 มม. / นาทีเส้นใยไมโคร วิเคราะห์ข้อมูลก่อนและหลังการทดลองโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ( SEM ) ตรงวัดเส้นผ่าศูนย์กลาง ,เน้นคุณลักษณะพื้นผิว ( ซึ่งอาจจะมีความสัมพันธ์กับแรงเสียดทานพฤติกรรม ) และสังเกตเส้นใยแตกหลังจากการทดสอบแรงดึง การอนุมานกลไกความเสียหาย ตัวอย่างบางส่วนของภาพที่ได้มาแสดงในรูปที่ 2 ยังเน้น fragilization ไมโครไฟเบอร์ เนื่องจากความเสียหายในระหว่างการเลื่อนในตะปุ่มตะป่ำ การตั้งค่า สำหรับเช่น ในกรณีของการย่อยสลายเคฟล่า® fibres )ในช่วงก่อนการเลื่อน ( รูปที่ 2A และ b ) ในขณะที่เล็กหรือไม่ความเสียหายพบว่า zylon ®เส้นใย , เส้นใยแตกกับสะอาดห่างจากปม ( รูปที่ 2 )
การแปล กรุณารอสักครู่..
