|
سنجش آرايش يافتگي الياف
در كامپوزيتهاي الياف
شيشهاي كوتاه
قسمت
اول: سنجش خودكار، با قدرت تفكيك بالاي زاويهاي توسط ميكروسكوپ هم
كانون
چكيده
در اين مقاله نخست، تكنيك هم
كانوني براي سنجش توزيع آرايش يافتگي الياف شرح داده شده است و خطاهاي
مربوط به جزئيات مورد بحث قرار گرفتهاند. با اين تكنيك، الياف در
فواصل كوتاهي درون حجم نمونه قرار گرفته و بر اين اساس توصيف كامل
تانسور توزيع آرايش يافتگي الياف را امكانپذير ميسازند. پردازش تصوير
جديد به منظور كسب خودكار اطلاعات به كار گرفته شدهاند و در نهايت
سطوح مشخص نمونه (چند ميليمتر مربع) در عرض يك ساعت قابل آناليز و
تجزيه و تحليل ميشوند. در مقاله بعدي سنجشهاي آرايش يافتگي ليف از
تكنيك هم كانوني براي ارزيابي مستقل خطاها درون تكنيك پردازش تصوير
استاندارد دو بعدي سنجش آرايش يافتگي ليف استفاده خواهند شد...
مقدمه
ترموپلاستيكهاي
تقويت شده با الياف كوتاه (SFRT) به سرعت در حال جايگزين شدن با مواد
رايج و سنتي در كاربردهاي وسيع هستند. خواص مكانيكي و كارآيي SFRT به
خوبي كامپوزيتهاي تقويت شده با الياف بلند نيست. اما آنها داراي
مزايايي همچون قيمت ارزان و راحتي توليد بواسطه قالبگيري تزريقي
ميباشند...
پيشرفتهاي رخ داده
اخير در تكنيكها براي شبيه سازي كامپيوتري قالبگيري تزريقي امكان
پيشبيني FOD تركيبات SFRT را عملي ساخته است. اين شبيه سازيهاي
كامپيوتري به نحو چشمگيري هزينههاي توليد و زمان پيشرفت را كاهش
ميدهند. شيوههاي اندازه گيري FOD واقعي در تركيبات تكميل شده داراي
اهميت زيادي ميباشند، چرا كه آنها براي تصديق نتايج محاسبات عددي مورد
نياز هستند...
معرفي آرايش يافتگي ليف
تابع توزيع آرايش يافتگي ليف
ممكن است آرايش
يافتگي يك ليف واحد همانند شكل 1 با دو زاويه ... معرفي
شود. در كامپوزيتهاي SFRT ميليونها ليف وجود دارد، بنابر اين تعيين
آرايش يافتگي هر ليف تكي كاملاً غير عملي است. حالت آرايش يافتگي در
نقطهاي در داخل فضا ميتواند توسط تابع و توزيع احتمال (PDF) توضيح
داده شود. احتمال اينكه ليف بين زواياي ... و... آرايش يابد توسط عبارت
ذيل بيان ميشود:...
توضيح تانسوري FOD يك
سيستم تعيين مشخصات است كه زياد مورد استفاده قرار ميگيرد (10). اين
سيستم ارائه دهنده تشريخ خلاصه FOD ميباشد كه نيازي به فرضيه قبلي
آرايش پذيري ساده شده دارد. علاوه براين، مرتبه تانسور يك راه آسان
براي تغيير جزئيات توضيح FOD است...
سنجش آرايش يافتگي بوسيله پردازش
تصوير دو بعدي
سطح مقطع الياف
اغلب روشهاي معمول
تعيين FOD شامل بررسي سطح مقطعهاي گرفته شده در نقاط از پيش تعيين شده
در كامپوزيتهاي تكميل شده ميباشد. با آماده سازي دقيق نمونه، تضاد
ميان ليف و ماتريس افزايش مييابد و منجر به توليد تصوير باينري دقيق
ميشود...
سنجش استريولوژي
براي الياف با طول
محدود، احتمال اينكه ليف با صفحه قرار داده شده تصادفي متقاطع شود
بعنوان تابعي از طول، L، قطر D و زاويهاي است كه با صفحه پروفيل
ساخته ميشود...
ميكروسكوپ پيمايشي
ليزري هم كانون (SCSM) يك پيشرفت نسبتاً جديد در ميكروسكوپ نوري است
(17). اين تكنيك مواد نيمه شفاف را قادر ميسازد تا به صورت نوري و به
شيوه غير مخرب تقسيم بندي شوند. اين تكنيك داراي موفقيت قابل توجه و
بزرگي در علوم بيولوژي است (18) كه ناشي از آماده سازي آسان نمونه در
مقايسه با ميكروسكوپهاي رايج است...
تكينك NORAN Odyssey
تصاوير هم كانون نوري را كه ممكن است در هر دوحالت انعكاسي و فلورسانسي
حاصل شود، ارائه ميكند. عمليات CLSM با PC گروهي كنترل ميشود و
اتوماسيون كاملي را ارائه مينمايد. مرحله قبلي xyz كه در موقعيتهاي
محوري و صفحهاي نمونه حاصل ميشد نيز توسط pc كنترل ميشود...
به منظور اندازه گيري و تعيين
آرايش يافتگي الياف در نواحي وسيع، تعداد قابل توجهي تصوير بايد گرفته
و پردازش شود. تصاوير بايد داراي قدرت تفكيك بالا، عمق تصوير زياد، چه
در صفحه و چه بصورت محوري باشند...
يك صفحه صاف با
شيارهاي عمود بر طول اين صفحه كه از كامپوزيتهاي نايلون تقويت شده با
الياف كوتاه شيشه ساخته شده بود، مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. نمونه
به صورت عمود بر جهت جريان ومطابق با شكل k برش زده شد...
تكنيك هم كانون سنجش
آرايش يافتگي الياف به صورت كاملاً خودكار امكان اندازه گيري FOD
نمونه، بر روي نواحي بزرگي، را در طي يك ساعت امكان پذير ساخته است.
خطاي سنجش بواسطه تكنيكهاي شبيه سازي تعيين شده است و تخمين زده شده
كه دقت ... در صورتيكه الياف در فاصله
بالاتر از ميكرومتر ... در تعدادي از فريمهاي تصوير رديابي شوند،
امكان پذير خواهد بود...
|
