新设备发现了所有方面的缺陷-从飞机到手机

时间：2022-06-06 15:25:07 来源：

如此处所示，材料力学部门的桑迪亚国家实验室研究人员将新的断裂测试吊架用于传统的层间复合材料断裂测试以及先进的混合复合材料层压板。

蒂姆·布里格斯（Tim Briggs）在桑迪亚国家实验室（Sandia National Laboratories）建立了事业，并与他的合作者团队扯在一起。现在，他开发了一种断裂测试工具，可以帮助使从飞机结构框架到手机的所有功能变得更坚固。

Briggs已为一种与粘合的结构复合材料相关的设备申请了专利，该设备的名称看起来像是世俗的“模式I断裂测试治具”。

该装置是由两个不超过一只手的小衣架组成的小装置，它通过两个粘合在一起的结构材料的中间部分，可安装在精确钻孔的孔中。然后，将吊架连接到传统的测试机上，该测试机设计为将粘合的样品拉开以测量其强度。在Briggs进行创新之前，样品制备和进行一系列此类断裂试验可能需要几天甚至几周的时间。

桑迪亚轻型结构实验室的工作人员布里格斯说：“我们以非常可控的方式将断裂标本拉开了。”“然后，我们能够测量材料的响应并量化相关的断裂性能，从而告诉我们在各种负载条件下用于成品时，裂纹实际上会如何生长。”

在每个行业和消费产品中，情况都会破裂。这可能导致财产损失，诉讼，伤害和生命损失。有时会发生破裂是因为设计时没有充分了解材料在特定条件下的性能而设计的。

Briggs解释说：“考虑关键的应用，例如在30,000英尺高的加压飞机上，依靠绑定表面作为关键负载路径的一部分，机上300或更多的灵魂，” Briggs解释说。“这永远不会失败。但是人们也不希望他们的良性碳纤维曲棍球棒或山地自行车花费数百甚至数千美元来破坏。”

该设备和方法论可以“应用于介于两者之间的所有内容，包括医疗设备，航空航天，汽车碰撞事故，土木结构，压力容器，娱乐和运动。每个结构都可能受到基于断裂的破坏机制的影响，并且测试很困难。这种新的设备和方法旨在使其变得更简单。”他说。

在开发衣架之前，Briggs和他的团队必须将铰链对准并粘合到样品上，这在您甚至可以设置和执行实验之前就为该过程增加了可观的时间和成本。

他谈到使用自由旋转吊架系统的新方法时说：“就这么简单，这是该设备的一种新颖性。这里有美丽和简单。现在，您可以完全放弃将铰链粘合到样品表面的费力的旧过程。我无法告诉您，我们要切割铰链，研磨和清洁所有粘合表面，混合粘合剂，将铰链与标本表面精确对准，将铰链粘在标本的一侧，然后允许它进行多少工作。治愈，清理烂摊子，然后再对另一边做。现在，字面上就是钻一个洞然后走。”

Briggs正在申请专利的设备可以为他的团队提供更快，更便宜的周转时间，以获取这些临界断裂特性，从而可以更深入地了解可能导致材料断裂和失效的条件。

由于测试时间大大减少，工程师将有机会通过使样品经受更广泛的环境和负荷条件来改善性能，确保更可预测的性能，以提高可靠性和安全性，同时降低研发成本。

通过这种新方法，企业不仅可以使他们的产品更安全，更可靠，而且可以通过更有效的研发节省的成本以及减少责任诉讼而转移给消费者。

布里格斯说：“我希望这种新方法及其可以为其他人带来的工作，能够在桑迪亚的国家安全使命之外产生广泛的影响，并在人们的日常活动中更加明显地触动人们的日常生活。”

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