In-situ ontrafelen van eigenschappen van de samenstellende materialen in vezelversterkte composieten: digitale volumecorrelatie toegepast op synchrotron computertomografiebeelden (InSituPro)

Het ontwerpen en genereren van nauwkeurige methodologieën om mechanische eigenschappen van vezelversterkte composieten te beoordelen was en is nog steeds een grote uitdaging. De uitdagingen houden verband met de structurele variabiliteit en complexiteit die aanwezig zijn in deze structuren en leiden tot inherente variatie in numerieke modellen die deze eigenschappen gebruiken. Deze studie tracht om een efficiënte en nauwkeurige methodologie te ontwikkelen om de huidige knelpunten tegen te gaan door computertomografie van met deeltjes gevulde glasvezel-epoxycomposieten te implementeren bij voxelgroottes onder 500 nm. Hierdoor kan digitale volumecorrelatie (DVC) 3D-rekresoluties tot 8-15 µm genereren. Door deze rekvelden te combineren met nieuwe reductieschema's, is het doel om matrix- en interface-eigenschappen nauwkeurig te meten, zoals de normaal- en afschuifgrensvlaksterkte en taaiheid, de wrijvingscoëfficiënt aan het grensvlak en de groeisnelheden van vermoeiingsdebonding. De in situ meting van deze eigenschappen zal een enorme sprong voorwaarts bieden in het begrijpen van het micromechanische gedrag van vezelversterkte composieten. De InSituPro-methodologie levert daarom essentiële invoergegevens voor micromechanische modellen, aanwezig aan de onderkant van een hiërarchische piramide met meerdere schalen, waar structureel ontwerp wordt geboren.