3D printed continuous wire polymer composites strain sensors for structural health monitoring
Notice bibliographique
Résumé
Abstract This study presents the electromechanical properties of three-dimensional (3D) printed unidirectional continuous wire polymer composite (CWPC) to study the correlation of the elastic mechanical deformation and the electrical resistance under uniaxial loading conditions. Two kinds of wires were used for this study: copper (Cu) and nichrome (NiCr). 3D printing was utilized due to its flexibility in design and structure for different applications. From mechanical testing, the NiCr CWPCs demonstrated an increase of 13.5% and 54% in ultimate tensile strength and Young’s modulus, respectively, compared to pure 3D printed Poly(lactic acid) while the Cu CWPC did not exhibit significant improvement in the mechanical properties. A direct linear relationship was observed between the applied tensile strain and the measured electrical resistance for both Cu and NiCr CWPCs indicating the ability of these 3D printed structures to be used as a sensor to measure stress/strain in the real time. In addition, the sensitivity of both composites in terms of gauge factor, representing the relative change in the electrical resistance with the tensile strain of the material, were found to be 1.17 ± 0.06 and 1.13 ± 0.07 for Cu and NiCr CWPCs, respectively. This sensitivity was compared with a simple analytical model and showed a good agreement with the experimental results. Finally, the reliability of these CWPCs was evaluated by conducting a cyclic loading test within their elastic ranges. The results of this work will enable the manufacture of integrated sensors within 3D printed components with improved mechanical properties and increased functionality.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».