The mechanical properties and failure analysis of selected fiber metal laminates
Artykuł w czasopiśmie
MNiSW
8
Lista B
| Status: | |
| Warianty tytułu: |
Wybrane właściwości mechaniczne oraz analiza zniszczenia laminatów metalowo-włóknistych
|
| Autorzy: | Bieniaś Jarosław, Majerski Krzysztof, Surowska Barbara, Jakubczak Patryk |
| Rok wydania: | 2013 |
| Wersja dokumentu: | Drukowana | Elektroniczna |
| Język: | angielski |
| Numer czasopisma: | 3 |
| Strony: | 220 - 224 |
| Bazy: | BazTech |
| Efekt badań statutowych | NIE |
| Materiał konferencyjny: | NIE |
| Publikacja OA: | TAK |
| Licencja: | |
| Sposób udostępnienia: | Witryna wydawcy |
| Wersja tekstu: | Ostateczna wersja opublikowana |
| Czas opublikowania: | W momencie opublikowania |
| Abstrakty: | polski | angielski |
| materiały konstrukcyjne w przemyśle lotniczym. Nową generację materiałów o dużym potencjale rozwoju stanowią laminaty metalowo-włókniste. Laminaty tego typu poprzez swoją hybrydową konstrukcję łączą korzystne właściwości polimerowych laminatów kompozytowych wzmacnianych włóknami oraz lekkich stopów aluminium tradycyjnie stosowanych w przemyśle lotniczym. W pracy przedstawiono wyniki badań wytrzymałości na rozciąganie laminatów metalowo-włóknistych zawierających warstwy kompozytowe wzmacniane włóknami węglowymi oraz szklanymi w układzie jednokierunkowym. Badane były laminaty z rożną orientacją warstw kompozytowych. Testy wytrzymałościowe przeprowadzono zgodnie z normą ASTM D 3039 na prostopadłościennych próbkach o długości 180 mm i szerokości 15 mm dla włókien ułożonych w kierunku (0) i 20 mm dla włókien ułożonych w kierunku (0/90 i }45) w warstwie kompozytowej laminatu. Dla badanych materiałów uzyskano bilinearne charakterystyki naprężeniowo-odkształceniowe oraz silną zależność pomiędzy kierunkiem ułożenia włókien w warstwie kompozytowej a wartością wytrzymałości na rozciąganie oraz sztywności. Wykazano liniową zależność pomiędzy objętościową zawartością metalu a wytrzymałością na rozciąganie i sztywnością dla laminatów wzmacnianych zarówno włóknami szklanymi, jak i węglowymi. Dodatkowo dokonano analizy zniszczenia badanych próbek w mezoskali z użyciem mikroskopu optycznego (Nikon SMZ1500). Zaobserwowano istotne różnice w charakterach zniszczenia warstw kompozytowych wzmacnianych włóknami węglowymi oraz szklanymi, co jednak nie wpływa znacząco na opisane powyżej zależności i przewidywanie właściwości mechanicznych. | |
| Composite materials have developed in recent years. Fiber reinforced polymer composites (laminates) and aluminum alloys currently constitute the most dominant materials applied in the aerospace industry. The paper presents the tensile properties of selected fiber metal laminates regarding the content of structural components. Additionally, the failure characteristics of the tested specimens were determined. The hybrid systems (Fiber Metal Laminates) in this study were based on the 2024-T3 aluminum alloy and glass and carbon fibers reinforced polymers. The tensile properties were determined according to ASTM D 3039. The strain gauge Vishay CEA-06-125UT-350 was employed to measure the strain. The results have shown that the tensile properties of both tested types of laminates depend on the metal volume fraction factor. The investigated specimens showed a bilinear character in the stress-strain curves. The findings imply that the tensile properties of fiber metal laminates depend on the type of composite reinforcement, metal volume contribution and fibers orientation. It can be noted that with a decrease in the metal volume fraction and a layer orientation change from 0 by 0/90 up to 45 results in a decrease in the Young's modulus of the tested laminates. Several fracture modes were identified depending on the lay-up configuration and type of reinforcing fibers. Use of the metal volume fraction approach in predicting the mechanical properties is appropriate for both carbon and glass fiber reinforced fiber metal laminates. |
