Baza Publikacji Pracowników Politechniki Lubelskiej

Status:
Warianty tytułu:	Porównanie odpowiedzi kompozytów polimerowych na obciążenia dynamiczne o niskiej prędkości oraz wciskanie statyczne
Autorzy:	Bieniaś Jarosław, Jakubczak Patryk, Surowska Barbara
Rok wydania:	2013
Wersja dokumentu:	Drukowana \| Elektroniczna
Język:	angielski
Numer czasopisma:	3
Strony:	155 - 159
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
	Porównanie odpowiedzi kompozytów polimerowych na obciążenia dynamiczne o niskiej prędkości oraz wciskanie statyczne Polimerowo-włókniste materiały kompozytowe są szeroko stosowane w technice lotniczej z uwagi na korzystne właściwości mechaniczne w odniesieniu do gęstości. Jednak, materiały te charakteryzują się niską odpornością na obciążenia dynamiczne, szczególnie na uderzenia dynamiczne o niskiej prędkości, co jest jednym z najważniejszych zjawisk eksploatacyjnych w technice lotniczej z uwagi na uszkodzenia, jakie może powodować w strukturach kompozytowych. Celem przeprowadzonych badań było porównanie reakcji polimerowo-włóknistych materiałów kompozytowych na obciążenia dynamiczne o niskiej prędkości oraz na analogiczne (te same warunki obciążenia) statyczne wciskanie wgłębnika. Do badań wykorzystano laminat wzmacniany wysokowytrzymałym włóknem węglowym w osnowie żywicy epoksydowej oraz laminat wzmacniany wysokowytrzymałym włóknem szklanym w osnowie żywicy epoksydowej (materiały stosowane w technice lotniczej). Obciążenia dynamiczne zostały przeprowadzone zgodnie z normą ASTM D7136. Próba statycznego wciskania wgłębnika w kompozyt została przeprowadzona zgodnie z normą ASTM D6264. Po badaniach próbki poddano nieniszczącej oraz mikroskopowej ocenie stanu struktury w celu określenia rozmiaru i charakteru powstałego uszkodzenia. Zaobserwowano, że obciążenia dynamiczne o niskiej prędkości powodują znaczące uszkodzenie struktury obu rodzajów kompozytów. Analogiczne obciążenie statyczne przy tej samej sile wywieranej przez wgłębnik na materiał powoduje jedynie makroskopowo niewidoczne uszkodzenie wewnętrzne. Rozmiar uszkodzenia jest skrajnie rożny w przypadku obciążeń dynamicznych i statycznych, przy czym charakter uszkodzenia jest zbliżony. Dominującym rodzajem degradacji kompozytów są pęknięcia osnowy i rozwarstwienia oraz pęknięcia włókien w przypadku obciążeń dynamicznych. W celu otrzymania podobnego uszkodzenia laminatów przez statyczne wciskanie wgłębnika niezbędna jest znacznie większa siła wywierana przez wgłębnik na materiał w porównaniu do obciążeń dynamicznych.
	Abstract Fibre Reinforced Polymers (composites) are widely used in the aerospace industry due to their excellent quasi- -static mechanical properties in relation to density. However, it is known that polymer composites do not have good resistance to dynamic loads, especially to low-velocity impact phenomena, which is one of the most important issues for composite structures, particularly in aerospace due to the effect it has on material structures. The purpose of this study was to investigate the differences in polymer composite behavior between low-velocity impact and the similar (the same boundary conditions) quasi- -static indentation. The composites used in this study were: Carbon Fibre Reinforced Polymer (CFRP) and Glass Fibre Reinforced Polymer (GFRP) manufactured by the autoclave method (materials used in aerospace technology). Impact tests were carried out according to the ASTM D7136 standard. Quasi-static indentation was performed according to the ASTM D6264 standard. After the tests, the samples were subjected to non-destructive and microscopic testing methods to investigate the damage size and failure character. It was noted that low-velocity impact causes significant damage to both kinds of composite structures, while the quasi-static indentation under the same impact force level results in some internal degradation of the laminate structures (barely visible damage). However, the size of it is extremely different to the case of low-velocity impact. The failure types of composite structures after static and dynamic loads are similar. The major failure type in composites after static and dynamic loads are matrix cracks, delaminations, and in the case of impact fibres-cracks. To obtain similar damage character and size (as in the impact effect) in the composite structure on account of quasi-static indentation, a much higher force level in comparison to dynamic loads is necessary.

Informacja o cookies

Comparison of polymer composites behavior to low-velocity impact and quasi-static indentation

Artykuł w czasopiśmie