The Influence of Features of Aluminium Alloys 2024, 6061 and 7075 on the Properties of GLARE-Type Composites

• Autorzy: Wilk M. S. , Śliwa R. E.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0496

Warianty tytułu

PL

Wpływ właściwości stopów aluminium 2024, 6061, 7075 na cechy kompozytu typu GLARE

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The above paper presents the assumptions and results of the research whose aim was to determine the influence of 2024, 6061 and 7075 aluminum alloys on the final properties of GLARE-type composites. GLARE 3 2/1 type composites, made of two layers of the epoxy prepreg, reinforced with unidirectional glass fibers, arranged in the direction of 0°/90°, and two sheets of aluminum with a thickness of 0.4 mm, were investigated. Composites of various stacking configurations of alloy layers, made of one type of aluminum alloy (so-called ‘homogeneous composites’), and two different alloys (mixed composites), were analyzed. The properties of the composites were evaluated with the use of the mixing rule and compared with the test results. The influence of the used aluminum alloys on mechanical properties of GLARE-type composites has been determined. GLARE-type composite made of 7075 alloy sheets had the most favorable mechanical properties in comparison to properties of composites with 2024 and 6061 sheets. It has been shown how the properties of GLARE-type composites depend on the type of the aluminum alloy. It has been also proved that the properties of GLARE-type composites can be evaluated with the use of the mixing rule.

PL

W pracy przedstawiono założenia i wyniki badań, których celem było określenie wpływu właściwości zastosowanych stopów aluminium 2024, 6061 i 7075 na własności finalne kompozytów typu GLARE. Analizie poddano kompozyty typu GLARE 3 2/1 wykonane z dwóch warstw prepregu epoksydowego, zbrojonego włóknem szklanym, ułożonego w kierunku 0°/90°, oraz z dwóch arkuszy stopu aluminium o grubości 0,4 mm. Przeanalizowano kompozyty o różnych konfiguracjach ułożenia warstw stopów, składające się z jednego gatunku stopu aluminium (tzw. kompozyty jednorodne), oraz z dwóch różnych stopów (kompozyty mieszane). Własności kompozytów oszacowano na podstawie reguły mieszania i porównano je z wynikami badań. Określono wpływ zastosowanego stopu aluminium na własności wytrzymałościowe kompozytów typu GLARE. Najkorzystniejsze własności wytrzymałościowe wykazał kompozyt z udziałem arkuszy stopu 7075 w stosunku do właściwości kompozytów z udziałem arkuszy blach stopów 2024 oraz 6061. Określono jak właściwości kompozytu typu GLARE zależą od rodzaju zastosowanego stopu aluminium. Wykazano również, że cechy kompozytów typu GLARE można oszacować na podstawie reguły mieszania.

Słowa kluczowe

EN

GLARE composites; aluminium alloy; mixing rule

PL

kompozyty GLARE; stopy aluminium; reguły mieszania

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 4
• Strony: 3101--3108
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wilk M. S.

• Faculty Of Mechanical Engineering And Aeuronautics Rzeszow University Of Technology 8 Powstancow Warszawy Av., 35-959 Rzeszow, Poland

autor

Śliwa R. E.

• Faculty Of Mechanical Engineering And Aeuronautics Rzeszow University Of Technology 8 Powstancow Warszawy Av., 35-959 Rzeszow, Poland

Bibliografia

• [1] A. Vlot, Glare, History of the Development of a New Aircraft Material, Dordrecht, Kluwer Academic Publishers, (2001).
• [2] T. Crouch, Optimal Design of Fibre-Reinforced Metal Laminates by Numerical Modelling, Canbera, Initial Thesis Report, ACT 2600 (2009).
• [3] R. Alderliesten, On the Development of Hybrid Material Concepts for Aircraft Structures, Recent Patents on Engineering 3, 25-38 (2009).
• [4] A. Vlot, J.W. Gunnik, Fibre Metal Laminates, an introduction, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands 2001.
• [5] J. W. Gunnink, A. Vlot, R. C. Alderliesten, W. van der Hoeven, A. de Boer, Towards Technology Readiness of fibre Metal Laminates, GLARE Technology development (GTO), ICAS 2000 CONGRESS.
• [6] L. B. Vogelesang, A. Vlot, Development of Fibre Metal Laminates for Advanced Aerospace Structures, Journal of Materials Processing Technology 103, 1-5 (2001).
• [7] G. H. J Roebroeks, A. Vlot, J. W Gunnik, “Glare Features”, Fibre Metal Laminates an Introduction, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Netherlands 2001.
• [8] J. W. Gunnik, A. Vlot, Towards Technology Readiness of Fibre Metal Laminates, Glare Technology Development (GTO) 1997-2000.ICAS 2000 Congres.
• [9] T. Beumler, A contribution to aircraft certification issues on strenght properties in non-demaged and fatigue damaged GLARE structures, Delft University Press (2004).
• [10] M. Sadighi, T. Pärnänen, R.C. Alderiesten, M. Sayeaftabi, R. Benedictus, Experimental and Numerical Investigation of Metal Type and Thickness Effects on the Impact Resistance of Fiber Metal Laminates, Applied Composites Material 19: 545-559 (2012).
• [11] M. Hagenbeek, Characterisation of Fibre Metal Laminates under Thermo-mechanical Loadings (2005).
• [12] P. A. Hooijmeijer, A. Vlot, Fibre Metal Laminates exposed to high temperatures, Delft University of Technology, faculty of Aerospace Engineering.
• [13] M. S. Wilk, R. E. Śliwa, Wpływ fazy metalicznej na efekt kształtowania kompozytów typu GLARE, Rudy i Metale Nieżelazne, 12, 839 -845 (2012).
• [14] E. C. Botelho, R. A. Silva, L. C. Pardini, M. C. Rezende, A Review on the Development and Properties of Continuous Fiber/epoxy/aluminum Hybrid Composites for Aircraft Structures, Materials Research, Vol. 9, No. 3, 247-256 (2006).
• [15] A. Beukers, M. J. L. Van Tooren, Th. de Jong, Multi- Disciplinary Design Philosophy for Aircraft Fuselages. Part 1, Applied Composites Materials 12:3-11 (2005).
• [16] G. Wu, J. M. Yang, The Mechanical Behavior of GLARE Laminates for Aircraft Structures, JOM Journal of the Minerals, Metals and Materials Society, 57 (1): p. 72-79 (2005)
• [17] B. Jurkowski, B. Jurkowska, H. Rydarowski, Niektóre aspekty badań palności kompozytów polimerowych, Mechanika 1-M, 145-152 (2009).
• [18] W. D. Callister, Jr, Materials science and Engineering, An introduction, 3rd edition, p. 517 (1993)

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.