Wytrzymałość lekkich materiałów konstrukcyjnych - kompozyty w osnowie termoplastycznej

• Autorzy: Łagoda K. , Błażejewski W. , Kurek A.

Warianty tytułu

EN

Strength of lightweight construction materials - composites in thermoplastic matrix

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wraz ze zwiększającą się tendencją do stosowania lekkich materiatów do wytwarzania środków transportu, coraz częściej bada się wytrzymałość materiatów kompozytowych. Formułując kryterium pękania dla kompozytów włóknistych, istotne jest, aby znać mikrostrukturę materiału. Badanie zostało przeprowadzone na próbkach wykonanych z laminatu kompozytowego z termoplastyczną osnową PA6, wzmocnioną ciągłym włóknem szklanym. Próbki zostały poddane statycznej próbie zginania trójpunktowego oraz czteropunktowego przy różnych rozstawach między podporami, co skutkowało różnym stosunkiem naprężeń normalnych do stycznych. Brano pod uwagę zarówno rozkład naprężeń normalnych pochodzących od zginania, jak i rozkład naprężeń stycznych, uwzględnionych zgodnie ze wzorem Żurawskiego. W zależności od kombinacji wartości naprężeń normalnych i stycznych, pęknięcie było inicjowane na skutek naprężenia stycznego lub normalnego, w płaszczyźnie obojętnej lub na powierzchni próbki.

EN

With the increasing tendency to use light materials for! the production of transport means, the strength of composite materials is being more and more studied. When formulating actual fracture criteria for fiber composites, it is essential to know the characteristics of the material’s microstructure. The research was carried on specimens made of composite laminate with thermoplastic matrix PA6 reinforced by continuousglass fiber. Specimens were subjected to a static three- and four - point bending tests at different spacing of the supports, resulting in different values of the ratio between maximal normal and shear stresses. Both distribution of normal stress that comes from bending and distribution of shear one, according to transverse shear stress in beams transverse shear stress in beams equation, coming from shear were considered. Depending on the combination of tangential and normal stresses, cracking is initiated either by shear or normal stress, at the neutral piane or on the specimen’s Surface.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty; osnowa termoplastyczna; lekkie materiały konstrukcyjne

EN

composites; thermoplastic matrix; lightweight construction materials

• Wydawca: Wydawnictwo HMR-TRANS Sp. z o.o.
• Czasopismo: Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 2
• Strony: 48--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Łagoda K.

• Politechnika Wrocławska

autor

Błażejewski W.

• Politechnika Wrocławska

autor

Kurek A.

• Politechnika Opolska

Bibliografia

• [1] Waśniewski B.: Duroplasty oraz termoplasty wysokotemperaturowe w prepregach jako osnowy kompozytów węglowych do wytwarzania struktur lotniczych, Prace Instytutu Lotnictwa, nr 2 (243), Warszawa 2016, s. 28-39.
• [2] Kroll L., Lepper M., Gruber B., Kostka P., Yhou B.: Analytical model for stress and failure analysis of notched hybrid composites,21st International Congress on Theoreticaland Applied Mechanics (ICTAM-21), Warszawa 2004, s. 298.
• [3] Kroll L., Hufenbach W.: New proof of laminate design by a physically based failure criterion, Proceedings of the Tenth International Conference on Composite Materials (ICCM 10), Canada 1995, s. 715-722.
• [4] Kroll L., Hufenbach W.: Physically based failure criterion for laminated composites, Mechanics of Composite Materials. 35, no. 4, 1999, s. 413-422.
• [5] Kroll L.: Berechnung und technische Nutzung von anisotropiebedingten Werkstoff- und Struktureffekten fur multifunktionale Leichtbauanwendungen. Habilitationsschrift, TU Dresden, 2005.
• [6] Sun C.T. at al.: Comparative evaluation of failure analysis methods for composite laminates, NASA, DOT/FAAI AR-95/109, 1996.
• [7] Tsai S. W., Wu E.: A generał theory ofstrength for anisotropic materials, J. Composite Materials 5, 1971, s. 58-80.
• [8] Puck A., Schurmann H.: Failure analysis of FRP laminates by means of physically based phenomenological models, Composites Science and Technology 58, 1998, s. 1045-1067.
• [9] Hashin Z.: Failure criteria for unidirectional fi ber composites, Journal of Applied Mechanics 47, 1980, s. 329-334.
• [10] Hoffman O.: The brittle strength of orthotropic materials, J. Composite Materials 1, 1967, s. 200-206.
• [11] Azzi V.D., Tsai S. W.; Anisotropic strength of Composities, Experimental Mechanics, vol. 5, 1965.
• [12] DIN EN ISO 14125 Fibre-reinforced plastic composites - Determination of flexural properties, 2011.
• [13] Lagoda T., Macha E.: Fatigue life estimation for30CrNi- Mo8 Steel under in-and out-of-phase combined bending and torsion with variable amplitudes, Material Science, vol. 31, no 1, 1995.
• [14] German J.: Podstawy mechaniki kompozytów włóknistych, Politechnika Krakowska, Kraków 2001.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).