Compression after impact testing ofcarbon-epoxy resin composites samples with graphene

• Autorzy: Wiśniewski A. , Sałacińska A.

Identyfikatory

DOI

10.5604/05096669.1226926

Warianty tytułu

PL

Badania wytrzymałości resztkowej po uderzeniu węglowo-epoksydowych próbek kompozytowych z grafenem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents compression after impact test of composite samples with graphene. In the presented research, graphene (in the form of a planes of (dimensions) 90x 100 mm on adhesive film as a media agent were applied. Fabricated composite structures made of unidirectional prepreg MTM46/HTS(12K)-150-35%RW with dimensions of 150*100 mm with adhesive films and composite panels with graphene on adhesive films were presented. For samples with and without grapheme, the results of a Compression After Impact (CAI) test with compression speed of 0.005 mm/s were shown. The relationship of force versus displacement for samples with an adhesive film and graphene on an adhesive film were investigated. Studies on residual compressive strength show large differences in compressive strength for samples with graphene and without graphene. It was determined that the obtained differences are due to various locations of destruction. The destruction of the sample was not concentrated at the place of impact, but in the place where the border of the adhesive film flashed. It was found that at the upper edge of the sample partial propagation of destruction caused by the impactor occurred.

PL

W artykule przedstawiono badania wytrzymałości resztkowej kompozytów węglowo-epoksydowych z grafenem. W pracy zastosowano płaszczyzny grafenu o wymiarach 90x 100 mm na kleju błonkowym jako na nośniku. Przedstawiono opracowane konstrukcje wykonanych płyt kompozytowych z użyciem preimpregnatu jednokierunkowego MTM46/HTS(12K)-150-35%RW o wymiarach 150x100 mm z klejem błonkowym i płyt kompozytowych z grafenem na nośniku z kleju błonkowego. Dla próbek z grafenem i bez grafenu pokazano wyniki badań statycznych wytrzymałości resztkowej próbek po uderzeniu CAI (Compression After Impact) o prędkości ściskania próbki 0,005 mm/s. Przedstawiono wykresy zależności siły od przemieszczenia dla próbek z klejem błonkowym i z grafenem na nośniku z kleju błonkowego. Badania resztkowej wytrzymałości na ściskanie wykazały duże rozbieżności wytrzymałości na ściskanie dla próbek z grafenem i bez grafenu. Określono, że otrzymane rozbieżności wynikają z miejsca zniszczenia próbek, a zniszczenie koncentrowało się nie w miejscu uderzenia próbki, ale w miejscu, gdzie przebiegała granica kleju błonkowego. Stwierdzono, że przy górnej krawędzi próbki wystąpiła częściowa propagacja zniszczenia powstałego po uderzeniu bijaka.

Słowa kluczowe

EN

composite; graphene; composite with graphene; CAI test

PL

kompozyt; grafen; kompozyt z grafenem; test CAI

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 4 (245)
• Strony: 280--286
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wiśniewski A.

• Instytut Lotnictwa, Al. Krakowska 110/114, 02-507 Warszawa

autor

Sałacińska A.

• Instytut Lotnictwa, Al. Krakowska 110/114, 02-507 Warszawa

Bibliografia

• [1] Davis, D. C., Wilkerson, J. W., Zhu, J., Ayewah, D. O., 2010, "Improvements in mechanical properties of a carbon fiber epoxy composite using nanotube science and technology". Composite Structures, 92(11), pp. 2653-2662.
• [2] Glover, B. M., 2004, "History of development of commercial aircraft and 787 Dreamliner", Aviat. Eng., 592, pp. 16-21.
• [3] Pora, J., 2003, "Advanced materials and technologies for A380 structure. Flight airworthiness support technology". Airbus Custom Serv., 32, pp. 3-8.
• [4] Soutis, C, 2005, "Carbon fiber reinforced plastics in aircraft construction". Materials Science and Engineering: A, 412(1), pp. 171-176.
• [5] Mannov, E., Schmutzler, H., Chandrasekaran, S., Viets, C, Buschhorn, S., Tolle, F., Schulte, K., 2013, "Improvement of compressive strength after impact in fibre reinforced polymer composites by matrix modification with thermally reduced graphene oxide". Composites Science and Technology, 87, pp. 36-41.
• [6] Chen, J. Y., Cho, J., Daniel, I. M., 2007, "Processing and characterization of carbon fiber/epoxy composites reinforced with graphite nanoplatelets". In ASME 2007 International Mechanical Engineering Congress and Exposition, pp. 1111-1120, American Society of Mechanical Engineers.
• [7] Shen, M. Y, Chang, T. Y, Hsieh, X H., Li, Y. L., Chiang, C. L., Yang, H., Yip, M. C, 2013, "Mechanical properties and tensile fatigue of graphene nanoplatelets reinforced polymer nanocomposites" Journal of Nanomaterials, 1.
• [8] Kuilla, T., Bhadra, S., Yao, D., Kim, N. H., Bose, S., Lee, J. H., 2010, „Recent advances in graphene based polymer composites". Progress in Polymer Science, 35(11), pp. 1350-1375.
• [9] Yu, A., Ramesh, P., Itkis, M. E., Bekyarova, E., Haddon, R. C, 2007, "Graphite nanoplatelet- epoxy composite thermal interface materials". The Journal of Physical Chemistry C, 111(21), pp. 7565-7569.

Uwagi

PL

Pracę wykonano w ramach realizacji pracy statutowej Instytutu Lotnictwa nr KLAK.21851.01.