Naprężenia w hybrydowych kompozytach warstwowych typu FML spowodowane zmianą temperatury

• Autorzy: Godzimirski J. , Pietras A.

Warianty tytułu

EN

The stresses in hybrid laminar composites type of FML type caused by changes of temperature

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Analiza wytężenia połączeń adhezyjnych pomiędzy warstwami komponentów tworzących hybrydowe kompozyty warstwowe daje możliwość kompleksowej oceny ich wytrzymałości. Ze względu, iż komponenty kompozytów typu FML cechują odmienne właściwości fizyczne (w tym również wartości współczynników rozszerzalności liniowej), uznano za celowe zbadanie oddziaływania zmian temperatury na powstające w materiale tzw. naprężenia termiczne. Analizę przeprowadzono w zakresie sprężystych i plastycznych odkształceń metalowego komponentu badanych materiałów, a rozpatrywanymi przypadkami były modele FML-i o budowie symetrycznej i niesymetrycznej. Wykazano, iż w kompozytach warstwowych o budowie symetrycznej obciążonych zmianą temperatury, małe wartości powstających naprężeń nie stanowią zagrożenia, które mogłoby spowodować zniszczenie połączeń adhezyjnych. W przypadku niesymetrycznej budowy hybrydowych kompozytów warstwowych zmiany temperatury powodują istotnie zwiększenie obciążeń połączeń adhezyjnych. Badania prowadzone były metodą symulacji numerycznej z wykorzystaniem do obliczeń wartości stałych materiałowych wyznaczonych w sposób eksperymentalny.

EN

An analysis of an effort adhesive joint between the layers of components forming hybrid layer composites, allows for the comprehensive assessment of their strength. Due to the fact that the components of FML composites are characterized by different physical properties (including values of the linear expansion coefficients), it was considered appropriate to study the effects of temperature changes in the material of so-called thermal stress. The analysis was carried out in a range of elastic and plastic deformation of the metal component of tested materials, and all the considered cases were FMLs models of symmetrical and asymmetrical structure. The results have shown that in the layer composites of symmetrical structure that were put under the pressure of temperature changes, a small value of achieved stresses did not prove to be a treat, and it did not cause a failure of the adhesive joint. However, in the case of the asymmetrical structure of a hybrid layer composites, the changes of temperature caused increasing encumbrances against the adhesive joint. The examination conducted in this analysis was the numerical simulation method with permanent material values that were appointed by an experiment.

Słowa kluczowe

PL

hybrydowe kompozyty warstwowe; połączenia adhezyjne; naprężenia termiczne

EN

hybrid laminar composites; adhesive joint; thermal stresses

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej ; Sieć Badawcza Łukasiewicz - Warszawski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Technologia i Automatyzacja Montażu
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 2
• Strony: 107--112
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Godzimirski J.

• Zakład Budowy i Eksploatacji Statków Powietrznych, Instytut Techniki Lotniczej, Wydział Mechatroniki i Lotnictwa, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 49

autor

Pietras A.

• Zakład Inżynierii Bezpieczeństwa, Instytut Techniki Lotniczej, Wydział Mechatroniki i Lotnictwa, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 49

Bibliografia

• 1. Sinmazçelik T., Egemen Avcu, Özgür Bora M.,Onur Çoban: A review: Fibre metal laminates, background, bonding types and applied test methods. Kocaeli Materials and Design 32,University,Turcja 2011.
• 2. Vlot A: Glare history of the development a new aircraft material. Kluwer Academic Publishers, New York 2004.
• 3. Frizzell R.M., McCarthy C.T., McCarthy M.A.: Simulating damage and delamination in fibre metal laminate joints using a three-dimensional damage model
• with cohesive elements and damage regularization. Composites Science and Technology, University of Limerick, Irlandia 2011.
• 4. Frizzell R.M., McCarthy C.T., McCarthy M.A.: Predicting the effects of geometry on the behaviour of fibre metal laminate joints. Composite Structures, University of Limerick, Irlandia 2011.
• 5. Corte’s P., Cantell W.J.: The fracture properties of a fibre–metal laminate based on magnesium alloy. Composites: Part B 37, University of Liverpool, Wielka Brytania 2006, s. 163–170.
• 6. Po-Yu Chang, Po-Ching Yeh, Jenn-Ming Yang: Fatigue crack initiation in hybrid boron/glass/aluminium fiber metal laminates. Materials Science and Engineering A 496, University of California, USA 2008, s. 273–280.
• 7. Reyes Villanueva G., Cantwell W.J.: The high velocity impact response of composite and FML-reinforced sandwich structures. Composites Science and Technology 64, The University of Liverpool, Wielka Brytania 2004, s. 35–54.
• 8. Reyes Villanueva G., Cantwell W.J.: The high velocity impact response of composite and FML-reinforced sandwich structures. Composites Science and Technology 64, The University of Liverpool, Wielka Brytania 2004, s. 35–54.
• 9. Rans C.D., Alderliesten R.C., Benedictus R.: Predicting the influence of temperature on fatigue crack propagation in Fibre Metal Laminates. Engineering Fracture Mechanics, University of Delft, Delft, Holandia 2011.
• 10. Hausmann J., Naghipour P., Schulze K.: Analytical and numerical residual stress models for fiber metal laminates – comparison and application. Procedia Materials Science 2, Germany 2013, s. 68–73.
• 11. Godzimirski J., Pietras A.: Modelowanie spoin klejowych w obliczeniach MES. Technologia i Automatyzacja Montażu, nr 4 (82), 2013, s. 40-44.
• 12. Lewandowski A.: Opracowanie zbiorcze. Poradnik inżyniera mechanika. WNT, Tom I, 621.007.2, s. 35.
• 13. Deheeger A., Mathias J.D., Gre´diac M.: A closed- -form solution for the thermal stress distribution in rectangular metal/composite bonded joints. International Journal of Adhesion & Adhesives 29 (2009), p. 515–524.
• 14. Godzimirski J., Pietras A.: Identyfikacja stałych materiałowych hybrydowych kompozytów typu Fiber Metal Laminates z wykorzystaniem metody homogenizacji. Problemy Mechatroniki, Warszawa 2012, nr 3(9), s. 55–69.