Degradacja właściwości wytrzymałościowych kompozytów polimerowych wzmacnianych włóknem węglowym

• Autorzy: Rodzewicz M. , Boczkowska A.

Warianty tytułu

EN

Degradation of mechanical properties of carbon fiber reinforced composites

• Konferencja: Kompozyty Polimerowe Wisła, 22-25.11.2007 r.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem badań są kompozyty epoksydowe wzmacniane rovingiem węglowym o ułożeniu jednokierunkowym. Przeprowadzono badania ultradźwiękowe przy użyciu defektoskopu cyfrowego. Udarowe obciążenia poprzeczne spowodowały znaczne różnice w obrazach skanów ultradźwiękowych, pomiędzy stanem wyjściowym a końcowym testów. Zależność wytrzymałości resztkowej od energii uderzenia nie wykazuje charakterystyki liniowej; występuje wartość progowa energii. Poza tą granicą obserwuje się szybki spadek wytrzymałości resztkowej CFRP. Największy spadek wytrzymałości resztkowej zaobserwowano w dolnym zakresie przedziału gęstości energii poniżej 0,04 J/mm². Ustalono optymalny stopień wzmocnienia kompozytu CFRP, zarówno ze względu na statyczną próbę ściskania jak i ze względu na wytrzymałość resztkową po obciążeniu udarowym.

EN

Studies aimed on investigation the CFRP composites vulnerability on impact loads are reported. The interest is focused on the composites with uni-directional (UD) structure. Such composites are used in the wing spar flanges (cups). They are the most loaded elements of the gliders structure. The specimens for compression tests were applied, as the compressive strength is the critical parameter, having an important influence on the wing spar dimensions. The ultrasonic structural tests were performed on the immersion stand, equipped with ultrasonic flaw detector. The impact transverse loads had caused significant differences of the ultrasonic A-scans taken in the initial and the final stadium of the tests. Relation of the residual strength to the impact energy has non-linear characteristics, with existence of the threshold value. Beyond this limit a quick residual strength degradation of the CFRP can be observed. The biggest drop of the residual strength was observed in the range of energy density from 0,01 up to 0,04 J/mm². Optimal volume fraction of the CFRP has been estimated (at around 0,5), both for post impact residual strength and for static compression strength of the CFRP composites.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty polimerowe; kompozyty polimerowe wzmocnione włóknami; właściwości wytrzymałościowe; badania ultradźwiękowe

EN

polymer composite; carbon fiber reinforced composite; mechanical properties; ultrasonic tests

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika
• Rocznik: 2007
• Tom: z. 219
• Strony: 199--211
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Rodzewicz M.

• Politechnika Warszawska, Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej

autor

Boczkowska A.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej

Bibliografia

• 1] Reid S. R, Zhou G., Impact behaviour of fibre-reinforced composite materials and structures, Woodhead Publishing Limited 2000, Cambridge England
• [2] Rodzewicz M., Jaśkowski P., Boczkowska A., Awietjan S., Kurzydłowski K.J., Wytrzymałość kompozytów węglowo-epoksydowych (CFRP) w kontekście technik wytwarzania i warunków eksperymentu, KARBO 4/2004, 182-188
• [3] Rodzewicz M., Jaśkowski P., Boczkowska A., Kurzydłowski K.J., Badania kompozytu węglowo-epoksydowego o strukturze typu UD, Kompozyty 4(2004)12, 414-420
• [4] Jaśkowski P., Rodzewicz M., Boczkowska A., Kurzydłowski K.J., Otrzymywanie, struktura i właściwości wytrzymałościowe włóknistych kompozytów węglowo-epoksydowych z przeznaczeniem do konstrukcji lotniczych, Kompozyty 3(2003)7, 198-202
• [5] Lewińska-Romicka A., Badania nieniszczące; podstawy defektoskopii, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne,2001
• [6] Kensche Ch., Lifetime of CFRP in a shear web and in the grider of a sailplane wing spar, Technical Soaring, vol. 26, No 2, April 2002
• [7] Kensche Ch., Proposal for a certification procedure of extended sailplane lifetime, Technical Soaring, 26, 2, 2002
• [8] Waibel G., Safe Life Substantiation for a FRP-Sailplane, Technical Soaring, 26, 2, 2002