Advances in the exact stiffness theory of UD xFRP composites

• Autorzy: Klasztorny M. , Piekarski R.

Warianty tytułu

PL

Zaawansowania w ścisłej teorii sztywności kompozytów typu UD xFRP

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

Abstrakty

EN

The paper concerns UD xFRP composites, i.e. isotropic hardening plastics reinforced with monotropic fibres, packed unidirectionally in a hexagonal scheme. The considerations are limited to stress levels protecting geometrically and physically linear elastic behaviour of the material. The final analytic formulae for the effective elasticity constants of xFRP composites, describing a monotropic model of the homogenized material, are presented. The formulae correspond to the most advanced variant of the exact stiffness theory and predict the effective elasticity constants much better than the formulae corresponding to previous variants of this theory as well as to numerous variants of the simplified stiffness theory of UD xFRP composites.

PL

Praca dotyczy kompozytów typu UD xFRP, tzn. izotropowych duroplastów wzmocnionych monotropowymi włóknami długimi, ułożonymi jednokierunkowo w schemacie heksagonalnym. Rozważania ograniczono do poziomów naprężeń zabezpieczających geometrycznie i fizycznie liniowo sprężyste zachowanie się kompozytu. W pracy przedstawiono koncepcję najbardziej zaawansowanego wariantu ścisłej teorii sztywności oraz zestawiono końcowe wzory określające efektywne stałe sprężystości kompozytu. Przewidywane wartości tych stałych są dokładniejsze niż wartości odpowiadające poprzednim wariantom tej teorii, jak również znanym wariantom teorii uproszczonych.

Słowa kluczowe

EN

UD xFRP composites; isotropic hardening plastics; stiffness theories

PL

kompozyty typu UD xFRP; duroplast izotropowy; teorie sztywności

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika
• Rocznik: 2007
• Tom: z. 219
• Strony: 251--261
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Klasztorny M.

• Military University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Mechanics & Applied Computer Science

autor

Piekarski R.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Production Engineering, Institute of Mechanics & Design, Section of Mechanics and Armament Technologies

Bibliografia

• 1. Tsai S. W., Composites design, 4th Edn., Think Composites, Dayton, 1987
• 2. Daniel I. M., Ishai O., Engineering mechanics of composite materials, Oxford Univ. Press, New York – Oxford, 1994
• 3. Jones R. M., Mechanics of composite materials, Taylor & Francis, London, 1999
• 4. Piekarski R., Comparison of selected stiffness theories of xFRP composites [in Polish], Kompozyty (Composites), 2006, 6, 1, 26-31
• 5. Borkowski M., The influence of composition and structure of plastics reinforced with continuous fibres on some mechanical properties of a composite [in Polish], PhD Thesis, Warsaw University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Warsaw, 1978
• 6. Hill R., Theory of mechanical properties of fiber-strengthened materials. III. Self-consistent model, J Mech Phys Solids, 1965, 13, 4, 189-198
• 7. Whitney J. M., Riley M. B., Elastic properties of fiber reinforced composite materials, AIAA Journal, 1966, 4, 9, 1537-1542
• 8. Hashin Z., Rosen B. W., The elastic moduli of fiber-reinforced materials, J Applied Mech, 1964, 21, 233-242
• 9. Wilczynski A. P., A basic theory of reinforcement for unidirectional fibrous composites, Comp Sci Tech, 1990, 38, 327-337
• 10. A. P. Wilczynski, J. Lewinski, Predicting the properties of unidirectional fibrous composites with monotropic reinforcement, Comp Sci Tech, 1995, 55, 139-143
• 11. A. P. Wilczynski, M. Klasztorny, Determination of complex compliances of fibrous polymeric composites, J Comp Mat, 2000, 34, 1, 1-27
• 12. M. Klasztorny, The inverse problem in the reinforcement theory of fibrous composites, Comp Sci Tech, 2002, 62, 1, 107-119
• 13. M. Klasztorny, A. Urbanski, Application of the finite element method to improve quasi-exact reinforcement theory of fibrous polymeric composites, J Mech Comp Mat, 2005, 41, 1, 55-64
• 14. M. Klasztorny, P. Konderla, R. Piekarski, The general stiffness theory of xFRP composites. Part 1, Proceedings of 4th Polish Conf. on Composites & Layered Structures, Wroclaw – Karpacz, Poland, 2006, pp. 43–68
• 15. M. Klasztorny, A. P. Wilczynski, Constitutive equations of viscoelasticity and estimation of viscoelastic parameters of unidirectional fibrous polymeric composites, J Comp Mat, 2000, 34, 19, 1624-1639