Wyznaczanie otworu ekwiwalentnego dla uszkodzeń poudarowych na podstawie badań wytrzymałości resztkowej

• Autorzy: Bajurko P.

Identyfikatory

DOI

10.5604/05096669.1222731

Warianty tytułu

EN

Determination of open hole equivalent to after impact damage based on residual strength tests

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Prezentowane w artykule badania stanowią fragment prac, których celem było opracowanie wzorcowej metodyki oceny wpływu uszkodzeń na trwałość i wytrzymałość konstrukcji wykonanych z nowoczesnych materiałow kompozytowych. Prace te realizowano w Instytucie Lotnictwa w ramach projektu POIG TEBUK „Opracowanie technologii badań odporności na uszkodzenia lotniczych i kosmicznych kompozytowych struktur nośnych". W artykule zamieszczono porównanie wytrzymałości resztkowej prostokątnych próbek o wymiarach 150x100x3,96 mm po uderzeniu z energią 9 J i 18 J oraz czterech próbek z centralnie nawierconymi otworami o średnich 6,3 mm; 10 mm; 20 mm i 30 mm. Próbki wykonano z kompozytu węglowo-epoksydowego o konfiguracji zbrojenia tożsamej z układem warstw poszycia demonstratora TEBUK. Próbki po badaniach udarowych poddano badaniom ultradźwiękowym w celu określenia obrysu powstałej delaminacji. Zaprezentowano próby wyznaczenia średnicy otworu, który powoduje obniżenie wytrzymałości resztkowej do poziomu wytrzymałości, jaką ma próbka po uderzeniu z powyższymi energiami. Zebrane wyniki nie wystarczyły do jednoznacznego określenia średnicy ekwiwalentnego otworu, co spowodowane bylo brakiem wyraźnego związku między średnicą delaminacji/otworu a wytrzymałością resztkową badanych próbek.

EN

Studies presented in this article are part of work conducted in order to develop a reference methodology for assessing the impact of damage to the durability and strength of structures made of advanced composite materials. This work was carried out under the project TEBUK "Development of the technology for testing the resistance to damage of aviation and space composite load bearing structures, which is carried out in the Institute of Aviation. The paper presents comparisons of residual strength of carbon-epoxy rectangular plate 150x100x3.96 mm with damage after impact (9 J and 18 J) and holes of different diameters (6.3 mm; 10 mm; 20 mm and 30 mm). Tested samples were made of carbon-epoxy composite with reinforcement configuration identical to the layer system of TEBUK demonstrator. Samples after the impact test were subjected to ultrasonic inspection in order to determine the outline of delamination. The aim of the present study was to determine the hole diameter, which reduces the residual strength to the strength level of impacted plate. The collected results were insufficient to uniquely identify an equivalent diameter of the hole, which was caused by the lack of a clear relationship between the diameter of the delami nation/hole and residual strength of the tested samples.

Słowa kluczowe

EN

otwór ekwiwalentny; wytrzymałość resztkowa; próby udarowe; delaminacja; laminat węglowo-epoksydowy; open hole equivalent; compressive residual strength; impact tests; delimination; carbon-epoxy laminate

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 3 (244)
• Strony: 18--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr., wzory

Twórcy

autor

Bajurko P.

• Centrum Technologii Kompozytowych, Instytut Lotnictwa, Al. Krakowska 110/114, 02-256 Warszawa

Bibliografia

• [1] Wiśniowski, W., 2011, „Sztywność i utrata sztywności konstrukcji lotniczych", Prace Instytutu Lotnictwa, Vol. 214, s. 15-23.
• [1] Ishikawa T., Suemasu H., 2002, Clarification of mechanical behavior in compression after impact (CAI) and open hole compression (OHC) tests for carbon/polymer composites. Proceedings of the Tenth US-Japan Conference Composites Materials, Stanford, CA USA, pp. 21 -32.
• [2] Suemasu H., Osada Y. and Wakabayashi H., 2001, Compressive behavior of composite laminates with different size multiple delaminations. Proceedings of the ICCM-13, Beijing, China, ID-1654.
• [3] Zhou G. and Rivera L. A., 2005, Investigation for the reduction of in-plane compressive strength In preconditioned thin composite panels. Journal of Composite Materials, Vol. 39, pp. 391-422.
• [4] Soutis C., Curtis P., 1996, Prediction of the post-impact compressive strength of CFRP laminated composites. Compos Sci Technol, 56 (6), pp. 677-684.
• [5] Zhuk Y., Guz I., Soutis C, 2001, Compressive behaviour of thin-skin stiffened composite panels with a stress raiser, Composites Part B: Engineering, Volume 32, Issue 8, December 2001, pp. 697-709.
• [6] Osmęda A. (2012), Analiza wytrzymałościowo-konstrukcyjna demonstratora, Raport wewnętrzny, 05/BU/2012/TEBUK.
• [7] ASTM International, 2015, Standard Test Method for Measuring the Damage Resistance of a Fiber-Reinforced Polymer Matrix Composite to a Drop-Weight Impact Event. ASTM D7136/D7136M-15.
• [8] ASTM International, 2012, Standard Test Method for Compressive Residual Strength Properties of Damaged Polymer Matrix Composite Plates. ASTM D7137/D7137M-12.
• [9] Davies G. A. O., Zhang X., 1995, Impact damage prediction in carbon composite structures. International Journal of Impact Engineering, Vol. 16, pp. 149-170.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę