Wpływ wytrzymałości na ściskanie osiowe na odporność na uderzanie grubościennych kompozytów włókna szklane-żywice epoksydowe

• Autorzy: Leda H. , Kropaczewski S.

Warianty tytułu

EN

Influence of axial compressive strength on impact damage of glass fibre-epoxy resin thick walled composites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wyprodukowano i badano kompozyty o grubości ścianki 22 mm w celu ustalenia zależności pomiędzy wytrzymałością na ściskanie osiowe a ich odpornością na uderzanie. Wszystkie próbki kompozytowe zbrojono włóknami szklanymi typu E o średnicy 16 [mikro]m. Wyprodukowano dwa typy kompozytów z włóknami ułożonymi w kierunku 0 oraz w kierunkach 0, š45,90. Udział włókien wynosił 70%. Zmiennymi składnikami kompozytów były osnowy z żywic epoksydowych ze zróżnicowanymi modułami sprężystości. Najwyższe wartości wytrzymałości na ściskanie osiowe 700 MPa uzyskano dla próbek kompozytowych z osnową z wysokomodułowej żywicy epoksydowej, przeznaczonej do produkcji narzędzi i oznaczonej symbolem AN. Najniższe wartości w tej próbie uzyskano dla próbek z niskomodułową żywicą epoksydową firmy Bakelite i oznaczoną symbolem B. Odporność na niskoenergetyczne uderzania okazała się najwyższa dla próbek ze średniomodułową osnową z żywicy Araldit oznaczoną symbolem A(bp) (bez przyspieszacza) i wynosiła 4 J/cm3. Próbki z osnową B i AN gromadziły mniej energii przed pęknięciem i pękały przy niższych wartościach energii właściwej wyrażonej w J/cm3. Przyczyną niespodziewanie niskiej odporności na pękanie próbek z osnową AN jest prawdopodobnie degradacja żywicy epoksydowej AN w kontakcie z włóknami szklanymi w temperaturze 200°C.

EN

Thick-walled glass fibre epoxy composites with thickness of 22 mm were manufactured and tested to determine the effect of compressive axial strength on their impact damage. The diameter of reinforcing E-glass fibre was 16 [micro]m in all samples. Epoxy resins used as a matrix have vareid modulus and streiigth. Two sets of composites: ones with unidirectional in 0 and ones quasi-isotropic in 0,š45.90 directions were manufactured. The volume fraction of glass fibers were 70%. The highest values of compressive strength, 700 MPa, were found for composites with high modulus matrix denoted AN. The lowest values in these compression tests were determined for samples with Iow modulus epoxy matrix denoted B. On the other band, the tests of Iow energy impact resistance indicated best results of 4 J/cm3, for samples with medium modulus matrix denoted A(bp) (without accellerator). Samples with matrix B and AN accumulate less energy and were damaged at lower values of specific energy expressed as J/cm3 than samples with medium modulus A(bp). The reason for unexpected Iow resistance to damage of AN samples is probably the degradation of their matrix caused by interaction with glass fibers at hardening temperature of 200°C.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt; włókno szklane; wytrzymałość na ściskanie; odporność na uderzenie

EN

composite; glass fibre; compressive strength; impact damage resistance

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 4, nr 9
• Strony: 68--73
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Leda H.

• Politechnika Poznańska, Instytut Inżynierii Materiałowej, pl. Skłodowskiej-Curie 5, 60-965 Poznań

autor

Kropaczewski S.

• Politechnika Poznańska, Instytut Inżynierii Materiałowej, pl. Skłodowskiej-Curie 5, 60-965 Poznań

Bibliografia

• [1] Barbero E., Wen E., Compressive strength of production parts without compression testing, research / aurora/ wen/ paper-astm/ astmppr.doc.
• [2] Lee S.H., Waas A.M., Compressive response and failure of fiber reinforced uniditrectional composites, International Journal of Fracture 1999, 100, 275-306.
• [3] Hosur M.V., Murphy C.R., Ramurthy R.S., Compression after impact testing of carbon fiber reinforced plastic laminates, astm.org/cgi-bin/SoftCart.exe/JOURNAL/COMPTECH/ /PAGES/140.ht.
• [4] Bełzowski A., Rechul Z., Stasieńko J., Uszkodzenia udarowe w laminacie wzmocnionym tkaniną szklaną, Kompozyty (Composites) 2002, 2, 5, 394-398.
• [5] Davies G., Zhang X., Zhou G., Watson S., Numerical modelling of impact damage, Composites, 1994, 25, 342-350.
• [6] Curtis P.T., Browne M., Cost-effective high performance composites, Composites 1994, 25, 273-280.
• [7] Imielinska K., Wojtyra R., Castaings M., Impact resistance and damage tolerance of hybrid carbon, glass, Kevlar/epoxy laminates, Inżynieria Materiałowa 2001, 388-391.
• [8] Kwiatkowski D., Koszkul J., Badanie właściwości dynamicznych kompozytów poliamidu 6 z włóknem szklanym, Kompozyty (Composites) 2002, 2, 3, 117-120.
• [9] Sobczak R., Nitkiewicz Z., Koszkul J., Badania dynamicznych właściwości mechanicznych kompozytów na osnowie polipropylenu wzmocnionych włóknem szklanym, Kompozyty (Composites) 2002, 2, 3, 78-80.
• [10] Leda H., Materiały IV Szkoły Kompozytów, Politechnika Warszawska, Warszawa-Wisła 2003.
• [11] Piggot M.R., Compressive strength of composites: how to measure it and how to improve it, (w:) Advaced Composites 93, The Minerals, Metals and Materials Society, 1993.
• [12] Reifsnider K.L., Modelling of the interphase in polymermatrix composite material systems, Composites 1994, 25, 461-469.