Metoda oceny stopnia uszkodzenia kompozytów polimerowych

• Autorzy: Bełzowski A.

Warianty tytułu

EN

A method for evaluating damage extent in polymer composites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Procesy degradacji mechanicznej rozwijające się w polimerowych kompozytach konstrukcyjnych pod wpływem długotrwałych obciążeń statycznych i zmęczeniowych powodują niekorzystne zmiany własności mechanicznych. Stosowane metody oceny stopnia uszkodzenia materiału najczęściej wykorzystują nieodwracalne stopniowe zmiany modułu sprężystości wzdłużnej. W pracy przedstawiono propozycję miary stopnia uszkodzenia wyrażającej względne zmiany zapasu wytrzymałości resztkowej określonej dla założonego poziomu ufności. Pozwoliło to uwzględnić degradacyjne zmiany wartości średniej oraz statystycznego rozrzutu wytrzymałości materiału. Przytoczono wyniki przykładowych krzywych zmian parametru uszkodzenia kompozytu jednokierunkowego poddanego degradacji zmęczeniowej.

EN

Processes of mechanical degradation occurring in polymer composites under the influence of long-lasting static and dynamic loads have a detrimental effect on their structural properties (Fig. 1). The presently used methods for evaluating the extent of damage in material are mainly based on monitoring gradual decrease of the longitudinal elastic modulus value (Fig. 3). The paper presents a new measure of the damage extent that accounts for relative changes in the residual strength determined at a stipulated confidence level (Fig. 6). The presented approach is therefore capable of allowing for changes in both the mean value of strength and its statistical characteristics. Presented are example graphs of the damage parameter varying under fatigue conditions in unidirectional composite (Figs 4, 7, 8). Due to its sound physical basis the method may be considered a reliable tool in evaluating the extent of damage in composite components or in calibrating other existing techniques that, though convenient in use, lack a sound theoretical basis.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty; kompozyty polimerowe; uszkodzenia; uszkodzenia mechaniczne

EN

composites; polymer composites; mechanical degradation

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2002
• Tom: R. 2, nr 4
• Strony: 253--258
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., tab., wykr., rys.

Twórcy

autor

Bełzowski A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

Bibliografia

• [1] Tuttle M.T., A framework for long-term durability predictions of polymeric composites, Progress in Durability Analysis of Composite Systems, A.A. Balkema, Rotterdam 1996, 169-176.
• [2] Pritchard G., Fabrication, inspection and durability, Reinforced plastics durability, Woodhead Pub. Ltd. 1999.
• [3] Talreja R., Fatigue of composite materials, ed. Technomic Pub. Comp. Inc. 1987.
• [4] Harris B., Fatigue behaviour of polymer-based composites and life prediction methods, Durability Analysis of Structural Composite Systems, Reliability, risk analysis and prediction of residual integrity, Balkema, Rotterdam 1996, 49-84.
• [5] Kamimura K., Modélisation théorique de la croissance d’endommagement appliquée à la théorie des plaques atr-atifiées, J. de Mécan, Théorique et Appliquée 1985, 4, 2, 537-553.
• [6] Warszyński M., Niezawodność w obliczeniach konstrukcyjnych, PWN, Warszawa 1988.
• [7] Kobayashi A., Othani N., Choi K.B., Microscopic internal materials damage due to two level fatigue in composites, ICCM 6, 1987, 3176-3184.
• [8] Daniel I.M., Charewicz A., Fatigue damage mechanisms and residual properties of graphite/epoxy laminates, Eng. Fract. Mech. 1986, 25, 5/6, 793-808.
• [9] Bełzowski A., Degradacja wytrzymałości kompozytu polimerowego pod wpływem obciążeń zmęczeniowych, Mat. IV Konf. Metody doświadczalne w budowie maszyn, Szklarska Poręba 1999, 81-90.
• [10] Bełzowski A., Badanie degradacji mechanicznej oraz ocena stopnia uszkodzenia polimerowych kompozytów włóknistych, II International Congress of Technical Diagnostics, Warszawa 2000, płyta CD.
• [11] Topoliński T., Analiza teoretyczna i badania kumulacji uszkodzeń zmęczeniowych konstrukcyjnych kompozytów polimerowych, Wydawnictwo Uczelniane Akademii Techniczno-Rolniczej w Bydgoszczy, Rozprawy nr 82, 1997.