Impact resistance and damage tolerance of hybrid: carbon, glass, Kevlar/epoxy laminates.

• Autorzy: Imielińska K. , Wojtyra R. , Castaings M.
• Konferencja: XVIth Physical Metallurgy and Materials Science Conference on Advanced Materials and Technologies AMT'2001, Gdańsk-Jurata, 16-20 September, 2001
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ramach szerszego programu badań zastosowania nowych materiałów na konstrukcje okrętowe zbadano odporność na uderzenia spadającym ciężarem i poudarową wytrzymałość na ściskanie czterech laminatów wzmocnionych włóknem: węglowym, węglowym i szklanym, Kevlarowym/węglowym, Kevlarowym/szklanym w postaci tkanin. Rozmiar strefy zniszczeń odpowiadających danemu poziomowi energii uderzenia, przyjęty jako kryterium odporności udarowej został wyznaczony metodą ultradźwiękową ze sprzężeniem powietrznym. Niewielkie różnice w zachowaniu materiałów uzyskane dla laminatów, w których włókna węglowe zastąpiono częściowo szklanymi wskazują na możliwość zastępowania laminatów wzmocnionych włóknami węglowymi tańszymi laminatami węglowo-szklanymi lub Kevlarowo/szklanymi.

EN

As a part of a broader study of new laminates for marine structures a drop weight impact response and residual compression strength after impact of four laminates reinforced with carbon, carbon and glass, Kevlar/carbon and Kevlar/glass fabrics have been studied. Impact damage surface area corresponding to the impact energy level has been estimated by means of air-coupled ultrasonic C-scan technique. Minor differences in performance of laminates in which carbon fibres have been partly replaced by glass fibres may indicate that carbon fibre laminates can be replaced by cheaper carbon/glass or Kevlar glass laminates.

Słowa kluczowe

PL

konstrukcja okrętowa; odporność na uderzenia; laminaty; laminaty wzmocnione włóknem węglowym; laminaty wzmocnione włóknem węglowym i szklanym; laminaty wzmocnione włóknem Kevlarowym węglowym; laminaty wzmocnione włóknem Kevlarowym szklanym; włókno; metoda ultradźwiękowa ze sprzężeniem powietrznym

EN

marine structure; impact resistance; laminates; laminates reinforced with carbon; laminates reinforced with carbon and glass; laminates reinforced with Kevlar/carbon; laminates reinforced with Kevlar/glass fabrics; air-coupled ultrasonic C-scan technique

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2001
• Tom: R. XXII, nr 4
• Strony: 388--391
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Imielińska K.

• Technical University of Gdańsk, Poland

autor

Wojtyra R.

• Technical University of Gdańsk, Poland

autor

Castaings M.

• Université Bordeaux 1, France

• Technical University of Gdańsk, Poland

Bibliografia

• [1] Mattews F.L., Rawlings R.D.: Composite Materials. Engineering and Science, Chapman & Hall, 1994.
• [2] Abrate S.: lmpact on laminated composite materials. Applied Mechanics Review 44 4 (1991) 155-190.
• [3] Cantwell W.J. and Morton J.: The impact resistance of composite materials - a review, Compositcs, 22 5 (1991) 347-362.
• [4] Richardson M.O.W. and Wisheart M.J.: Review of low velocity impact properties of composite materials, Composites, 27A (1996) 1123-1131
• [5] Dorey G.: Impact damage tolerance in advanced composile materials, Seminar on Advanced composites, Cranfield Institute of Technology, Cranfield, UK 1986.
• [6] Strait L.H., Karasek M.L. and Amateau M.F: Effect of stacking sequence on the impact resistance of carbon fibre reinforced thermoplastic toughened epoxy laminates, Journal of Composite Materials, 26 12 (1992) 1725-1740.
• [7] Yasunobu Hirai, Hiroyuki Hamada & Jang-Kyo Kim: Impact response of woven glass-fabric composites - I. Effect of fibre surface treatment, Composites Science and Technology 58 ( 1998), 91-104.
• [8] Winkel L.D. and Adams D.F.: Instrumented drop weight impact testing of crossply and fabric composites, Composites 164 (1985) 268-278.
• [9] Carlsson L.A., Pipes R.B.: Experimental characterisation of advanced composite materials, Prentice - Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey 07632 1984.
• [10] Imielińska K., Wojtyra R.: Wpływ modyfikacji osnowy epoksydowej mikrokulkami szklanymi na poudarową wytrzymałość laminatów epoksydowych zbrojonych włóknami szklanymi, Inżynieria materiałowa 2 (2001) 102-107.
• [11] Castaings M., Hosten B., Ultrasonics 36 1-5 (1998) 361.
• [12] Imielinska K., Castaings M., Haras J., Le Clezio E .. Hosten B.: Impact damage development in carbon reinforced composites by means of air-coupled ultrasonic C-scans and X radiography Proc.9th Int. Scientific Conference AMME'2000, Gliwice-Sopot-Gdańsk, 11-14 Oct. 2000.
• [13] Gan T.H., Hutchins O.A., Billson D.R., Schindel O.W.: The use of broadband acoustic transducers and pulse-compression techniques for air-coupled ultrasonic imaging, Ultrasonics 39 (2001) 181-194. _
• [14] Cantwell W.J., Curtis O.T. and Morton J.: An assessment of the impact performance of CFRP reinforced with high strain carbon fibre, Composites Science and Technology 25 (1986) 133-148.
• [15] Nettles A.T. and Hodge A.J.: Compression after impact testing of thin composite materials In "Proc.23rd Int. SAMPE Tech Conf. 21-24 October 1991. 177-183.
• [16] Pavier M.J., Clarke M.P.: Experimental techniques for the investigation of the effects of impact damage on carbon fibre composites. Composites Science and Technology 55 (1995), 157-169.
• [17] Zhou G.: Damage mechanisms in composite laminates impacted by a flatended impactor, Composites Science and Technology 54 (1995), 267-273.
• [18] Davies G.A. and Hitchings O. and Zhou G.: Impact damage and residual strength of woven fabric glass/polyester laminates, Composites 27 A ( I 996) 1147-1156