Wpływ struktury układów wielowarstwowych na rozwój procesu zniszczenia laminatów

• Autorzy: Hyla I. , Kozioł M.

Warianty tytułu

FR

Influence of multilayer structure on damage process development of composite laminates

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Kompozyty polimerowe wielowarstwowe, nazywane powszechnie laminatami, są bardzo mało odporne na rozwój zniszczenia w wyniku delaminacji, zarówno wewnętrznej, jak i krawędziowej. Jednym ze sposobów ograniczania tego negatywnego zjawiska rozwoju ognisk delaminacji może być metoda zszywania włókien zbrojących w laminatach. W pracy omówiono schemat powstawania i rozwoju pęknięć delami-nacyjnych w laminacie (rys. 3). Dla określenia wpływu układu warstw zbrojących na przebieg zniszczenia posłużono się opisem wpływu struktury laminatu na zmianę sztywności w warunkach obciążeń cyklicznych (rys. 2 oraz 5). W pracy przedstawiono również wyniki badań, które ilustrują wpływ procesu zszywania na własności wytrzymałościowe laminatu poliestro-wo-szklanego poddanego obciążeniom rozciągającym (tabela 1), zginającym (tabela 2, rys. 7+9) oraz międzywarstwowym ścinającym (tabela 3). Biorąc pod uwagę znaczne podwyższenie wytrzymałości zszywanych laminatów na ścinanie międzywarstwowe można stwierdzić, że zszywanie może być efektywną metodą polepszania odporności delaminacyjnej laminatów z grupy metod związanych z modyfikacją struktury. Należy jednak wziąć pod uwagę fakt, że zszywanie powoduje pogorszenie właściwości mechanicznych laminatu w głównych kierunkach roboczych. Oznacza to, że proces zszywania i geometria przeszyć muszą być odpowiednio zoptymalizowane, co wymaga dalszych badań laminatów zszywanych.

EN

Multilayer polymer composites, generally called the laminates, are not resistant to both, inner and edge delamination defects development. One of the methods to reduce negative effect of delamination sites development may be stitching of reinforcing fiber layers. The paper presents a schema of production and development of delamination cracks in laminate (Fig. 3). Description of a laminate strusture effect on changes in stiffness under fatigue load was used to define an influence of reinforcing layers configuration on damage progress (Fig. 2 and 5). The paper also contains investigations results which ilustrate an effect of stitching process on strength of polyester-glass fiber laminates put to tensile load (Table 1), bending load (Table 2, Fig. 7+9) and inter-laminar shear load. Considering a significant growth in an interlaminar shear strength of the stitched laminates it may be that stitching is very effective structural method to improve a delamination thoughness of the laminates. However, it must be considered that stitching couses a deterioration in in-plane mechanical properties of the laminate. It means that stitching process and geometry have to be appropriately optimized, which demands further investigations of stitched laminates.

Słowa kluczowe

PL

laminaty; pęknięcia delaminacyjne w laminacie; wytrzymałość laminatu; obciążenia rozciągające

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28, nr 2
• Strony: 99--104
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Hyla I.

autor

Kozioł M.

• Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów, Politechnika Śląska,

Bibliografia

• [1] Piggot M. R.: Realistic models for fi bre composites, Composites Science and Technology, 53, 1995
• [2] Bock J. K., Knauer B.: Leichter als Luft. Transport und Trägersysteme, Verlag Frankenschwelle KG, Hildburghausen, 2003
• [3] Rehmet M. A.: Luftschiffentwurf in der Ingenieurausbildung. DGLR – Workshop – Berlin, 2002
• [4] Yoshijuki T., Torn T., Kojiro M.: Effect of fi bre strength on notch bending fracture of unidirectional long carbon fi bre reinforcement epoxy composites, Materials Characterization 41 (1998).
• [5] Reifsnider K. L.: Service induced damage in composite structures, Handbook of composites, vol. 2. Structures and design, Amsterdam, 1988
• [6] Morioka K., Yoshijuki T.: Effect of lay-up sequences on mechanical properties and fracture behaviour of CFRP laminate composites; Materials Characterization, 1998
• [7] Kozioł M., Hyla I.: Badanie przebiegu zniszczenia laminatów poliestrowo-szklanych o zszywanym zbrojeniu za pomocą rejestracji sygnału emisji akustycznej przy statycznym zginaniu, Kompozyty, 5(2005)3
• [8] Kozioł M., Śleziona J.: Właściwości mechaniczne zszywanych laminatów żywica poliestrowa-włókno szklane, Kompozyty, 6(2006)2