PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

The conception of the fatigue model for layered composites considering thermal effects

Autorzy
Wybrane pełne teksty z tego czasopisma
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Koncepcja modelu zmęczeniowego dla kompozytów warstwowych z uwzględnieniem efektów cieplnych
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
Polymer-based layered composites are widely used in many responsible applications, such as turbine blades, helicopter propellers etc. Therefore its behaviour must be predictable in different conditions and operational states. Dynamic excitation of polymer composites obliges to consider it as a viscoelastic material, which introduce additional phenomena, e.g. self-heating effect. This effect occurred into two states: steady and non-steady. The strain of the structure subjected to the self-heating could be evaluated basing of DMA measurements and using Arrhenius kinetic concept together with time-temperature superposition principle. For obtaining the fatigue model the pseudo-strain approach was used. The fatigue model was based on damage function with taking into consideration self-heating effect.
PL
Polimerowe kompozyty warstwowe są szeroko stosowane w wielu odpowiedzialnych aplikacjach takich, jak łopatki turbin, śmigła helikopterów itd. Z tego względu ich zachowanie powinno być przewidywalne w różnych warunkach i stanach operacyjnych. Dynamiczne wzbudzanie kompozytów polimerowych obliguje do rozpatrywania ich jako materiału lepkosprężystego, co powoduje dodatkowe zjawiska, np. efekt samorozgrzania. Efekt występuje w stanie ustalonym i nieustalonym. Odkształcenia struktury pod działaniem efektu samorozgrzania mogą być określone w oparciu o pomiary DMA oraz z zastosowanie kinetycznej zasady Arrheniusa i zasady superpozycji czasowo-temperaturowej. W celu otrzymania modelu zmęczeniowego posłużono się metodą pseudo-odkształceń dla opisu lepkosprężystości. Model zmęczeniowy bazuje na funkcji zniszczenia z uwzględnieniem efektu samorozgrzania.
Rocznik
Strony
333--343
Opis fizyczny
Bibliogr. 25 poz., wykr.
Twórcy
autor
  • Silesian University of Technology, Department of Fundamentals of Machine Design, ul. Konarskiego 18A, 44-100 Gliwice, Poland
Bibliografia
  • [1] Bellenger V., Tcharkhtchi A., Castaing Ph.: Thermal and mechanical fatigue of a PA66/ glass fibers composite materials, International Journal of Fatigue, Vol. 28, 2006, pp. 1348-1352.
  • [2] Dinzart F., Molinari A., Herbach R.: Thermomechanical response of viscoelastic beam under cyclic bending; self-heating and thermal failure, Arch. Mech., Vol. 60, No. 1, 2008, pp. 59-85.
  • [3] Kachanov L.M.: On the time of failure under creep conditions, Izv. Akad. Nauk SSR, Otdel Tekhn. Nauk, Vol. 8, 1958, pp. 26-31.
  • [4] Kamiński M.: On probabilistic fatigue models for composite materials, International Journal of Fatigue, Vol. 24, 2002, pp. 477-492.
  • [5] Katunin A., Hufenbach W., Kostka P., Holeczek K.: Frequency dependence of the selfheating effect in polymer-based composites, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Vol. 41, No. 1-2, 2010, pp. 9-15.
  • [6] Katunin A., Moczulski W.: The conception of a methodology of degradation degree evaluation of laminates, Eksploatacja i Niezawodność - Maintenance and Reliability, Vol. 41, No. 1, 2009, pp. 33-38.
  • [7] Katunin A.: Analytical model of the self-heating effect in polymeric laminated rectangular plates during bending harmonic loading, Eksploatacja i Niezawodność - Maintenance and Reliability, Vol. 48, No. 4, 2010, pp. 91-101.
  • [8] Katunin A.: Influence of the steady-state self-heating on natural vibrations of GFRP laminate rectangular plates, Proc. of 14th European Conference on Composite Materials, Budapest, No. 629, 2010, pp. 1-9.
  • [9] Katunin A.: Numerical study of the fatigue delamination growth considering thermal phenomena, Diagnostyka, Vol. 56, No. 4, 2010, pp. 23-26.
  • [10] Katunin A.: Self-heating effect in laminate plates during harmonic forced loading, Scientific Problems of Machine Operation and Maintenance, Vol. 44, No. 2, 2009, pp. 73-84.
  • [11] Liu Y., Tian Z., Xie Z., Du X.: Dynamic viscoelasticity of polyester/rubber composites under cyclic loading, Journal of Materials Science and Technology, Vol. 21, No. 3, 2005, pp. 367-370.
  • [12] Liu Z.Y., Beniwal S., Jenkins C.H.M., Winter R.M.: The coupled thermal and mechanical influence on a glassy thermoplastic polyamide: Nylon 6,6 under vibro-creep, Mechanics of Time-Dependent Materials, Vol. 8, 2004, pp. 235-253.
  • [13] Moczulski W., Katunin A., Fidali M.: Experimental study on the evolution of the selfheating temperature distributions in polymeric composites during resonant vibrations (in Polish), Proc. 8th "Scientific and Technological Problems in Competitive Yachting Sport", Warsaw, 2011.
  • [14] Oldyrev P.P.: Self-heating and failure of plastics under cyclic loading, Trans. Mechanika Polimerov, Vol. 3, No. 3, 1967, pp. 483-492.
  • [15] Parfeev V.M., Oldyrev P.P., Tamuzh V.P.: Damage summation in nonstationary cyclic loading of fiberglass-plastic, Trans. Mekhanika Kompozitnykh Materialov, No. 1, 1979, pp. 65-72.
  • [16] Porębska R.: Selected problems of evaluation of mechanical properties of thermoplastic composites (in Polish), PhD Thesis, Cracow Univ. of Techn., Cracow, 2008.
  • [17] Ramkumar A., Kannan K., Gnanamoorthy R.: Experimental and theoretical investigation of a polymer subjected to cyclic loading conditions, International Journal of Engineering Science, Vol. 48, 2010, pp. 101-110.
  • [18] Ratner S.B., Korobov V.I., Agamalyan S.G.: Mechanical and thermal fracture of plastics under cyclic strains, Trans. Fiziko-Khimicheskaya Mekhanika Polimerov, Vol. 5, No. 1, 1969, pp. 88-93.
  • [19] Ratner S.B., Korobov V.I.: Self-heating of plastics during cyclic deformation, Trans. Mekhanika Polimerov, Vol. 1, No. 3, 1965, pp. 93-100.
  • [20] Schapery R.A.: Simplifications in the behaviour of viscoelastic composites with growing damage, Proc. IUTAM on Inelastic DeJbrm. of Compos. Mater., Springer, New York, 1990, pp. 193-214.
  • [21] Senchenkov I.K., Karnaukhov V.G., Kozlov V.I.: Toward a theory of governing equations of thermoviscoelasticity for periodic deformation, Trans. Prikladnaya Mekhanika, Vol. 22, No. 8, 1986, pp. 97-104.
  • [22] Senchenkov I.K., Karnaukhov V.G.: Thermomechanical behaviour of nonlinearly viscoelastic materials under harmonic loading, International Applied Mechanics, Vol. 37, 2001, pp. 1400-1432.
  • [23] Sullivan R.W.: Development of viscoelastic continuum damage model for cyclic loading, Mech. Time-Depend. Mater., Vol. 12, 2008, pp. 329-342.
  • [24] Sullivan R.W.: On the use of a spectrum-based model for linear viscoelastic material, Mech. Time-Depend. Mater., Vol. 10, 2006, pp. 215-228.
  • [25] Wang T., Liu R.Y., Zhu M.L., Zhang J.S.: Activation energy of self-heating process studied by DSC. Combustion synthesis mixture of Ti-75 at% Al, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, Vol. 70, 2002, pp. 507-519.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BPZ5-0014-0034
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.