Efekty cieplne w procesie dynamicznego niszczenia kompozytów polimerowych

• Autorzy: Ochelski S. , Bogusz P.

Warianty tytułu

EN

Heat effects in dynamic crush of polymer composites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki doświadczalnych badań wpływu prędkości uderzenia na przyrost temperatury na powierzchni próbki. Podczas badań energochłonnych elementów kompozytowych następuje wzrost temperatury próbki, który jest zależny od prędkości uderzenia. Wzrost temperatury jest spowodowany tarciem cząsteczek niszczonej próbki i tarciem próbki o podporę maszyny wytrzymałościowej. W pracy [1] przeprowadzono badania dotyczące rozpraszania energii poprzez tarcie, podczas progresywnego niszczenia kompozytowych rurek, pomiędzy płytami o różnej chropowatości, natomiast nie dokonywano pomiaru temperatury próbek. W pracy podjęto próbę określenia wpływu prędkości obciążenia na temperaturę powierzchni niszczonej próbki. Przeprowadzono badania termowizyjne elementów energochłonnych, które wykonano z kompozytów polimerowych o różnym rodzaju wzmocnienia i o różnej strukturze. Badaniom dynamicznym z pomiarem temperatury poddano próbki wykonane z kompozytów epoksydowych wzmocnionych matą szklaną, które mają wysokie właściwości lepkosprężyste, a także kompozyty wzmocnione włóknami szklanymi i węglowymi o strukturze [(0/90)T]n, w których dominują właściwości sprężyste. Przy dużych prędkościach obciążenia, wzrost temperatury na powierzchni próbek był znacznie większy od temperatury mięknięcia żywicy epoksydowej.

EN

The paper presents the experimental results of loading rate influence on the temperature rise on the surface of polymer composites. The investigations showed that during the progressive crush of composite elements, the temperature of the specimen rises significantly, dependently on the loading rate. This effect is mainly caused by friction of composite molecules and friction between bended composite layers and the strength machine. In work [1], the investigations concerned the energy dissipation in progressive crush of composite tubes by a friction effect between composite material and steel plates with different surface roughness. In this case, the temperature was not measured. This work deals with the investigation of temperature growth on the surface of the composite energy absorbing elements in the shape of a tube. The dynamic tests were performed on polymer composites with different reinforcement orientation (different viscoelastic properties). Specimens made of epoxy resin reinforced with glass mat are characterized by strong viscoelastic properties. Composites reinforced with glass and carbon fabrics [(0/90)T]n have mainly elastic properties. The temperature field was measured by the infrared high speed camera. In high speed impact tests, the temperature was significantly higher than the melting temperature of the epoxy resin.

Słowa kluczowe

PL

właściwości mechaniczne; efekt cieplny; energia absorbowana; kompozyty polimerowe; mechanika doświadczalna; badania dynamiczne

EN

mechanical properties; heat effects; absorbed energy; polymer composites; experimental mechanics; dynamic investigations

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 60, nr 4
• Strony: 79--90
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Ochelski S.

autor

Bogusz P.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechaniczny, Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2,

Bibliografia

• [1] A. H. Fairfull, D. Hull, Energy absorption of polymer matrix composite structure: frictional effects, Structural Failure, 1989, 521-545.
• [2] J. M. Babbage, P. K. Mallick, Static axial crush performance of unfilled and foam-filled aluminium-composite hybrid tubes, Composite Structure, 70, 2005, 177-184.
• [3] S. Ochelski, P. Gotowicki, Experimental assessment of energy absorption capability of carbonepoxy and glass-epoxy composites, Composite Structures, 20 February 2008.
• [4] P. Bogusz, Wpływ prędkości uderzenia oraz rodzaju wypełnienia kompozytowych struktur energochłonnych na zdolność pochłaniania energii, rozprawa doktorska, Wydawnictwo WAT, Warszawa, 2010.