Wpływ prędkości obciążenia na zdolność pochłaniana energii kompozytowych elementów energochłonnych

• Autorzy: Ochelski S. , Bogusz B.

Warianty tytułu

EN

Influence of loading rate on energy absorption capability of composite energy absorbing structures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki doświadczalnych badań wpływu prędkości uderzenia na energię absorbowaną (EA) przez kompozyty epoksydowe wzmacniane włóknami szklanymi i węglowymi o różnej strukturze. Przegląd literatury pokazał, że wpływ prędkości obciążenia na EA jest niejednoznaczny. W niektórych pracach stwierdzono, że EA nie zależy od prędkości uderzenia, natomiast w innych pracach, że EA rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości. Kompozyty polimerowe są tworzywami lepkosprężystymi, których właściwości mechaniczne (wytrzymałości na rozciąganie, ściskanie i moduły sprężystości) silnie zależą od prędkości odkształceń. Badaniom energochłonnym poddano próbki wykonane z kompozytów epoksydowych wzmocnionych matą szklaną i tkaniną szklaną o strukturze [(±45)T]n, które mają wysokie właściwości lepkosprężyste, a także kompozyty wzmocnione włóknami szklanymi i węglowymi o strukturze [(0/90)T]n, w których dominują właściwości sprężyste. Próby przeprowadzono w zakresie prędkości 0,0007-14,7 m/s.

EN

The paper presents the experimental investigations of influence of loading rate on the energy absorbed (EA) by selected polymer composites. There is a quite extensive literature examining this subject, but the obtained results do not reveal the unequivocal conclusions. In some cases, the loading rate does not influence the EA, in some cases a rising loading rate increases or decreases the EA. Due to viscoelastic properties of polymer composites, their mechanical properties (tensile strength, compression strength, elastic modulus) are strongly influenced by the loading rate. The work deals with energy absorbing tests of epoxy composites in the shape of tubes with different reinforcement orientation (different viscoelastic properties). Specimens made of epoxy resin reinforced with glass fibres in the form of fibre mats and fabrics [(±45)T]n have strong viscoelastic properties. Composite reinforced with glass and carbon fabrics [(0/90)T]n are mainly characterized by elastic properties. The energy absorbing tests were performed in the loading rate range form 0.0007 to 14.7 m/s.

Słowa kluczowe

PL

właściwości mechaniczne; energia absorbowana; kompozyty

EN

mechanical properties; 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: 91--101
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Ochelski S.

autor

Bogusz B.

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

Bibliografia

• [1] G. L. Farley, Relationship between mechanical-property and energy-absorption trends 0/± 45 2, 0/± 75 2 2 for composite tubes, NA SA-TP-3284, 1992.
• [2] G. L. Farley, Energy absorption of composite materials, Journal of Composite Materials, 17, 1983, 267-279.
• [3] P. H. Thornton, Energy absorption in composite structures, Journal of Composite Materials, 13, 1979, 248-262.
• [4] P. H. Thornton, P. J. Edwards, Energy absorption in composite tubes, Journal of Composite Materials, 16, 1982, 521-545.
• [5] P. H. Thornton, J. J. Harwood, P. Beardmore, Fiber-reinforced plastic composites for energy absorption purposes, Composite Science and Technology, 24, 1985, 275-298.
• [6] A. H. Fairfull, D. Hull, Energy absorption of polymer matrix composite structure: frictional effects, Structural Failure, 1989, 521-545.
• [7] M. R. Schultz, Energy absorption capacity of graphite-epoxy composites tubes, Engineering Mechanics, Blacksburg, Virginia, 1998.
• [8] A. G. Mamalis, D. E. Manolakos, M. B. Ioannidis, D. P. Papapostolou, On the response of thin-walled CFRP composite tubular components subjected static and dynamic axial compressive loading: experimental, Composite Structures, 69, 2005, 407-420.
• [9] G. L. Farley, The effects of crushing speed on the energy-absorption capability of composite tubes, Journal of Composite Materials, 25, 1991, 1314-1329.
• [10] D. W. Schmueser, L. E. Wickliffe, Impact energy absorption of continuous fiber tubes, Journal of Engineering Materials and Technology, Transactions of the ASME, 109, 1987, 72-77.
• [11] H. W. Song, Z. M. Wan, Z. M. Xie, X. W. Du, Axial impact and energy absorption efficiency of composite wrapper metal tubes, Int. J. Impact Engineering, 24, 2000, 385-401.
• [12] R. Keal, Post failure energy absorbing mechanisms of filament wound composite tubes, PhD Thesis, University of Liverpool, 1983.