Low-velocity impact characteristics of composite plates with shape memory alloy wires

• Autorzy: Rim M.-S. , Kim E.-H. , Lee I. , Choi I.-H. , Ahn S.-M. , Koo K.-N. , Bae J.-S. , Roh J.-H.

Warianty tytułu

PL

Niskoprędkościowe charakterystyki uderzeniowe płyt kompozytowych zawierających włókna ze stopów z pamięcią kształtu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

To investigate impact characteristics of shape memory alloy hybrid com- posites (SMAHC), several experiments were performed. Tensile tests of shape memory alloy (SMA) wires were carried out to investigate thermomechanical properties, and low-velocity impact tests of SMAHC plates and conventional composite plates without SMAs at the critical energy level. low-velocity impact tests of several types of composite plates, including composite plates with embedded SMAs/Fe/Al wires and conventional composite plates, were also done. Results of these experiments show that embedding SMAs in a composite plate can improve the impact resistance. Lastly, low-velocity impact tests of SMAHC plates with SMA wires embedded at different positions through the thickness were performed in an effort to improve the impact resistance. Embedding SMA wires at a lower position in the composite plates was the most effective for improving the impact resistance.

PL

Do analizy charakterystyk uderzeniowych hybrydowych kompozytów SMAHC zwierających włókna SMA ze stopów wykazujących efekt pamięci kształtu przeprowadzono szereg badań eksperymentalnych. Przeprowadzono próby na rozciąganie włókien SMA w celu zbadania ich właściwości termomechanicznych oraz niskoprędkościowe testy uderzeniowe płyt SMAHC oraz konwencjonalnych płyt laminowanych przy energii krytycznej. Wykonano także testy dla płyt kompozytowych zawierających włókna SMA/Fe/Al. Rezultaty doświadczeń pokazały, że wbudowanie w strukturę laminatu włókien SMA może zwiększyć odporność kompozytu na obciążenie uderzeniowe. Opisano również badania eksperymentalne płyt SMAHC z włóknami SMA wbudowanymi na różnej głębokości. Wykazano, że najlepsze parametry posiadają kompozyty z włóknami umieszczonymi możliwie daleko od uderzanej powierzchni.

Słowa kluczowe

EN

shape memory alloy; SMAHC; composite; low-velocity impact; impact resistance

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 49 nr 3
• Strony: 841--857
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rim M.-S.

autor

Kim E.-H.

autor

Lee I.

autor

Choi I.-H.

autor

Ahn S.-M.

autor

Koo K.-N.

autor

Bae J.-S.

autor

Roh J.-H.

• KAIST, Department of Aerospace Engineering, Daejeon, Korea,

Bibliografia

• 1. Ahn J.-H., Nguyen K.-H., Park Y.-B., Kweon J.-H., Choi J.-H., 2010, A numerical study of the high-velocity impact response of a composite laminate using LS-DYNA, International Journal of Aeronautical and Space Science, 11, 3, 221-226
• 2. Boller C., Konstanzer P., Matsuzaki Y., Ikeda T., 2001, Damping in SMA-reinforced composites using SMA-intrinsic properties, Proceedings of SPIE Conference on Smart Structures and Materials: Industrial and Commercial Applications of Smart Structures Technologies 2001, 4332, 241-244
• 3. Brinson L.C., 1993, One-dimensional constitutive behavior of shape memory alloys: thermomechanical derivation with non-constant material functions and redefined martensite internal variable, Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 4, 229-242
• 4. Iannucci L., 2006, Progressive failure modeling of woven carbon composite under impact, International Journal of Impact Engineering, 32, 1013-1043
• 5. Kang M.K., Kim E.H., Rim M.S., Lee I., 2010, Engineering model to predict behaviors of shape memory alloy wire for vibration applications, Computer Modeling in Engineering and Sciences, 64, 3, 227-249
• 6. Kim D.-H., Koo B.-Y., Kim C.-G., Hong C.-S., 2004, Damage detection of composite structures using a stabilized extrinsic fabry-perot interferometric sensor system, Smart Materials and Structures, 13, 593-598
• 7. Nguyen K.-H., Ahn J.-H., Kweon J.-H., Choi J.-H., 2010, Optimization of composite laminates subjected to high velocity impact using a genetic algorithm, International Journal of Aeronautical and Space Science, 11, 3, 227-233
• 8. Pain J.S.N., Rogers C.A., 1994, Shape memory alloys for damage resistant composite structures, Proceedings of SPIE Conference on Smart Structures and Materials: Active Materials and Smart Structures 1994, 2427, 358-371
• 9. Qiu J., Ji H., 2010, The application of piezoelectric materials in smart structures in China, International Journal of Aeronautical and Space Science, 11, 4, 266-284
• 10. Standard Test Methods for Tension Testing of Nickel-Titanium Superelastic Materials, ASTM International, ASTM F2516-07
• 11. Tsoi K.A., Stalmans R., Schrooten J., Wevers M., Mai Y.W., 2003, Impact damage behaviour of shape memory alloy composites, Materials Science and Engineering, 342, 1/2, 207-215