Failure model for unidirectional composite element

• Autorzy: Gutans Juris , Zagulski Piotr , Verzemnieks Druvis , Kleinhofs Martins

Warianty tytułu

PL

Model zniszczenia elementu wykonanego z kompozytu jednokierunkowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper is devoted to important issues of determining the strength and predicting the failure processes of composites. These issues enable determination of the limits of safe use of a product and the recognition of when limits are reached. It investigates the distribution function of the composite and its components. The developed model that is presented in this paper enables description of not only the predictable strength of unidirectional composites, but also the character of the failure, taking into account the fiber stress and/or ultimate strain distribution.

PL

Artykuł poświęcony jest ważnym zagadnieniom wyznaczania wytrzymałości i przewidywania procesów destrukcyjnych kompozytów. Kwestie te pozwalają na określenie granic bezpiecznego użytkowania produktu i rozpoznania, kiedy limity zostały osiągnięte. Zbadano dystrybuantę kompozytu i jego komponentów. Opracowany model przedstawiony w niniejszej pracy pozwala opisać nie tylko przewidywalną wytrzymałość kompozytów jednokierunkowych, ale także charakter zniszczenia, z uwzględnieniem naprężeń włókien i/lub rozkładu odkształceń końcowych.

Słowa kluczowe

EN

failure; fibers; composite; strength; statistical model

PL

zniszczenie; włókno; kompozyt; wytrzymałość; statystyczny model

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 22, nr 1
• Strony: 58--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gutans Juris

• Riga Technical University, Institute of Aeronautics, Faculty of Mechanical Engineering, Transport and Aeronautics, ul. Ķīpsalas 6B, Kurzemes rajons, LV-1048, Riga, Latvia

autor

Zagulski Piotr

• Kielce University of Technology, Faculty of Mechatronics and Machine Design, al. 1000-lecia Państwa Polskiego, 25-314 Kielce, Poland

autor

Verzemnieks Druvis

• Riga Technical University, Institute of Aeronautics, Faculty of Mechanical Engineering, Transport and Aeronautics, ul. Ķīpsalas 6B, Kurzemes rajons, LV-1048, Riga, Latvia

autor

Kleinhofs Martins

• Riga Technical University, Institute of Aeronautics, Faculty of Mechanical Engineering, Transport and Aeronautics, ul. Ķīpsalas 6B, Kurzemes rajons, LV-1048, Riga, Latvia

Bibliografia

• [1] Agarwal B.D., Broutman L.J., Chandrashekhara K., Analysis and Performance of Fiber Composites. 3rd Ed., John Wiley & Sons, Inc., 2001, 62-64.
• [2] Góral A.., Lityńska-Dobrzyńska L., Żórawski W., Berent K., Wojewoda-Budka J., Microstructure of Al 2O3 -13TiO2 coatings deposited from nanoparticles by plasma spraying, Archives of Metallurgy and Materials 2013, 58, 2, 335-339.0
• [3] Campbell F.C., Structural Composite Materials, ASM International 2010, 1-29.
• [4] Chatys R., Panich A., Jurecki R.S., Kleinhofs M., Composite materials having a layer structure of 'sandwich' construction as above used in car safety bumpers, 11th Int. Science and Tech. Conf. Automotive Safety 2018, 2018, 1-8.
• [5] Oczoś K.E., Fibrous composites – properties, application, waste treatment, Scientific and Technical Monthly Mechanics, Warsaw 2008, 578-582.
• [6] Shetty B. P., Reddy S., Mishra R.K., Finite element analysis of an aircraft wing leading edge made of GLARE material for structural integrity, Journal of Failure Analysis and Prevention 2017, 17(5), 948-954.
• [7] Barkanov E., Ozolins O., Eglitis E., Almeida F., Bowering M.C., Watson G., Opimal design in composite lateral wing uppercovers. Part I: Linear buckling analysis, Aerospace Science and Technology 2014, 38, 2-8.
• [8] Callister W.D. Jr., Rethwish D.G., Materials Science and Engineering: An Introduction, United States of America, John Wiley & Sons, Inc. 2014.
• [9] Gay D., Hoa S.V., Tsai S.W., Composite Materials Design and Applications, CRC Press, Boca Raton 2003.
• [10] Megson T.H.G., Aircraft Structures for Engineering Students. 4th ed., etc., Elsevier Ltd./Butterworth-Heinemann, Amsterdam 2007.
• [11] Sims G.D., Building a composites infrastructure, Proceedings of ICCM (Int. Committee on Composite Materials) 1999, 12, 1047, Paris, 10 pages.
• [12] Żórawski W., Skrzypek S., Trpčevska, J., Tribological properties of hypersonically sprayed carbide coatings, FME Trans. 2008, 36, 81-86.
• [13] Roeseler W.G., Sarh B., Kismarton M.U., Composite structures: the first 100 years, The Boeing Company, 16th Int. Conf. on Composite Materials 2007.
• [14] Vidinejevs S., Chatys R., Aniskevich A., Jamroziak K., Prompt determination of the mechanical properties of industrial polypropylene sandwich pipes, Materials 2021, 14(9), 40-45.
• [15] Fuij Т., Dzako М., Destruction mechanism of composite materials, Mir, Moscow 1982.
• [16] Gay D., Hoa S.V., Tsai S.W., Composite Materials Design and Applications, CRC Press, Boca Raton 2003.
• [17] Kleinhofs М.Р., Chatys R., Changes in the structural strength of vehicles made of composite materials under the influence of operational factors, Guidebook of the VIth Scientific Conference “Problems of transport reliability”, Ustron -Jaszowiec, May 19-22.1997, 199-206 (print in Russian).
• [18] Kozioł M., Evaluation of classic and 3D glass fiber reinforced polymer laminates through circular support drop weight tests, Composites Part B, 2019, 168, 561-571, DOI: 10.1016/j.compositesb.2019.03.078.
• [19] Kozioł M., Śleziona J., Przebieg zniszczenia przy statycznym zginaniu laminatów poliestrowo-szklanych o wzmocnieniu zszywanym, Polimery 2008, 53, 11-12, 876-882.
• [20] Kozioł M., Mocek P., Jankowski P., Wpływ objętości próbki chemoutwardzalnej żywicy poliestrowej na przebieg jej utwardzania, Polimery 2016, 2, 133-141, DOI: 10.14314/polimery.2016.133.
• [21] Chatys R., Piernik K., Influence of speed of resin injection under pressure into mould on strength properties of polymer composite, Composites Theory and Practices 2021, 21(1-2), 40-45.
• [22] Chatys R., Orman Ł.J., Technology and properties of layered composites as coatings for heat transfer enhancement, Mechanics of Composite Materials 2017, 53(3), 351-360, DOI: 10.1007/s11029-017-9666-8.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).