Performances' estimation by tests of composite material structures with respect to the lay-up configuration and mixing the position of tape and fabric laminae

• Autorzy: Leo R. di , Fenza A. de , Barile M. , Gambino B. , Russo S.

Identyfikatory

DOI

10.1515/meceng-2015-0031

Warianty tytułu

PL

Estymacja właściwości użytkowych struktur z materiałów kompozytowych na podstawie testów z uwzględnieniem konfiguracji prelaminatu i przy zamianie pozycji warstwy jednokierunkowej i warstwy tkaniny

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents an estimation of performances by tests on composite material structures. In order to evaluate the effects on the structural behavior, tests changing the percentage of orientation of the fiber at 0, 45 and 90 degrees and mixing the unidirectional plies with the fabric ones have been done. Fixed the lay-up configuration and so the stacking sequence, two typology of structures have been analyzed; the first one having only unidirectional plies while the second one having a fabric ply (plain weave 0/90) in place of the top and bottom unidirectional plies. The openhole compressive strength and the filled-hole tensile strength and moduli have been characterized by test. A total of 72 specimens have been used in the test campaign. In order to well compare the test results a Performance Weight Index (PWI) has been introduced by authors in order to normalize the strength of each laminate with respect to its weight/unit of surface. Results and different laminate behaviors have been evaluated and discussed.

PL

W artykule przedstawiono estymację, na podstawie testów, właściwości użytkowych struktur z materiałów kompozytowych. W celu oceny różnych wpływów na zachowanie się struktury wykonano testy przy zmiennej procentowej zawartości włókien o orientacji 0, 45 i 90° i przy zamianie pozycji warstwy jednokierunkowej i warstwy tkaniny. Przy ustalonej konfiguracji prelaminatu i takiej samej sekwencji ułożenia warstw, analizowano dwie topologie struktury, z których pierwsza miała tylko warstwy jednokierunkowe, a w drugiej była warstwa z tkaniny (splot płócienny 0/90) w miejscu warstw jednokierunkowych, górnej i dolnej. Na podstawie testu wyznaczono wytrzymałość na ściskanie próbki z otwartym otworem i wytrzymałość na rozciąganie oraz moduły przy wypełnionym otworze. W ramach badań doświadczalnych testowano ogółem 72 próbki. By prawidłowo porównać wyniki testów wprowadzono wagowy indeks osiągów (Performance Weight Index, PWI), pozwalający normalizować wytrzymałość każdego laminatu względem jego wagi na jednostkę powierzchni. Przedyskutowano i oceniono wyniki badań i zachowanie się różnych laminatów.

Słowa kluczowe

EN

composite materials; plain weave fabric; strength; Performance Weight Index

PL

materiały kompozytowe; tkanina o splocie płóciennym; wytrzymałość; wagowy indeks osiągów

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. LXII, nr 4
• Strony: 553--564
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Leo R. di

• Department of Industrial Engineering – Aerospace Section, University of Naples “Federico II”, Naples, Italy

autor

Fenza A. de

• Department of Industrial Engineering – Aerospace Section, University of Naples “Federico II”, Naples, Italy

autor

Barile M.

• Department of Industrial Engineering – Aerospace Section, University of Naples “Federico II”, Naples, Italy

autor

Gambino B.

• Alenia Aermacchi S.p.A., Viale dell’Aeronautica 80038 – Pomigliano d’Arco (Naples), Italy

autor

Russo S.

• Alenia Aermacchi S.p.A., Viale dell’Aeronautica 80038 – Pomigliano d’Arco (Naples), Italy

Bibliografia

• [1] Miracle D.B., Donaldson S.L.: ASM Handbook Volume 21: Composite, ASM Handbook, 2001.
• [2] Niu M.C.Y.: Composite airframe structures, Conmilit Press Ltd., 1988.
• [3] Minnetyan L.: Progressive Fracture of Composite Structures NASA, Contract Report 210974, 2001.
• [4] Talreja R., Chandra V. S.: Damage and Failure of composite materials, Cambridge University Press, July 2012.
• [5] EADS Deutschland GmbH: The research requirements of the transport sectors to facilitate an increased usage of composite materials – Part I: The composite material research requirements of the aerospace industry, Corporate Research Centre, June 2004.
• [6] Pyrzanowski P.: Application of resistance change measurement method to evaluation of the degree of destruction in carbon composite, The Archive of Mechanical Engineering, Vol. LV, No. 2, 2008.
• [7] ASTM D6484 / D6484M-14: Standard Test Method for Open-Hole Compressive Strength of Polymer Matrix Composite Laminates, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2014, www.astm.org.
• [8] ASTM D6742 / D6742M-12: Standard Practice for Filled-Hole Tension and Compression Testing of Polymer Matrix Composite Laminates, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2012, www.astm.org.
• [9] MIL-HDBK-17-1F: Composite materials handbook – Vol. 1: Polymer matrix composites guidelines for characterization of structural materials, Department of Defense Handbook, June 2002.
• [10] Abumeri G., Abdi F., and Lee M.: Verification of Virtual Generation of A- and B-Basis Allowables for Polymer Composites Subject to Various Environmental Conditions, SAMPE China Conference, 2009.