Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of heating and cooling of aluminium-based fibre-metal laminates on their tensile strength

Boczar Kamil, Wasłowicz Karol, Kubit Andrzej, Chodorowska Dorota, Fejkiel Romuald

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2023

|

Vol. 40, nr 1

149-157

EN

The widespread use of composite materials in the construction of machines encourages to better understand their properties and the impact of various external factors on these properties. Fibre metal laminates (FMLs) consist of alternating layers of metal and a polymer matrix laminate reinforced with continuous fibres. The aim of this work was to investigate the effect of cyclical temperature changes and thermal shocks (heating the sample to a high temperature in a short time) on the strength properties of FMLs from AW-1050A aluminium sheet, glass fibre fabric and carbon fibre fabric. The research concerns the determination of how cyclical temperature changes affect the tensile strengths properties of FMLs. The results indicate a small effect of the cycles on the tensile strength of the composites. The composites with glass fibre reinforced laminate also showed high resistance to delamination, moreover, the samples did not delaminate even after they were broken. The carbon fibre reinforced laminate composites showed a tendency to delaminate after heat treatment.

PL

Coraz powszechniejsze zastosowanie materiałów kompozytowych w konstrukcji maszyn skłania do podejmowania działań mających na celu lepsze poznanie ich właściwości, oraz wpływu różnych czynników zewnętrznych na te właściwości. Kompozyty metalowo-włókniste (ang. Fibre Metal Laminates) składają się z naprzemiennie ułożonych warstw metalu oraz laminatu o osnowie polimerowej wzmacnianego włóknami ciągłymi. Celem pracy było zbadanie wpływu cyklicznych zmian temperatury oraz szoków termicznych (nagrzanie próbki do wysokiej temperatury w krótkim czasie) na właściwości wytrzymałościowe laminatów metalowo-włóknistych wykonanych na bazie blachy aluminiowej AW-1050A pokrytej jednostronnie laminatem wzmocnionym włóknemszklanym lub włóknem węglowym. Badania dotyczyły ustalenia jak zmiany temperatury, w tym przede wszystkim zmiany cykliczne, wpływają na właściwości wytrzymałościowe laminatów. Wyniki wykazały mały wpływ liczby cykli obciążeń cieplnych na wytrzymałość kompozytów na rozciąganie. Laminaty wzmocnione włóknem węglowym wykazywały tendencję do rozwarstwienia.

2

Mechanical and microstructural characterization of hybrid fiber metal laminates obtained through sustainable manufacturing

Hynes N. Rajesh Jesudoss, Vignesh N. J., Barile Claudia, Velu P. Shenbaga, Ali Muhammad Asad, Raza Muhammad Huzaifa, Pruncu Catalin I.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 1

art. no. e35, 2022

EN

Fiber metal laminates (FMLs) provide lucrative solutions for lightweight commercial aircrafts. They are a class of hybrid composites made from interlaced layers of thin metals and fiber-reinforced adhesives. The present investigation deals with the effects of hybridization and stacking sequence of aluminum sheets (A), jute (J) and Kevlar (K) fibers on the flexural, impact, hardness and tensile properties. Three distinct configurations A/K/A/K/A/K/A (I), A/J/A/K/A/J/A (II) and A/K/J/A/J/K/A (III) of FMLs have been chosen and designed for evaluation of their mechanical attributes. Comparative analysis shows that configuration A/K/J/A/J/K/A (III) offers superior results for flexural, impact, shore D hardness and tensile properties due to hybridization and appropriate stacking sequence with their maximum values as 495 N, 10.4 J, 85.4 and 325.6 MPa, respectively. Outer Kevlar layers supported by the subsequent jute fiber layers enable the configuration A/ K/J/A/J/K/A (III) to resist better when subjected to high mechanical load. Moreover, the microstructural analysis revealed that the jute fibers make a stronger bond with aluminum and Kevlar fibers which prevents FMLs from delamination and early failure.

3

Short-beam shear fatigue life assessment of thermally cycled carbon-aluminium laminates with protective glass interlayers

Surowska Barbara, Dadej Konrad, Jakubczak Patryk, Bieniaś Jarosław

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2021

|

Vol. 21, no. 2

169--179

EN

Fibre metal laminates (FMLs) are attractive construction materials, especially for use in aerospace and transport facilities. Throughout their service life, thin-walled structures made of FMLs are exposed to static and dynamic loads, as well as corrosion and the unfavourable influence of environmental conditions. The paper presents an experimental analysis of the combined mechanical and environmental long-term behaviour of carbon-based fibre metal laminates and their variants with protective glass layers. The Al alloy/CFRP and Al alloy/GFRP/CFRP laminates in a 3/2 configuration were used. The tested laminates were subjected to 1500 thermal cycles with a temperature range of 130°C. The static and fatigue interlaminar shear strengths were tested before and after thermal conditioning. It was shown that the stable stiffness reduction in the tested laminates was observed with increasing fatigue cycles, due to the progressive fatigue damage accumulation. The thermally cycled laminates feature slightly smoother stiffness loss, while a more rapid decrease was observed in thermally untreated laminates. Moreover, the fatigue life of the tested laminates subjected to thermal cycling revealed nine times fewer fatigue cycles of laminates with glass protectors after thermal cycles in comparison to the laminates not subjected to thermal cycling.

4

The influence of the configuration of the fiber-metal laminates on the dispersion relations of the elastic wave modes

Barski Marek, Muc Aleksander, Stawiarski Adam

Vibrations in Physical Systems

|

2020

|

Vol. 31, nr 2

art. no. 2020202

EN

The current work is devoted to the determination of dispersion curves for elastic wave modes. The studied elastic waves propagate across metal-fiber hybrid composites. In order to solve the problem, special software has been developed with the use of C++. This software works with the MS Windows operating system and the proposed solution is based on the multi-threading mechanism. It makes possible to significantly speed up the calculations. The relatively new approach is used namely the stiffness matrix method. At the very beginning, the dispersion curves are determined for the traditional composite materials of cross-ply configuration, for which the layers are made of glass fiber/epoxy resin and carbon fiber/epoxy resin. The impact of the total number of layers on the dispersion curves is investigated. Next, the influence of the thickness of the layers, which are made of aluminum alloy, on the dispersion characteristic is studied. In the second case, it is assumed that the total thickness of the composite material wall for all cases is identical.

5

Impact of fiber metal laminates - literature research

Lisowski B.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 22, nr 4

1355--1370

EN

The paper refers the general idea of composite materials especially Fiber Metal Laminates (FMLs) with respect to low-velocity impact incidents. This phenomenon was characterized by basic parameters and energy dissipation mechanisms. Further considerations are matched with analytical procedures with reference to linearized spring-mass models, impact characteristics divided into energy correlations (global flexure, delamination, tensile fracture and petaling absorbed energies) and set of motion second order differential equations. Experimental tests were based on analytical solutions for different types of FML - GLARE type plates and were held in accordance to ASTM standards. The structure model reveals plenty of dependences related to strain rate effect, deflection represented by the correlations among plate and intender deformation, separate flexure characteristics for aluminium and composite, contact definition based on intender end-radius shape stress analysis supported by FSDT, von Karman strains as well as CLT. Failure criteria were conformed to layers specifications with respect to von Misses stress-strain criterion for aluminium matched with Tsai-Hill or Puck criterion for unidirectional laminate. At the final stage numerical simulation were made in FEM programs such as ABAQUS and ANSYS. Future prospects were based on the experiments held over 3D-fiberglass (3DFG) FMLs with magnesium alloy layers which covers more favorable mechanical properties than FMLs.

6

Zastosowanie MES do weryfikacji badań zniszczenia cienkościennych profili z materiału typu FML

Banat D., Mania R.

Modelowanie Inżynierskie

|

2016

|

T. 28, nr 59

12--18

PL

Tematem pracy są badania stateczności cienkościennych konstrukcji kompozytowych typu Fiber Metal Laminate (FML). Analiza dotyczy profili o otwartym przekroju poprzecznym w kształcie zetownika oraz ceownika, poddanych osiowemu ściskaniu. W odniesieniu do oceny zachowania profili w stanie krytycznym i pokrytycznym przeprowadzono analizę stanu naprężenia przy zastosowaniu kryteriów zniszczenia dla materiałów warstwowych. Porównanie zastosowania kryteriów zniszczenia w MES przeprowadzono dla 7-warstwowych profili FML typu 3/2 - w stanie krytycznym i pokrytycznym. Analiza porównawcza została wykonana dla kryterium Hubera-MisesaHencky’ego w warstwach materiału izotropowego oraz kryteriów Tsai-Wu, Hashina i Pucka dla warstw ortotropowych.

EN

The subject of this paper is the buckling investigation of thin-walled composite structures made of Fibre Metal Laminate (FML). Study concerns Z-shape and channel cross section members subjected to axial compression. With regard to the profiles’ stability assessment in critical and post-buckling state, stress analysis for multilayered material was performed with failure criteria application. Comparison of failure criteria application in FEM was carried out for 7 - layered, 3/2 FML type columns - in critical and post-buckling state. The comparative analysis was performed with the Huber-Mises-Hencky criterion in the isotropic layers and Tsai-Wu, Hashin and Puck criteria in orthotropic layers.

7

Electrical properties of aluminium-fibre reinforced composite laminates

Surowska B., Ostapiuk M.

Composites Theory and Practice

|

2016

|

R. 16, nr 4

223--229

EN

Hybrid materials such as Fibre Metal Laminates (FMLs) containing carbon fibre reinforced polymers (CFRPs) are very attractive candidates for novel design strategies due to their specific properties. However, Fibre Metal Laminates (FMLs) may be susceptible to galvanic and electrochemical corrosion in a damp environment due to the applied metal sheets. Aluminium alloy-glass/epoxy composite FMLs exhibit high corrosion resistance. Their corrosion process is limited to the metal outer layers if they are not protected because glass fibre reinforced composites are non-conductive. Galvanic corrosion initiation is likely when a composite contains carbon fibres, owing to the electric conductivity of these fibres. Therefore, it is necessary to determine the electrical properties of the produced hybrid materials. Measurements were made to determine the surface resistivity of components and contact resistivity of the laminates. Investigations were conducted on on a polymer composite and FMLs consisting of aluminium 2024-T3 joined with GFRPs (R-glass, S-glass) and CFRP. The aluminium alloy sheet was anodized in a sulphuric acid solution (SAA process). The composite plates and hybrid laminates were cured in the autoclave process. The surface resistance of the materials was determined by measuring the drop in current using the two probe method and strip electrodes. In the laminate specimens, the electrodes were placed in the longitudinal direction between the corresponding layers. The interlaminar interface properties of these laminates were studied by measuring the contact electrical resistivity of this interface. Moreover, the variation in temperature with time during electrical measurements was recorded by means of the thermovision technique for the composite specimens. This study revealed that the aluminium oxide and GFRP-R composite are insulators with very high but negative surface resistivity. The surface resistivity of the CFRP composite is equal to about 102 ÷103Ω/ and depends on the direction of the fibres. When the electrodes are located perpendicularly to the fibres, the surface resistivity is lower and the surface temperature increases locally. Generally the contact resistivity of this composite is ~103 times higher than indicated in literature. It is a result of the high quality of the prepreg and autoclave curing of the laminate. The measurements of electrical contact resistivity indicated that it is possible to obtain a dielectric interface between the aluminium alloy and carbon reinforced composite by anodizing the aluminium and applying aglass prepreg layer 0.25 mm thick. The thinner glass composite layer does not increase the in-plane contact resistivity.

PL

Laminaty metalowo-włókniste (FML) zawierające kompozyt wzmacniany włóknem węglowym (CFRP) są atrakcyjnym materiałem konstrukcyjnym ze względu na specyficzne właściwości mechaniczne i elektryczne. Problemem w FML jest podatność na korozję galwaniczną w wilgotnym środowisku ze względu na obecność warstw metalu. W przypadku laminatów stop aluminium-kompozyt wzmacniany włóknem szklanym (GFRP) korozja ograniczona jest tylko do zewnętrznych powierzchni metalu, jeśli nie są one zabezpieczone warstwą antykorozyjną. W laminatach wzmacnianych włóknem węglowym prawdopodobieństwo zaistnienia korozji jest znacznie wyższe z powodu przewodności elektrycznej włókien. Dlatego projektując materiały, w których włókno przewodzące pełni rolę sensora z wykorzystaniem również właściwości piezomechanicznych, konieczna jest znajomość właściwości elektrycznych komponentów oraz wytworzonych materiałów na równi z ich właściwościami mechanicznymi. W pracy przedstawiono pomiary rezystywności powierzchniowej komponentów - anodowanej w roztworze kwasu siarkowego (SAA) blachy ze stopu AW2024T3 oraz kompozytów lotniczych CFRP, GFRP-R i GFRP-S utwardzanych autoklawowo i rezystywności kontaktowej laminatów hybrydowych aluminium - CFRP oraz aluminium - GFRPCFRP. Rezystywność powierzchniową kompozytu węglowego wyznaczano przy umieszczeniu elektrod paskowych równolegle i poprzecznie do kierunku włókien. W laminatach elektrody wklejono pomiędzy blachę i kompozyt oraz pomiędzy kompozyty węglowy i szklany, równolegle do przebiegu włókien. Podczas pomiarów rezystywności powierzchniowej mierzono zmianę temperatury, wykorzystując kamerę termowizyjną. W wyniku badań wykazano bardzo wysoką rezystywność warstwy anodowanej, porównywalną z rezystywnością kompozytu GFRP, potwierdzając właściwości izolacyjne tych materiałów. Kompozyt CFRP charakteryzuje słaba przewodność elektryczna, przy czym rezystywność jest o trzy rzędy wyższa od spotykanej w literaturze. Ponieważ badany kompozyt należy do wysokojakościowych z certyfikatem lotniczym i utwardzany był w autoklawie, cechuje się dużą jednorodnością strukturalną, znikomą porowatością i wysoką czystością powierzchni, co przekłada się na wyższą wartość rezystancji. Pomiary rezystywności kontaktowej w układzie płaskim (‘in-plane”) wykazały, że na granicy kompozytu CFRP z aluminium i z kompozytem GFRP rezystywność odpowiada rezystywności powierzchniowej CFRP, co świadczy o uzyskaniu bariery izolacyjnej.

8

Homogenization of fiber metal laminate structures characterized by orthotropic and elastic - plastic material models

Nowak T.

Computer Methods in Materials Science

|

2015

|

Vol. 15, No.1

169--175

EN

This paper gives a theoretical background and provides numerical calculations for the non-linear mechanical behavior of the panel structures consisting of fiber reinforced composite and aluminum laminates. Such structures offer high performance-to-weight ratio, therefore they are widely used in aerospace, subsea and high-pressure applications. The Classical Lamination Theory with orthotropic material properties is recalled and extended about elastic-plastic model for metal layers. The simplified stress-strain relation, as proposed by Hencky and Ilyushin, was applied to capture the influence of metal's plasticity on the mechanical performance of the hybrid structure. The numerical example showed, that at higher loads, the composite reinforcement provides a strong support for the aluminum layers when the metal approaches plastic deformation. In case of plastic flow within the aluminum, the bigger percentage of the external load is safely transferred to the composite fibers having much higher elastic limit. It prevents deformations of the aluminum laminate from being too large, and ensures the reliable operation of the Fiber Metal Laminates (FML) structure. Since the aluminum layers do not exhibit extensive strains, the application of Hencky-Ilyushin deformation theory seems to be reasonable for FMLs, even if aluminum layers are subjected to the anisotropic plastic flow. The proposed calculation method allows for very fast, but yet accurate, optimization of the Fiber Metal Laminate designs.

PL

W artykule przedstawiono podstawy teoretyczne, zilustrowane przykładem numerycznym, opisujące model laminatu metalowo-włóknistego składającego się z kompozytu polimerowego wzmacnianego włóknami węglowymi oraz warstw aluminium. Przedstawione struktury hybrydowe (Fiber Metal Laminate, FML) charakteryzują się wysokimi własnościami mechanicznymi w stosunki do ciężaru, dlatego są chętnie używane w przemyśle lotniczymi oraz stosowane w aplikacjach wysokociśnieniowych. W artykule klasyczną teorię laminatów (Classical Lamination Theory) uzupełniono o model sprężysto-plastyczny dla warstw metalowych. Zastosowano uproszczony model plastyczności zaproponowany przez Hencky'ego i Iljuszyna. Podano rozwiązanie numeryczne dla przypadku panelu FML poddanego płaskiemu obciążeniu dwuosiowemu. Wykazano, że w przypadku znacznego wytężenia, gdy dochodzi do uplastycznienia aluminium, znaczna część obciążeń zewnętrznych przekazywana jest do warstw kompozytu włóknistego, który charakteryzuje się znacząco wyższą granicą sprężystości. Takie zachowanie zabezpiecza warstwy aluminium przed nadmiernym płynięciem i umożliwia bezpieczną eksploatację struktury hybrydowej, nawet w przypadku wysokich obciążeń. Wykazano, że przyjęta metoda obliczeniowa charakteryzuje się wystarczającą dokładnością, a dzięki swojej szybkości umożliwia przemysłową optymalizację hybrydowych struktur FML.

9

The issues of manufacturing geometrically complicated elements using FML laminates

Bieniaś J., Mania R., Jakubczak P., Majerski K.

Composites Theory and Practice

|

2015

|

R. 15, nr 4

243--249

EN

The present study is an attempt to evaluate the developed exclusive technology for the production of high quality thin-walled Z profiles from Fibre Metal Laminates on the basis of an aluminium and epoxy-glass pre-impregnate using the autoclave process. The research examined Fibre Metal Laminates (Al/GFRP) based on metal sheets made of aluminium alloy and pre-impregnated tape made of glass fibres in an epoxy resin matrix. FML were produced in a 3/2 lay-up (three aluminium layers and two composite layers in 0/90 configuration). The following conclusions have been drawn on the basis of our exclusive technology for the production of thin-walled profiles made of FML laminates: (1) the hardening technology for pre-formed components in the autoclave process ensures the achievement of excellent dimensional tolerance of thin-walled profiles made of FML; (2) no delaminations, cracks, gas blisters etc. were detected by means of structural tests; (3) the process of forming Fibre Metal Laminates by means of component pre-forming does not significantly limit the values of selected profile angles. In the case of proper precision of component pre-formingand maintained regime in the case of the FML laminating process, the risk of structural defects, including profile corner zones, is significantly limited.

PL

W pracy podjęto próbę oceny opracowanej autorskiej technologii wytwarzania wysokojakościowych, cienkościennych profili typu Z z laminatów metalowo-włóknistych na bazie aluminium i preimpregnatu epoksydowo-szklanego z wykorzystaniem technologii autoklawowej. Przedmiotem badań był laminat metalowo-włóknisty (Al/GFRP) na bazie arkuszy blach metalowych stopu aluminium i preimpregnowanej taśmy z włókien szklanych w osnowie żywicy epoksydowej. Laminaty FML wytworzono w układzie 3/2 (trzy warstwy aluminium i dwie warstwy kompozytu w konfiguracji 0/90). Na podstawie przeprowadzonej analizy opracowanej technologii wytwarzania cienkościennych profili z laminatów FML sformułowano następujące wnioski: (1) technologia utwardzania wstępnie ukształtowanych komponentów z wykorzystaniem techniki autoklawowej zapewnia otrzymanie wysokiej stabilności i tolerancji wymiarowej cienkościennych profili z laminatów FML; (2) badania strukturalne nie wykazały rozwarstwień, pęknięć, pęcherzy gazów itp. w strukturze laminatu; (3) kształtowanie profili z laminatów metalowo-włóknistych przez wstępne formowanie komponentów nie ogranicza istotnie wartości dobieranych kątów kształtowników. Przy zachowaniu odpowiedniej precyzji wstępnego formowania komponentów oraz przy przestrzeganiu technologii laminowania kompozytów FML ryzyko defektów w strukturze, w tym w strefach naroży profili, jest znacznie ograniczone.

10

Impact damage live-time analysis of modern composite materials using thermography

Jakubczak P., Bieniaś J., Surowska B.

Composites Theory and Practice

|

2014

|

R. 14, nr 4

219--223

EN

The purpose of the study was to evaluate the possibility to use the thermography method in damage extent analysis for fibre metal laminates subjected to low–velocity impacts. On the basis of the obtained results, it has been found that the thermovision method may be used as a relatively effective method for damage identification in fibre metal laminates. It is possible to use local temperature change monitoring in FML as a diagnostic method for these elements in real time. On the basis of the studies it has been shown that depending on the impact energy, the local temperature changes. The values of this change depend on the impact energy. Moreover, the damage area in which the thermal change occurs is dependent on the impact energy. The damage areas estimated using thermography are similar to the damage areas measured by other methods known as more effective and certain. The energy absorbed by a laminate during the impact process is correlated with the process and type of laminate damage. It can be assumed that the observed thermal changes are caused by the degradation process of the structure as the results of deformation, matrix and fiber cracking, delamination initiation and propagation, friction and laminate perforation.

PL

W pracy przeprowadzono ocenę możliwości wykorzystania metody termografii w analizie stopnia zniszczenia laminatów metalowo-włóknistych poddanych uderzeniom dynamicznym z niską prędkością. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że metoda termowizyjna może być relatywnie efektywną metodą identyfikacji uszkodzeń w laminatach metalowo-włóknistych. Monitorowanie dynamiki lokalnych zmian temperatury w laminatach FML może stanowić jedną z metod diagnostyki tych elementów w czasie rzeczywistym. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że w zależności od energii uderzenia lokalnie wartości temperatury zmieniają się. Wartość tych zmian jest zależna od energii uderzenia. Ponadto pole powierzchni, w której dochodzi do zmian cieplnych, jest zależne od energii uderzenia. Pola powierzchni zniszczenia oszacowane z wykorzystaniem termografii są zbliżone z pomiarami pola powierzchni zniszczenia laminatów innymi metodami, znanymi jako bardziej efektywne i pewne. Energia absorbowana przez laminat w procesie uderzenia związana jest zarówno z procesem, jak i stopniem zniszczenia laminatu. Można przypuszczać, że rejestrowane zmiany ciepła wywołane są na skutek procesu degradacji struktury w wyniku deformacji laminatu, procesów pękania osnowy i włókien wzmacniających, inicjacji i rozwojowi delaminacji, procesami tarcia oraz perforacją laminatu.

11

Badania hybrydowych kompozytów warstwowych typu FML (Fibre Metal Laminate)

Godzimirski J., Pietras A.

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2012

|

nr 2

52-56

EN

Laminar hybrid composites sort FML are laminates made of adhesively bonded thin metal sheets and layers of polymer composite reinforced by fibers. These materials show an intermediate property between metals and polymer composite reinforced by fibers. Limited application of these new materials is motivated by narrow expertise of their strength. The purpose of the research was to estimate the failure that might influence the FML material loading method. The numerical calculations were provided in this experiment with the elastic-plastic properties of metal component and orthotropic of composite components. It was pointed out that laminar hybrid composite may be damaged due to not only the strength exceed of components, but also as results of delamination because of the adhesive bonds failure.

12

Wytwarzanie i analiza strukturalna laminatów tytan-kompozyt wzmacniany włóknami węglowymi oraz szklanymi

Bieniaś J., Surowska B., Ostapiuk M.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 3

210--214

PL

Laminaty metalowo-włókniste (FML) to innowacyjne materiały zaprojektowane na elementy poszycia samolotów, ale o potencjalnych możliwościach zastosowania w innych obszarach techniki. Podstawowym w tej grupie materiałów jest laminat stop aluminium/kompozyt epoksydowy wzmacniany włóknem szklanym. Praca dotyczy mniej zbadanego układu tytan/kompozyt epoksydowy wzmacniany włóknem szklanym oraz włóknem węglowym. Laminaty zostały wytworzone techniką autoklawową w warunkach laboratorium uczelnianego. Jako komponentów użyto blachę tytanową gat. Grade 2, prepreg epoksydowy zbrojony włóknem szklanym typu R oraz prepreg epoksydowy o podwyższonej wytrzymałości zbrojony włóknem węglowym T700GC. Dobrane komponenty spełniają wymagania stawiane materiałom stosowanym w przemyśle lotniczym. Opracowano sposób przygotowania powierzchni blachy tytanowej, ułożenia warstw prepregu oraz dobrano parametry technologiczne. Zastosowano utlenianie anodowe tytanu bez uszczelniania warstwy oraz dodatkową warstwę gruntu. Orientację włókien (tab. 2) dobrano, uwzględniając prognozowane właściwości oraz weryfikację eksperymentalną modeli numerycznych. Celem badań była charakterystyka struktury kompozytów po procesie polimeryzacji oraz ocena ciągłości połączenia metal-kompozyt. Wykonano obserwacje mikroskopowe z zastosowaniem mikroskopii świetlnej. W badanej partii materiału uzyskano wysoką jakość połączenia, bez delaminacji i porów na granicy metal-kompozyt (rys. 4÷8). W kompozycie zbrojonym włóknem szklanym zaobserwowano lokalne nierównomierne rozmieszczenie włókien (rys. 4b). Cechą charakterystyczną laminatów wytwarzanych w autoklawie jest obecność cienkiej warstwy polimeru na granicy z metalem, pozbawionej włókien, przy czym warstwa ta jest grubsza dla kompozytów zbrojonych włóknem węglowym (rys. 5b, c, 7b, c). Taka morfologia powinna korzystnie wpływać na adhezję metalu do kompozytu. Uzyskane wyniki świadczą o prawidłowo dobranych parametrach wytwarzania laminatów z zastosowaniem autoklawu.

EN

Fibre-metal laminates (FML) are innovative materials designed for aircraft structures but potentially it is possible to use them in other engineering applications. The basic FML consists of alternate thin layers of an aluminium alloy and glass fiber reinforced polymer matrix composite. In this paper, modern hybrid materials, titanium/epoxy composites reinforced with glass and carbon fibers are investigated. The laminates were produced by the autoclave method in the university laboratory. Titanium sheet cp-Ti grade 2, glass fiber type R reinforced epoxy prepreg and epoxy prepreg reinforced with carbon fiber T700GC were used as the components. These components meet the requirements of aerospace materials standards. The method of surface treatment of the titanium sheet and the prepregs lay up were draw up and the technological parameters were selected as well as. The anodic oxidation of titanium without sealing or synthetic primer were used. The fibers orientation (Tab. 2) was selected to obtain the desired properties and perform experimental verification of numerical modelling results. The aim of the study was to determine the quality of the composite structure after curing and the continuity of the metal-composite joint. Microscopic microstructural observations were carried out. The high quality connection without delamination and pores on the metal-composite boundary in the inspection lot was obtained (Fig. 4÷8). The local uneven distribution of glass fibers was observed (Fig. 4b). The presence of a thin layer of epoxy resin without fibers on the metal-composite boundary is distinguished in laminates produced by the autoclave method. This layer in the carbon prepreg is thicker than in the glass one (Fig. 5b, c, 7b, c). Such morphology should have a positive effect on the metal-composite adhesion. The results prove the correct technological parameters applied for FML laminates manufactured in an autoclave.