Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 2017

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: damage initiation

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Detection of damage initiation in composite structures subjected to self-heating based on acoustic emission

Wronkowicz A., Katunin A.

Modelowanie Inżynierskie

2017

T. 33, nr 64

114--119

Structural integrity is one of the crucial properties of designed composite elements. However, during their operation they are subjected to various types of loading, and thus, subjected to degradation. Intensity of their degradation is driven by many factors with different degree of influence. One of such degradation mechanisms occurs during cyclic loading, when heat is released on the surface of a polymeric composite structures due to the mechanical energy dissipation, which has a great influence on degradation acceleration. The paper deals with determination of a criticality of the self-heating effect, i.e. temperature value at which damage initiation occurs during cyclic loading of composite structures. For this purpose, polymeric composite specimens were subjected to fatigue tests and resulting surface temperature and acoustic emission were measured and analyzed. The obtained results indicated that analysis of acoustic emission features enables returning information about the two critical moments of the degradation process. From a linear peak amplitude one can assess a critical moment between the two first phases of the three-phase degradation model, when propagation of micro-cracks and initiation of a macrocrack occurs. Analysis of the amplitude, together with the energy ratio and the total energy of hit-cascade, can also accurately indicate a moment of transition from the second to the third phase, when a macro-crack propagates rapidly, which finally results in a failure of the structure.

Integralność strukturalna jest jedną z kluczowych właściwości projektowanych elementów kompozytowych. Jednak podczas eksploatacji są one narażone na różnego rodzaju obciążenia i dlatego ulegają degradacji. Intensywność ich degradacji jest uwarunkowana przez wiele czynników z różnym poziomem istotności. Jeden z takich mechanizmów degradacji występuje podczas obciążenia cyklicznego, gdy ciepło jest uwalniane na powierzchni polimerowej struktury kompozytowej ze względu na dyssypację energii mechanicznej, co ma istotny wpływ na przyspieszenie degradacji. W artykule omówiony został proces określenia krytyczności efektu samorozgrzania, tj. wartości temperatury przy której następuje inicjacja uszkodzeń w strukturach kompozytowych. W tym celu próbki wykonane z kompozytu polimerowego zostały poddane badaniom zmęczeniowym oraz ich wynikowa temperatura powierzchni oraz emisja akustyczna została zmierzona i przeanalizowana. Otrzymane wyniki wykazały, że cechy uzyskane w oparciu o emisję akustyczną pozwalają na pozyskanie informacji o dwóch krytycznych momentach procesu degradacji. Na podstawie liniowej amplitudy szczytowej można określić krytyczny moment pomiędzy dwiema pierwszymi fazami w trójfazowym modelu degradacji, gdy następuje propagacja mikropęknięć i inicjacja makropęknięcia. Analiza amplitudy razem z wartościami energii oraz całkowitą energią kaskady impulsów pozawala także dokładnie wskazać moment przejścia z drugiej do trzeciej fazy, gdzie makropęknięcie szybko propaguje, co ostatecznie doprowadza do zniszczenia struktury.

Criticality of self-heating in degradation processes of polymeric composites subjected to cyclic loading: A multiphysical approach

Katunin A., Wronkowicz A., Bilewicz M., Wachla D.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

2017

Vol. 17, no. 4

806--815

In this paper, the criticality of the self-heating effect accompanying the fatigue process of polymeric composites is studied by monitoring various physical parameters, which reflects degradation progress in a direct or indirect way. The occurring self-heating effect, resulted from the mechanical energy dissipation due to the viscoelastic nature of a polymeric matrix of composites, under certain loading conditions, may dominate the fatigue process, causing significant intensification of degradation and thermal failure at temperature often higher than the glass-transition temperature. The aim of this study is to determine the critical values of the self-heating temperature, which exceeding results in damage initiation and, in consequence, intensive degradation and failure. Additionally, performed tests enable evaluation of sensitivity of particular techniques as well as obtaining more accurate results with physical justification. Following the obtained results, the critical value of a self-heating temperature, at which domination of the fatigue process by the self-heating effect is observed, is at a level of 65–70 °C. Information about the obtained critical values has a great importance both during the design stage of composite structures subjected to cyclic loading as well as their further operation.