Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of loading rate on energy absorption performance of epoxy composites reinforced with glass fabric

Bogusz P., Ochelski S., Panowicz R., Niezgoda T., Barnat W.

Composites Theory and Practice

|

2012

|

R. 12, nr 2

110-114

EN

The article deals with the problem of investigating the correlations between the loading rate and absorbed energy capability dependence of composite energy absorbing structures. Energy absorbing structures dissipate impact kinetic energy by means of crushing their structure. Numerous investigations have been conducted to evaluate the dependence between the loading velocity and Energy Absorbed (EA) for composites, however, the results are quite different and sometimes inconsistent. The material properties defined during static tests are possible to be applied at the initial stage of numerical calculations. More advanced and accurate target simulations require data from dynamic load tests. Single energy absorbing elements and three-element energy absorbing structures were subjected to static and dynamic investigations. The single energy absorbing elements were tube-shaped and built of epoxy composites reinforced with glass fabric. Fragments of sandwich energy absorbing composite elements were prepared from three tube elements arranged symmetrically on an equilateral triangle plan and stuck between composite plates. Static and dynamic energy absorbing tests were conducted. The specimens were loaded statically on a tension machine - Instron 8802. The specimens were compressed at a constant load velocity equal to 40 mm/min (0.0007 m/s). The dynamic tests were performed on a spring impact hammer. The impact load velocity was about 6.0 m/s. Based on the obtained results, it was concluded that the load velocity of a glass/epoxy composite specimen crush leads to an EA decrease. B The behaviour of both single energy absorbing elements and multi-element fragments of energy absorbing constructions was compared.

PL

W pracy zbadano energochłonność kompozytów polimerowych wzmacnianych tkaniną szklaną w warunkach obciążeń dynamicznych i statycznych. Porównano zachowanie pojedynczych elementów energochłonnych i kilkuelementowych fragmentów konstrukcji energochłonnych. W licznych pracach przedstawionych w literaturze poświęconej tej tematyce podano wyniki badań wpływu prędkości na EA, jednak uzyskane w nich wyniki nie są jednoznaczne. W niektórych pracach stwierdzono, że EA nie zależy od prędkości uderzenia, natomiast w innych pracach - że EA rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości. Konstrukcje energochłonne ze swej natury narażone są na obciążenia udarowe. Pochłanianie energii uderzenia polega na zamianie ujemnego przyrostu energii kinetycznej impaktu na pracę niszczenia konstrukcji energochłonnej. W obliczenia numerycznych wymagane są dane materiałowe pozwalające na obliczenie zachowania się konstrukcji energochłonnej podczas obciążeń udarowych. W pierwszej fazie obliczeń można wykorzystać właściwości określone na podstawie badań statycznych, jednak w docelowych opracowaniach powinien znaleźć się model odzwierciedlający zachowanie się kompozytu w warunkach obciążeń dynamicznych. Badaniom statycznym i dynamicznym w zakresie prędkości obciążenia od 0,0007 do 6,0 m/s poddano pojedyncze elementy energochłonne i fragmenty przekładkowych konstrukcji energochłonnych. Materiałem próbek był kompozyt polimerowy z żywicy epoksydowej wzmacniany tkaniną szklaną o strukturze [(0/90)T]n. Pojedyncze elementy energochłonne wykonane zostały w postaci rurek o średnicy wewnętrznej 40 mm. Fragmenty przekładkowych konstrukcji energochłonnych złożono z trzech elementów energochłonnych rozłożonych symetrycznie na planie trójkąta równobocznego i przyklejonych pomiędzy przekładkami wykonanymi z płyt kompozytowych. Eksperymenty wykonano na dwóch stanowiskach badawczych. Energochłonne badania statyczne przeprowadzono na maszynie wytrzymałościowej z napędem hydraulicznym Instron 8802. Próbki były ściskane ze stałą prędkością obciążenia wynoszącą 40 mm/min. (0,0007 m/s). Badania dynamiczne przeprowadzono na sprężynowym młocie udarowym. Prędkość początkowa uderzenia wynosiła 6,0 m/s. Na podstawie otrzymanych wyników badań eksperymentalnych stwierdzono, że wzrost prędkości niszczenia próbek kompozytowych powoduje spadek energii absorbowanej w przedziale prędkości od 0,0007 do 6,0 m/s. Zarówno pojedyncze elementy energochłonne, jak również struktury energochłonne zachowują się podobnie. Energia absorbowana maleje wraz ze wzrostem prędkości obciążenia. Wyniki badań zostaną wykorzystane do budowy modelu numerycznego panelu ochronnego przeciw uderzeniom pociskami rakietowymi i minami.

2

Heat effects measurements in process of dynamic crash of polymer composites

Ochelski S., Bogusz P., Kiczko A.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2012

|

Vol. 60, nr 1

25-30

EN

In the work, the attempt to determine the influence of loading rate on temperature of the surface of the crushed composite energy absorbing elements was undertaken. The specimens made of epoxy composites reinforced with glass fabrics and carbon fabrics of the structures [(0/90)T ]n were subjected to dynamic investigations. Thermovision investigations were conducted during energy absorbing tests. A thermovision camera enables the measurement of the temperature on the whole surface of the specimen visible in the camera lens while the measurement with the use of thermocouple is only local and has great heat inertia. During the investigations, the increase of specimen temperature related to impact velocity occurs. The temperature increase is caused by friction between the particles of the crushed specimen and by friction between the specimen and the support of the strength machine. At high loading rates, the increase of temperature on the surface of the specimens was significantly greater than the softening temperature of the epoxy resin E-53.

3

Wpływ prędkości obciążenia na zdolność pochłaniana energii kompozytowych elementów energochłonnych

Ochelski S., Bogusz B.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2011

|

Vol. 60, nr 4

91-101

PL

W artykule przedstawiono wyniki doświadczalnych badań wpływu prędkości uderzenia na energię absorbowaną (EA) przez kompozyty epoksydowe wzmacniane włóknami szklanymi i węglowymi o różnej strukturze. Przegląd literatury pokazał, że wpływ prędkości obciążenia na EA jest niejednoznaczny. W niektórych pracach stwierdzono, że EA nie zależy od prędkości uderzenia, natomiast w innych pracach, że EA rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości. Kompozyty polimerowe są tworzywami lepkosprężystymi, których właściwości mechaniczne (wytrzymałości na rozciąganie, ściskanie i moduły sprężystości) silnie zależą od prędkości odkształceń. Badaniom energochłonnym poddano próbki wykonane z kompozytów epoksydowych wzmocnionych matą szklaną i tkaniną szklaną o strukturze [(±45)T]n, które mają wysokie właściwości lepkosprężyste, a także kompozyty wzmocnione włóknami szklanymi i węglowymi o strukturze [(0/90)T]n, w których dominują właściwości sprężyste. Próby przeprowadzono w zakresie prędkości 0,0007-14,7 m/s.

EN

The paper presents the experimental investigations of influence of loading rate on the energy absorbed (EA) by selected polymer composites. There is a quite extensive literature examining this subject, but the obtained results do not reveal the unequivocal conclusions. In some cases, the loading rate does not influence the EA, in some cases a rising loading rate increases or decreases the EA. Due to viscoelastic properties of polymer composites, their mechanical properties (tensile strength, compression strength, elastic modulus) are strongly influenced by the loading rate. The work deals with energy absorbing tests of epoxy composites in the shape of tubes with different reinforcement orientation (different viscoelastic properties). Specimens made of epoxy resin reinforced with glass fibres in the form of fibre mats and fabrics [(±45)T]n have strong viscoelastic properties. Composite reinforced with glass and carbon fabrics [(0/90)T]n are mainly characterized by elastic properties. The energy absorbing tests were performed in the loading rate range form 0.0007 to 14.7 m/s.

4

Efekty cieplne w procesie dynamicznego niszczenia kompozytów polimerowych

Ochelski S., Bogusz P.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2011

|

Vol. 60, nr 4

79-90

PL

Przedstawiono wyniki doświadczalnych badań wpływu prędkości uderzenia na przyrost temperatury na powierzchni próbki. Podczas badań energochłonnych elementów kompozytowych następuje wzrost temperatury próbki, który jest zależny od prędkości uderzenia. Wzrost temperatury jest spowodowany tarciem cząsteczek niszczonej próbki i tarciem próbki o podporę maszyny wytrzymałościowej. W pracy [1] przeprowadzono badania dotyczące rozpraszania energii poprzez tarcie, podczas progresywnego niszczenia kompozytowych rurek, pomiędzy płytami o różnej chropowatości, natomiast nie dokonywano pomiaru temperatury próbek. W pracy podjęto próbę określenia wpływu prędkości obciążenia na temperaturę powierzchni niszczonej próbki. Przeprowadzono badania termowizyjne elementów energochłonnych, które wykonano z kompozytów polimerowych o różnym rodzaju wzmocnienia i o różnej strukturze. Badaniom dynamicznym z pomiarem temperatury poddano próbki wykonane z kompozytów epoksydowych wzmocnionych matą szklaną, które mają wysokie właściwości lepkosprężyste, a także kompozyty wzmocnione włóknami szklanymi i węglowymi o strukturze [(0/90)T]n, w których dominują właściwości sprężyste. Przy dużych prędkościach obciążenia, wzrost temperatury na powierzchni próbek był znacznie większy od temperatury mięknięcia żywicy epoksydowej.

EN

The paper presents the experimental results of loading rate influence on the temperature rise on the surface of polymer composites. The investigations showed that during the progressive crush of composite elements, the temperature of the specimen rises significantly, dependently on the loading rate. This effect is mainly caused by friction of composite molecules and friction between bended composite layers and the strength machine. In work [1], the investigations concerned the energy dissipation in progressive crush of composite tubes by a friction effect between composite material and steel plates with different surface roughness. In this case, the temperature was not measured. This work deals with the investigation of temperature growth on the surface of the composite energy absorbing elements in the shape of a tube. The dynamic tests were performed on polymer composites with different reinforcement orientation (different viscoelastic properties). Specimens made of epoxy resin reinforced with glass mat are characterized by strong viscoelastic properties. Composites reinforced with glass and carbon fabrics [(0/90)T]n have mainly elastic properties. The temperature field was measured by the infrared high speed camera. In high speed impact tests, the temperature was significantly higher than the melting temperature of the epoxy resin.

5

Badania dynamiczne trójwarstwowej tektury falistej

Cedrowska A., Marynowski K., Mania R.

Przegląd Papierniczy

|

2009

|

R. 65, nr 2

87-90

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dynamicznych prostokątnej ptyty zbudowanej z tektury falistej, w których został zastosowany wyprowadzony wcześniej kompozytowy model belkowy. Na drodze teoretycznej i doświadczalnej zostały wyznaczone najniższe częstotliwości drgań własnych płyty. Przeprowadzono porównanie wyników badań doświadczalnych i teoretycznych, także przy zastosowaniu metody elementów skończonych.

EN

In dynamic investigations of a rectangular plate made of double-faced corrugated board the composite beam model is used in this paper. In theoretical and experimental way the lowest natural frequency of the plate have been determined. The experimental results were compared with theoretical calculation and also with the MES method.