Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Non-bifurcation behavior of laminated composite plates under in-plane compression

Bohlooly Fotovat Mehdi, Kubiak Tomasz

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2024

|

Vol. 72, nr 2

art. no. e148874

EN

The paper deals with bifurcation and/or non-bifurcation post-buckling curves of composite plates under biaxial compression. For different lay-up sequences, a coupling, i.e. extension-bending (EB) is considered. The current investigations present distinct equilibrium paths describing when they have bifurcation-type and/or non-bifurcation-type responses. The novel parameter (i.e. EB coupling imperfection) is calculated to show the amount of non-bifurcation in the equilibrium path as a quantitative parameter. For the case of non-square plates, a novel mixed-mode analysis is conducted. The effects of different characters in laminated composites such as layer arrangement, loading ratio, aspect ratio, and boundary conditions are investigated. A novel result concluded in the numerical examples where there are some possibilities to have different mode shapes in linear and non-linear buckling analysis. FEM results of ANSYS software verify the results of analytical equations.

2

Numerical and Experimental Study of Crack Propagation in the Tensile Composite Plate with the Open Hole

Wysmulski Paweł

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no 4

249--261

EN

In this study, the thin-walled plate with the central open hole made of carbon-epoxy composite was investigated. The plate was tested in tension to investigate the mechanism of crack formation in the composite structure. The studies were carried out using two individual methods: experimental and numerical. In the experiment test, load was measured as the function of plate elongation. The Plate elongation was analysed using the Aramis optical non-contact measurement system. In the numerical study, the FEM model reproducing the experimental conditions was developed in the Abaqus software. The cracking process was modelled using the XFEM method (extended finite element method). This procedure allowed the of the composite to be examined over the full range of the tensile load. The behaviour of the plate with a circular open hole was investigated before damage symptoms and the damage initiation load was determined. The study continued to analyse the initial cracking and delamination of the laminate layers, together with crack propagation leading to cracking of all the laminate layers (complete failure of the composite structure). The novelty of this study is that it uses the popular XFEM method to describe the cracking and failure of the composite structure. In addition, the study proposes the novel method for determining the crack initiation and failure loads of the composite plate under tension, and the results obtained thereby are verified numerically.

3

Experimental Research in the Aspect of Determining the Mechanical and Strength Properties of the Composite Material Made of Carbon-Epoxy Composite

Różyło Patryk, Smagowski Wojciech, Paśnik Jakub

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no 2

232--246

EN

The present paper, provides a study of conducting experimental investigations (based on the ISO standards), in the context of determining material properties (mechanical and strength parame-ters) in the case of thin-walled composite structures - made of carbon-epoxy composite. Tests were carried out on 5 different types of test specimens (in accordance with the standards), with a minimum of 9 specimens per each type of test. The tests provided high repeatability of results, and the large number of test specimens per each test made it possible to precisely average the test results in terms of determining the necessary material properties. The tests were carried out using a Zwick Z100 universal testing machine (UTM), under room temperature conditions, using two types of test heads that allow static experimental tests. The results presented in this paper con-stitute a prelude to research within the framework of the project from the National Science Centre (Poland) with the number 2021/41/B/ST8/00148. The paper presents the initial stage of the im-plementation of the aforementioned project - which was the determination of material parameters of the composite material from which the target thin-walled composite structures with closed sections were made.

4

Influence of the shape of the impactor on residual strength, size and nature of damage to CFRP

Przybyłek Paweł, Komorek Andrzej, Kaczor Di Paola Simone Taddeo, Komorek Łukasz

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2022

|

nr 4

46--53

EN

The experimental tests presented in this work concern the impact resistance test and residual strength properties after an impact performed by a drop tower INSTRON CEAST 9340. The authors prepared samples of a composite material with a polymeric matrix L285 and H285 hardener, reinforced with eight ply fabric of carbon fibre. Two shapes of the impactor (spherical and V-shape) were used to perform the testing. The samples were impacted by three values of energy (10, 15, 20 [J]). Three-point bending tests were performed to the residual strength of the samples subjected to impact tests and compared to samples which had not been damaged earlier. The study showed differences in the influence of the shapes of the impactor on the nature of the composite damage. After the test, conclusions were drawn about the influence of the shape of the impactor on the area of composite damage and its character. Also, its influence on residual strength was described. Despite the clear differences in the area of damage to composites impacted by different impactors, this does not have a significant influence on the residual strength.

PL

Przedstawione w pracy badania eksperymentalne dotyczą badania udarności oraz właściwości wytrzymałości szczątkowej po uderzeniu wieżą zrzutową INSTRON CEAST 9340. Autorzy przygotowali próbki materiału kompozytowego z osnową polimerową L285 i utwardzaczem H285, wzmocnionego tkaniną ośmiowarstwową z włókna węglowego. Do badań wykorzystano dwa kształty impaktora (kulisty i V). Próbki były poddawane działaniu trzech wartości energii (10, 15, 20 [J]). Próby zginania trzypunktowego przeprowadzono do wytrzymałości szczątkowej próbek poddanych próbom udarności i porównano z próbkami, które wcześniej nie uległy uszkodzeniu. Badania wykazały różnice we wpływie kształtów impaktora na charakter uszkodzenia kompozytu. Po przeprowadzeniu badań wyciągnięto wnioski dotyczące wpływu kształtu impaktora na obszar uszkodzenia kompozytu i jego charakter. Opisano również jego wpływ na wytrzymałość resztkową. Pomimo wyraźnych różnic w obszarze uszkodzeń kompozytów pod wpływem różnych impaktorów, nie ma to istotnego wpływu na wytrzymałość szczątkową.

5

Analysis of mechanical properties and distribution of deformation during the shear of polymer-fiber composites containing flame retardants

Oliwa Rafał, Bulanda Katarzyna, Oleksy Mariusz, Budzik Grzegorz, Krauze Sławomir

Polimery

|

2020

|

T. 65, nr 5

387--393

EN

The work examined the effect of flame retardant addition to the epoxy resin powder matrix on the mechanical properties of composites reinforced with biaxal glass fabric. Two flame retardant systems were used to modify the epoxy resin: (1) melamine polyphosphate (MPP) and aluminum diethyl phosphinate (AlDPi); (2) ammonium polyphosphate (APP) and dipentaerythritol (DPE). The flame retardant content was 25 wt %. In addition, individual compositions also contained 15 wt % of zinc borate (ZB). Tensile, bending and shear tests for the obtained composites were performed. Furthermore, using the digital image correlation method, an analysis of local strains on the sample surface during shear test was carried out. The obtained results indicate, that the amount and type of flame retardant affects the mechanical properties of the composites. Among the tested systems, the best results were obtained for a composite containing 18 wt % ammonium polyphosphate and 7 wt % dipentaerythritol. Compared to the reference sample, among others, the shear stress and shear modulus increased by 25.0 and 39.7%, respectively. In turn, a clear deterioration of the tested parameters was observed in the case of a composite with a matrix containing 15 wt % of AlDPi, 10 wt % of MPP and 15 wt % of ZB, because, compared to unmodified composite, the flexural, tensile and shear stress were reduced by 50.9, 53.5 and 34.8%, respectively.

PL

Zbadano wpływ dodatku uniepalniaczy: (1) poli(fosforanu melaminy) (MPP) i dietylofosfinianu glinu (AlDPi); (2) polifosforanu amonu (APP) i dipentaerytrytolu (DPE), o sumarycznym udziale w kompozycie 25% mas., na właściwości mechaniczne kompozytów na osnowie proszkowej żywicy epoksydowej wzmocnionych biaxialną tkaniną szklaną. Poszczególne kompozycje zawierały dodatkowo 15% mas. boranu cynku (ZB). Oceniono wytrzymałość na rozciąganie, zginanie i ścinanie otrzymanych kompozytów. Z wykorzystaniem metody cyfrowej korelacji obrazu przeprowadzono też analizę odkształceń lokalnych na powierzchni próbek kompozytów w trakcie ścinania. Uzyskane wyniki wskazują, że zarówno ilość, jak i rodzaj dodanego uniepalniacza wpływają na właściwości mechaniczne kompozytów. Spośród zbadanych układów najlepsze wyniki wykazywał kompozyt zawierający 18% mas. polifosforanu amonu i 7% mas. dipentaerytrytolu. Stwierdzono, że, w porównaniu z próbką referencyjną, m.in. wytrzymałość na ścinanie oraz moduł ścinania zwiększyły się o, odpowiednio, 25 i 39,7%. Zaobserwowano natomiast wyraźne pogorszenie badanych parametrów w wypadku kompozytu z osnową zawierającą 15% mas. AlDPi, 10% MPP oraz 15% ZB, gdyż, w odniesieniu do kompozytu z niemodyfikowaną osnową, naprężenia zginające, rozciągające i ścinające zmniejszyły się o, odpowiednio, 50,9; 53,5; i 34,8%.

6

Influence of Technology Process on Responsiveness of Footwear Nonwovens

Šajn Gorjanc Dunja, Bras Ana, Novak Boštjan

Autex Research Journal

|

2020

|

Vol. 20, no. 4

539--551

EN

Nonwovens represent a part of technical textiles that are used for clothing (“cloth tech”). Nonwovens are also used in the footwear industry mainly for functional purposes, where the aesthetic properties are not of great importance. They are mainly used for support and reinforcement of footwear. All three groups of textiles are used for footwear, i.e. woven fabrics, knitted fabrics and nonwovens that are produced directly from fibres, yarns or threads mainly from chemical fibres and in a small proportion from natural fibres. Footwear textiles need to have good mechanical properties (at compressive loading), abrasion resistance, permeability properties and heat resistance. These properties are in close connection with the nonwoven structure or composite materials. The basic intention of the presented research was to analyse the influence of the technology process on nonwovens for footwear responsiveness. Analysed footwear nonwovens in the presented research were on one side coated but on the other side consisted of a two-layer laminate. For this purpose, two different technological processes were used (coating and lamination). The results of the presented research showed that laminated samples express higher elastic recovery at compressive loading than coated samples. The treatment does not have an important influence on elastic recovery at compressive loading. Laminated samples express higher water permeability and lower absorption of water than coated samples, even after 24 hours of treatment in distilled water and compressive loading. The treatment of specimens in distilled water for 24 hours and compressive load of 789.6 N does not have an important influence on elastic recovery at compressive loading, water vapour permeability, air permeability and absorption of analysed samples. Air permeability could not be measured on coated samples.

7

Numerical and experimental analysis of stability of thin-walled composite structures subjected to eccentric load

Debski Hubert

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. 19, no. 3

792--802

EN

The study investigates the effect of eccentric load on the stability and post-critical states of thin-walled composite top-hat cross-section columns made of CFRP under compression. The specimens were subjected to compressive load on the universal testing machine Zwick Z100 with regard to both axial and eccentric compressive loads. On the basis of the experimental studies, numerical models of thin-walled composite profiles were designed and verified by numerical analysis based on the FEM. The first stage of the conducted studies was performing a linear buckling analysis of stability of composite structures. The second stage of the analysis involved performing a nonlinear analysis of the thin-walled structures with geometric imperfections reflecting the lowest buckling modes. The obtained test results showed various effects of non-axial compressive load on the critical load values and stiffness of the con- struction in the post-critical state. In the case of eccentric loading in the direction parallel to the web of the top-hat profiles, the critical load values practically did not change – a drop in the force did not exceed 1.5%, as well as there was no change in the stiffness of the structure in the post-critical state. The realization of the eccentricity in the direction perpendicular to the profile web caused a drop in the critical force equal 43% and a significant decrease in the stiffness of the structure. On the other hand, implementation of the eccentricity load toward the web caused an increase in the critical force by more than 20%, despite very small eccentricity values of only 4 mm were applied. This proved high sensitivity of the tested structures to the non-axial load in the direction perpendicular to the web of the profile. The FEM results and the experimental findings showed satisfactory agreement.

8

Experimental analysis of puncture resistance of aramid laminates on styrene-butadiene-styrene and epoxy resin matrix for ballistic applications

Pach Joanna, Mayer Paulina, Jamroziak Krzysztof, Polak Sławomir, Pyka Dariusz

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. 19, no. 4

1327--1337

EN

The work aimed to evaluate the influence of the type of matrix and the number of reinforcement layers on the puncture of aramid laminates. The samples were examined under laboratory conditions and in ballistic tests. Two series of aramid laminates were produced with different types of the polymer matrix. The epoxy resin (EP) and the styrene-butadiene-styrene (SBS) copolymer were used as the matrix. For comparison, a puncture test was performed for the fabric with the same number of layers in contrast to the laminates. Laboratory tests were carried out using the InstronDynatup 9250 HV drop hammer. The results obtained during the laboratory and ballistic examinations were compared. The samples were fired with a 9 - 19 mm Parabellum projectile. Research into the low-velocity range have shown that SBS laminates absorb impact energy more effectively than epoxy resin ones, but they are similar to fabrics without a polymer matrix. The results of ballistic tests are divergent and indicate that unbound materials are more efficient at absorbing energy than laminates. The reason for this is the different damage mechanisms.

9

Impact and adhesion tests of composite polymer coatings on steel substrate

Mayer P., Dmitruk A., Pach J.

Composites Theory and Practice

|

2018

|

R. 18, nr 3

156--161

EN

The paper compares the influence of the type and number of composite reinforcement layers on the impact resistance, as well as the effect of the matrix type. Carbon, aramid and carbon-aramid fabrics were tested, and block copolymer styrene-butadiene-styrene and epoxy resin were also tested. In addition to impact tests, investigations were also carried out on the adhesion of the coatings, without reinforcement and with one layer of fabric, to the steel substrate. The highest values of pulloff strength were obtained for the coatings based on the SBS copolymer reinforced with fabrics. In the case of the coatings reinforced with aramid and aramid-carbon fabric, both adhesive and cohesive damage occurred during the pull-off test.

PL

W pracy porównano wpływ rodzaju oraz ilości warstw wzmocnienia kompozytu na odporność na uderzenia, a także określono wpływ rodzaju osnowy. Przebadano tkaninę węglową, aramidową oraz węglowo-aramidową, a jako osnowę blokowy kopolimer styren-butadien-styren oraz żywicę epoksydową. Oprócz badań udarowych przeprowadzono badania przyczepności powłok bez wzmocnienia i z jedną warstwą tkaniny do podłoża stalowego. Największe wartości wytrzymałości na odrywanie uzyskano dla powłok na bazie kopolimeru SBS wzmocnionego tkaninami. W przypadku powłok wzmocnionych tkaniną aramidową i aramidowo-węglową podczas próby odrywania doszło do zniszczenia adhezyjnego i kohezyjnego.

10

Problematyka przecinania wybranych materiałów kompozytowych struną zbrojoną trwale

Ciałkowska B., Wiśniewska M., Andrzejewski P.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2017

|

z. 89 [295], nr 4

457--468

PL

W artykule omówiono nowoczesne materiały kompozytowe, ich podział, budowę oraz obszary zastosowań. Opisano możliwości ich obróbki i jej problematykę, ze szczególnym uwzględnieniem metod ściernych. Zaprezentowano efekty, jakie można uzyskać w procesie przecinania strunowego wybranych kompozytów oraz przedstawiono zagadnienie temperatury w strefie cięcia.

EN

In these article modern composite materials, their division, construction and area of application were described. The possibilities and problems of machining the composite materials with particular emphasis on abrasive methods were described. Effects that can be obtained in diamond wire cutting of selected composites were introduced. Furthermore, temperature aspect in the cutting zone was presented.

11

Analiza możliwości wykorzystania materiałów polimerowych w budowie okrętów wojennych w aspekcie przepisów towarzystw klasyfikacyjnych

Grządziela A.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2017

|

T. 23, Nr 1 (175)

17--23

PL

Zastosowanie materiałów polimerowych w konstrukcjach okrętów wojennych rozpoczęło się w latach 70-tych XX wieku. Zasadniczo materiały polimerowe zostały wdrożone w konstrukcjach kadłubów, struktur wewnętrznych oraz w fundamentach maszyn okrętowych. Podstawowym ograniczeniem w zastosowaniu materiałów polimerowych były cechy, które eliminowały je z uwagi na restrykcyjne przepisy towarzystw klasyfikacyjnych i norm obronnych. Referat przedstawia zakres przepisów, które eliminują lub ograniczają zastosowanie polimerów w konstrukcjach okrętów wojennych. Dodatkowo w referacie przedstawiono dyskusję nad potrzebą zmian przepisów, które nie spełniają już kryterium aktualności.

EN

Applications of laminate materials in the construction of warships began generally in the 70s of the twentieth century. Generally, polymeric materials have been implemented in the construction of hulls, internal structures and foundations of ship engines. The primary limitation to the use of polymeric materials have features that eliminated them because of restrictive rules of classification societies and standardization. The paper presents the scope of the rules of classification societies, that eliminates the use of polymers in the construction of warships. In addition, the paper presents a discussion on the need for amendments to the rules, which do not meet the updates.

12

Macroscopic response and decohesion models of metal-polymer laminates

Bolzon G., Shahmardani M.

Engineering Transactions

|

2017

|

Vol. 65, iss. 1

53--59

EN

Metal-polymer laminates are used in several technological fields, with applications ranging from flexible electronics to food packaging and lightweight components for transportation sectors. Models of different complexity have been proposed to evaluate the overall performances of these materials. Models are also used to recover the adhesion properties of the plies, which are difficult to be characterized otherwise. The overall material responses resulting from different constitutive assumptions are examined in this paper.

13

Experimental Study on the Riveted Joints in Glass Fibre Reinforced Plastics (GFRP)

Bielawski R., Kowalik M., Suprynowicz K., Rządkowski W., Pyrzanowski P.

Archive of Mechanical Engineering

|

2017

|

Vol. LXIV, nr 3

301--313

EN

The aim of the paper is to validate the use of measurement methods in the study of GFRP joints. A number of tests were carried out by means of a tensile machine. The studies were concerned with rivet connection of composite materials. One performed two series of tests for two different forces and two fibre orientations. Using Finite Element Method (FEM) and Digital Image Correlation (DIC), strain maps in the test samples were defined. The results obtained with both methods were analysed and compared. The destructive force was analysed and, with the use of a strain gauge, the clamping force in a plane parallel to the annihilated sample was estimated. Destruction processes were evaluated and models of destruction were made for this type of materials taking into account their connections, such as riveting.

14

Postbuckling behaviour of laminated plates with a cut-out

Falkowicz K., Dębski H.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2017

|

Vol. 11, no 1

186--193

EN

The subject of research is the numerical and experimental analysis of a thin-walled plate with the cut-out, made of the laminate and subjected to the axial compression. In order to ensure the stable plate work in the postcritical range, it need to force its work by higher flexural-torsional form of buckling. The scope of the research included nonlinear numerical analysis with Finite Element Method (FEM) and experimental verification of calculation results. For the composite material in numerical calculations, the model of orthotropic material in the flat state of tension was defined. For the mapping of the plate element coating finite elements of type SHELL was applied with a shape function of the second order to allow the mapping of the composite structure for the element thickness. The experimental research was carried out in a special grips providing the articulated support of the upper and lower edges of the plate. The deformation registration of compression structures were carried out with resistance extensometry. This allowed to define of postcritical equilibrium paths of real structure, showing the dependence of the force to displacement. The instrument used was a numerical program ABAQUS®.

15

Dobór materiałów inżynierskich na lekkie osłony energochłonne

Szymiczek M.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2016

|

T. 22, Nr 5 (173)

485--493

PL

Celem pracy było opracowanie kryteriów oraz algorytmu doboru materiałów inżynierskich na lekkie osłony energochłonne pracujące czasem bardzo zróżnicowanych warunkach środowiskowych. W wielu obszarach zarówno cywilnych jak i militarnych występuje potrzeba ochrony zdrowia i życia ludzi przed zagrożeniami wynikającymi z uderzenia skupionym odłamkiem lub falą uderzeniową. Podstawowym elementem konstrukcyjnym pozwalającym na odpowiednie zabezpieczenie są powłoki energochłonne, zapobiegające przenoszeniu się zagrożeń do strefy chronionej. Wykorzystanie w tym celu lekkich, mobilnych osłon warstwowych pozwala na minimalizację zagrożenia. Nieduża waga i łatwość montażu daje możliwość szybkiej naprawy, nawet w warunkach poligonowych. Osłony takie składają się z kilku warstw spełniających odpowiednie zadania, a mianowicie podkładu kompozytowego, warstwy adhezyjnej oraz paneli ceramicznych. Racjonalny dobór cech konstrukcyjnych takich powłok wymaga określenia warunków zachodzących w stanie zagrożenia oraz sformułowania kryteriów efektywności zabezpieczenia.

EN

The aim of the work was to develop the criteria and the algorithm of selection of engineering materials to light energy-intensive shield which are sometimes supposed to work in very diverse environmental conditions. In many areas, both civilian as and military ones there is a need to protect human life and health against the risks resulting from the hitting of concentrated splinter or a blast wave. The basic constructional element allowing for an adequate protection are energy-intensive shields, which prevent the transmission of risks to the protected zone. The application of this light mobile layered shields allow to minimize risk. Lower weight and ease of installation enable fast repairs, even in military range conditions. These devices consist of several layers that perform the proper roles, namely a composite undercoat, adhesive layer and ceramic panels. Rational selection of the constructional characteristics of such shields requires the determination of the conditions occurring in a state of emergency and to formulate the criteria for the protection effectiveness.

16

Metody analizy obciążeń użytkowych dla celów programowalnych badań zmęczeniowych tekstyliów i laminatów

Kobiela-Mendrek K.

Przegląd Włókienniczy - Włókno, Odzież, Skóra

|

2016

|

nr 10

25--29

PL

Application of textiles as technical products demands they meet new requirement. Thus an important property of some textiles is their fatigue strength. Functional loads courses of some products can be used just sporadically as a program of fatigue examination. At the beginning they normally should be schematized or filtered to obtain useful program of loads. There are described typical ways of functional course processing, used so far in fatigue strength of construction parts, in the paper. It was found that the traditional analysis of complex functional load courses is labor-consuming. For this reason, nowadays specific software is used for such analysis.

17

Modern process of composite structures manufacturing based on cad definition of the composite

Krauze W.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2016

|

Nr 4 (245)

70--78

EN

The article describes benefits for composite structures manufactured with the computer aid. The evolution of manufacturing process is presented, highlighting the specifics of anisotropic and laminar properties of composites. The paper shows steps of the process, including: design, preliminary computer analysis, virtual layup modelling, materials preparation. It comprehensively describes the state-of-the-art modern process featuring all technological equipment that facilitates the efficient and certifiable manufacturing. Important parameters of fabric for the producibility are presented. The article presents flat patterns creation, presumption of potential problems at work, as well as important parameters for the producibility check. Functions that make manufacturing department's (M&P) life easier are brought closer. Different software is named in the article, one is chosen as an example in the article and guided through.

PL

Artykuł opisuje jak komputerowa definicja struktur kompozytowych w modelu CAD upraszcza proces wytwórczy oraz przyczynia się do uzyskania najwyżej jakości owych struktur. Zaprezentowana została ewolucja procesu wytwarzania struktur z uwzględnieniem anizotropowych i warstwowych właściwości kompozytu. Krok po kroku ukazany jest proces projektowania części kompozytowych włączając w to definiowanie kompozytu w modelu komputerowym, symulacje technologiczności, uzyskiwanie płaskich kształtów poszczególnych warstw i transfer wyników na produkcję. Kompleksowo opisany został stan techniki, oprogramowanie i przyrządy konieczne by w sposób nowoczesny produkować wysokiej jakości części. Odpowiednio przygotowany przez konstruktora proces jest wielkim ułatwieniem podczas wytwarzania co w jasny sposób zostało ukazane w niniejszym artykule.

18

Numerical and Experimental Analysis of Compression Plate with Cut-Out

Falkowicz K., Dębski H.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2016

|

Vol. 20, nr 2

167--175

EN

A buckling and post{buckling behavior analysis of thin-walled composite plate under a compressive force is presented. The plate with central notch was made of a carbonepoxy composite - a laminate consisting of eight symmetrically oriented plies. The one layer arrangement was taken into consideration. The main objective of the study was to investigate the behavior of the considered plate under quasi-static compression. A numerical analysis was conducted with the Abaqus commercial FEM software package. The experimental test was performed under standard conditions on a universal Zwick/Roell Z050 testing machine. The results obtained in the numerical methods are compared to these obtained experimentally. The experimental results were then used to develop new FEM models that allowed one to describe the post{buckling behavior and to estimate the ultimate load-carrying capacity of the composite plates under investigation.

19

Link between reinforcement geometry of lamina and delamination resistance of laminates

Czarnocki P.

Composites Theory and Practice

|

2016

|

R. 16, nr 2

103--108

EN

The purpose of this research was to determine the relationship between the delamination resistance of fabric reinforced laminates and the areal weight (AW) of reinforcing fabrics and fibre tow orientations. The laminates were reinforced with 2x2 twill fabrics of AW = 161 g/m2 and AW = 395 g/m2. The tows making up the wefts and warps were oriented at 0°/90° (denoted +) and +45°/−45° (denoted x) relative to the delamination propagation direction. The delamination tests were carried out under Mode I and Mode II quasi static and cyclic loading conditions. These tests were complemented with impact tests. For Mode I loading, it was found that GIc was not dependent either on the AW of the fabrics nor on the tow orientations. Similar results were obtained for cyclic loading. Unlike for Mode I, for Mode II loading the highest GIIc value was found for the laminate reinforced with fabric of AW = 395 g/m2 and tow orientation “x” while the lowest one was for laminates reinforced with the same fabric but of a “+” tow orientation. Drop tests indicated that the laminates reinforced with fabrics of the higher AW had better resistance to impact induced damage.

PL

Wygodną w zastosowaniach formą wzmocnienia, ze względu na łatwość formowania, są tkaniny. W szczególności jest to istotne, jeśli formowany wyrób ograniczają opływowe powierzchnie, o podwójnej krzywiźnie, jak ma to miejsce np. w przypadku samolotów. Celem badań było wyznaczenie zależności pomiędzy odpornością na delaminację laminatów wzmocnionych tkaninami a gramaturą tkanin oraz orientacją wiązek włókien (wątku i osnowy). Wyników takich badań w dostępnej literaturze nie znaleziono. Wzmocnienie stanowiły tkaniny Interglas 92110 i Interglas 92140 o gramaturach 161 i 395 g/m2 i splocie skośnym. Rozpatrywano dwie orientacje wiązek włókien: wiązki tworzące wątek i osnowę były zorientowane odpowiednio pod kątem 0° i 90° (oznaczenie „+”) oraz pod kątem +45° i −45° (oznaczenie „x”) w stosunku do kierunku rozwoju delaminacji. Spoiwo stanowiła żywica epoksydowa L335 utwardzana utwardzaczem H335+H340. Odporność na rozwarstwienia badano w warunkach I i II sposobu pękania, spowodowanych obciążeniami quasi statycznymi i cyklicznymi. Ze względu na brak norm do badania odporności na rozwarstwienia laminatów wzmocnionych tkaniami, w warunkach obciążeń quasistatycznych, tam gdzie było to możliwe, starano się wykorzystać normy ASTM, oryginalnie opracowane do badań laminatów zawierających wzmocnienie w postaci jednokierunkowej. Z powodu braku jakichkolwiek norm do wykonania analogicznych badań w warunkach obciążeni cyklicznych zastosowano autorską procedurę. Wykonano także próby udarnościowe laminatów o takiej samej strukturze. Wszystkie badania przeprowadzono w temperaturze pokojowej. Wyniki badań w odniesieniu do obciążeń quasi-statycznych wykazały, iż w warunkach I sposobu pękania nie ma statystycznie istotnych różnic między średnimi wartościami współczynników uwalniania energii, otrzymanych dla laminatów różniących się gramaturą tkanin ani ich orientacją. Na tej podstawie wysnuto przypuszczenie, iż zachodzący w tych warunkach proces delaminacji jest kontrolowany przez właściwości mechaniczne spoiwa. W przypadku II sposobu pękania różnice takie występowały. Najwyższą odporność na delaminacje wykazał laminat wzmocniony tkaniną o gramaturze 161 g/m2 i konfiguracji „x”, a najniższą laminat o tym samym wzmocnieniu i konfiguracji „+”. Próby zrzutu wykazały, iż większą odpornością na uszkodzenia udarowe charakteryzował się laminat wzmocniony tkaninami o większej gramaturze. Można to uzasadnić wyższą wytrzymałością na zerwanie wiązek wzmocnienia o większym przekroju, znajdujących się w tkaninach o większej gramaturze.

20

Badania wytrzymałościowe nowych laminatów użytych do budowy łodzi ratunkowych

Królicka A., Trębacki K.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2016

|

R. 17, nr 6

621--623

PL

W artykule przedstawiono rodzaje badań właściwości kompozytów. Mogą to być badania dotyczące pojedynczych włókien oraz żywic. Badania przeprowadza się na półproduktach i gotowych elementów konstrukcyjnych. Chcąc uzyskać dodatkowe informacje o właściwościach nowych laminatów przeprowadza się badania na płytach próbnych. Wykonano badania dla dwóch laminatów poliestrowo-szklanych oraz dziesięciu epoksydowo-węglowych wg Lloyd Register (LR). Wyznaczono naprężenia rozrywające r oraz zginające qg.

EN

The article presents the research of the properties of composites. This could be research on single fibers and resins. Tests carried out on the semi-finished and finished components. To obtain additional information about the properties of the new laminates tests are carried out on test plates. Tests were carried out for two polyester-glass laminates and ten epoxy-carbon by Lloyd Register (LR). Designated stresses of bursting and bending stresses.