Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of bonding layer quality in repair process of aircraft composite structure after impact damage

Sałaciński Michał, Orzechowski Paweł, Chalimoniuk Marek, Leski Andrzej

Composites Theory and Practice

|

2020

|

R. 20, nr 3-4

134--141

EN

Aircraft composite structures made in autoclave prepreg technology are characterized by low porosity and high strength. Unfortunately, composite structures are susceptible to impact damage. Therefore in order to repair this type of structures, an advantageous method of structure restoration is the use of the two-step bonding method. This method relies on creating a composite patch cured in an autoclave and then bonding it into a previously prepared repair area in the repaired structure, created by removing the damaged layers. Thanks to this approach, the patch is produced in accordance with the production process of the repaired element and has similar properties including low porosity. A critical element of repair is the bonding layer between the patch and repaired structure. Difficulties in obtaining an appropriate consolidation pressure (compression) using a vacuum bag can cause local disbonding of the composite patch as well as porosity in the bonding layer. Porosity reduces the strength properties of the joint, and it also reduces its weather resistance, which may contribute to its gradual degradation. The article focuses on analysis of the influence of compression obtained by a vacuum bag on the porosity and thickness of the bonding layer. A professional line for the production of aircraft composites and a mobile system for composite repairs of aircraft structures were used to produce the samples. The computed tomography method was used to measure the porosity and thickness of the bonding layer.

2

Damage evaluation in composite structures based on image processing of ultrasonic c-scans

Wronkowicz A., Katunin A.

Studia Informatica

|

2017

|

Vol. 38, nr 1B

31--40

EN

The article presents a method of reconstruction of planar ultrasonic maps into a three-dimensional form based on levels of attenuation of ultrasonic waves through a tested composite structure. A developed algorithm is based on image processing techniques, which allows enhancing ability of interpretation of damage extent at particular depths of a tested structure.

PL

Artykuł przedstawia metodę rekonstrukcji płaskich map ultradźwiękowych do postaci trójwymiarowej na podstawie poziomów tłumienia fal ultradźwiękowych przez badaną strukturę kompozytową. Opracowany algorytm został oparty na technikach przetwarzania obrazu, które pozwalają na wspomaganie interpretacji rozległości uszkodzeń na poszczególnych poziomach głębokości w badanej strukturze.

3

Research of dependence of the damage area on tow width on filament-wound composite tubes

Bobrowska M., Barcikowski M., Rybczyński R.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2017

|

Nr 1 (246)

7--14

EN

This paper explores the effect of tow width on the damage area produced by high velocity impacts on glass fiber/epoxy composite structures made by filament winding. The subject of the research were a four-layered composite tubes that have been designed using matrix method. The method was used to select mosaic patterns with different rest of the winding stroke and number of interlaces, which arc places of stress concentration and which affect the strength of the composite. The narrowest (5 mm) and the widest (17 mm) tow width available was chosen. Composite filament-wound structures were subjected to a high velocity impact by a 2.0 g spherical hardened steel impactor propelled to a velocity of 140 ÷ 170 m/s using a gas gun. It was observed that dependence of the damage area on tow width on filament-wound composite tubes is possible.

PL

Niniejszy artykuł stanowi charakterystykę wpływu szerokości nawijanej wiązki na wielkość pól uszkodzeń będących następstwem udaru wysokiej prędkości w szklano-epoksydowych konstrukcjach kompozytowych, wytworzonych metodą nawijania włókna na mokro. Badaniom poddano cztery warstwowe rury kompozytowe, nawinięte według wybranych wzorów mozaikowych, zaprojektowanych z użyciem metody tablicowej, różniących się wartością reszty skoku nawijania oraz liczbą przeplotów, będących miejscami koncentracji naprężeń i znacząco wpływających na wytrzymałość kompozytu. Wybrano dwie szerokości wiązki: najwęższą (5 mm) oraz najszerszą (17 mm) dostępne dla danej nawijarki. Badania udarności kompozytowych konstrukcji nawijanych przeprowadzono, strzelając w obiekt impaktorem w postaci ulepszonej cieplnie, stalowej kulki o masie 2.0 g napędzanej działem gazowym, z prędkością 140 170 m/s. Stwierdzono, że szerokość nawijanego pasma może wpływać na wielkość pól uszkodzeń badanych kompozytów.

4

Ocena uszkodzeń udarowych rur kompozytowych wykonanych metodą nawijania i zaprojektowanych według metody tablicowej

Bobrowska M., Barcikowski M.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2016

|

Nr 3 (244)

26--40

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań uszkodzeń będących następstwem udaru wysokiej prędkości w konstrukcjach kompozytowych wytworzonych metodą nawijania włókna na mokro. Przebadano pięć warstwowych rur kompozytowych, ktore zostaty zaprojektowane i wytworzone w taki sposób, aby była możliwa ocena wpływu struktury wzmocnienia - trzech, różnych wzorów mozaikowych - na rozmiar a także na charakter uszkodzeń powstałych w kompozycie na skutek udaru. Wzory mozaikowe dobrano z użyciem metody tablicowej, która pozwoliła uzyskać wiele wzorów mozaikowych różniących się wartością reszty skoku nawijania oraz liczbą przeplotów, będących miejscami koncentracji naprężeń i znacząco wpływających na wytrzymałość kompozytu. Udarność kompozytowych konstrukcji nawijanych badano w zakresie dużych prędkości 140-170 m/s. Trudno jednoznacznie określić, który z wzorów mozaikowych ma największą odporność udarową z zakresu wysokich prędkości.

EN

This work presents results of high velocity impact damage in composite filament-wound structures. The subject of research was five-layered composite pipes that have been designed and manufactured in such way as to be able to assess the effect of reinforcement structure - three different mosaic patterns-on the size and nature of impact damage in the composite. The selection of mosaic pattern was based on an array method. It allows to get a lot of mosaic patterns with different rest of the winding stroke and the number of interlaces, which are places of stress concentration and significantly affect the strength of the composite. Impact strength of the composite filament-wound structures was tested in the range of the high velocity impact of 140-170 m/s. It is difficult to define which mosaic pattern has the highest impact resistance in the field of high velocity impact.

5

Dependence of the damage area on impact energy in filament-wound composite tubes

Bobrowska M., Barcikowski M.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2016

|

Nr 4 (245)

7--15

EN

The research presented in this paper sought to characterize the relationship between the extent of delamination and impact energy in filament-wound composite structures. The subjects of the research were five-layered composite tubes that have been designed using the matrix method. This method was used to select three different mosaic patterns with different rest of the winding stroke parameters and number of interlaces. The interlaces are stress concentration locations and affect the strength of the composite. The tubes were manufactured using E-glass fiber roving reinforcement and epoxy resin. The composite filament-wound structures were subjected to a high velocity impact from a 2.0g spherical hardened steel impactor propelled to a velocity of 140 - 170 m/s using a gas gun. Linear dependence of the damage area to the impact energy on filament-wound composite tubes, found in a previous study for polyester-matrix glass fibre-reinforced laminates, could be confirmed for only one material in this study.

PL

Wyniki badań prezentowane w niniejszym artykule stanowią charakterystykę zależności pól uszkodzeń od energii udaru wysokiej prędkości w konstrukcjach kompozytowych wytworzonych metodą nawijania włókna na mokro. Przedmiotem badań było pięć warstwowych rur kompozytowych zaprojektowanych z użyciem metody tablicowej. Metoda ta posłużyła do wyboru trzech wzorów mozaikowych różniących się wartością reszty skoku nawijania oraz liczbą przeplotów, będących miejscami koncentracji naprężeń i znacząco wpływających na wytrzymałość kompozytu. Wzmocnienie kompozytu stanowił rowing szklany ze szkła typu E, materiałem osnowy była natomiast żywica epoksydowa. Udarność kompozytowych konstrukcji nawijanych badano w zakresie dużych prędkości 140 170 m/s z użyciem impaktora w postaci stalowej, ulepszonej cieplnie kulki o masie 2,0 g wystrzeliwanej z działa gazowego. Liniowa zależność pól uszkodzeń od energii udaru dla rur kompozytowych wytworzonych przez nawijanie włókna na mokro we wcześniejszych badaniach potwierdzona dla laminatów poliestrowo-szklanych, została zaobserwowana jedynie dla jednego materiału.

6

Applications of modal analysis for examining structural state of synthethic-fibre nonwoven composites

Nossol P., Gliniorz R., Kroll L., Heinrich M.

Composites Theory and Practice

|

2015

|

R. 15, nr 3

130--136

EN

The dynamic behaviour of thermoplastic samples reinforced with aramid or polyester based nonwoven fabrics has been investigated. Changes in the structural state of specimens through open hole and impact damage could be proved by changes in modal parameters. Furthermore a directionality study has been performed showing clear dependence of modal parameters and fibre orientation. An appropriate frequency band was selected for a robust structural state detection of the samples. Additionally, a special modal hammer device was used to increase the accuracy of determining the modal parameters. This work continues investigations which can serve as a foundation for modal analysis based structural health monitoring (SHM) and quality control systems for composite structures.

PL

Zbadane zostało dynamiczne zachowanie próbek kompozytowych o osnowie termoplastycznej, wzmocnionych włókniną aramidową lub poliestrową. Wykazano, że zmiany w stanie struktury próbek, wywołane wierceniem otworów i uszkodzeniem udarowym, mogą być wykrywane w oparciu o zmiany parametrów modalnych. Przeprowadzono również badania, w których pokazano wyraźną zależność pomiędzy parametrami modalnymi a ukierunkowaniem włókien. Do właściwego wykrywania stanu strukturalnego próbek wybrane zostało odpowiednie pasmo częstotliwości. Dodatkowo zastosowane zostało specjalne urządzenie dla młotka modalnego zwiększające dokładność wyznaczania parametrów modalnych. Praca jest kontynuacją badań, które mogą służyć jako podstawa dla systemu przeznaczonego do monitorowania stanu konstrukcji oraz kontroli jakości, bazującego na analizie modalnej.

7

Wpływ niskoenergetycznych uszkodzeń udarowych na wytrzymałość laminatu wzmocnionego tkaniną

Bełzowski A., Rechul Z., Stasieńko J.

Diagnostyka

|

2004

|

Vol. 30, T. 1

69--72

PL

Omówiono problem uszkodzeń wywołanych w kompoz.ycie polimerowym przez poprzeczne obciążenia udarowe. Uszkodzenia udarowe obniżają wytrzymałość materiału oraz ułatwiają inicja-cję korozji naprężeniowej, co ogranicza efektywność stosowania kompoz.ytów polimerowych. Omówiono wyniki badań wpływu uszkodzeń udarowych na strukturę i wytrzymałość laminatu epoksydowo-szklanego wzmocnionego tkaniną. Przedstawiono rezultaty prób zmęczeniowych próbek z uszkodzeniem udarowym. Stwierdzone zmiany wytrzymałości na zginanie badanego la-minatu stanowią potencjalnie mniejsze zagrożenie w porównaniu do otwartych pęknięć poprzecz-nych widocznych już przy najmniejszej stosowanej energii uderzenia.

EN

Damage in polymer composite induced by lateral impact loads is discussed. This type of dama-ge reduces strength characteristics of a material and gives rise to stress corrosion being thus a principal limiting factor in application of composites in many areas of technology. The paper pre-sents results of investigations on the effect of impact damage on microstructure and strength of a glass-fabric reinforced epoxy laminate. Both static and cyclic tests were carried out to assess the most common combination of loads found in service. The chief conclusion states that open lateral cracks arising from impact pose the severest danger. They are formed by even mild impacts and must be regarded more detrimental to the material integrity than the observed decrease in bending strength.

8

Uszkodzenia udarowe w konstrukcjach z kompozytów polimerowych

Bełzowski A., Rechul Z., Stasieńko J.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2003

|

R. 45, nr 2-3

114-118

PL

Poprzeczne obciążenia udarowe stanowią czynnik ograniczający efektywność stosowania kompozytów polimerowych w technice. Obniżają one wytrzymałość materiału oraz stwarzają zagrożenie w postaci możliwości inicjacji korozji naprężeniowej. W kompozytach chemoodpornych stosowanych w budowie rurociągów zasadniczne niebezpieczeństwo stanowi uszkodzenie (podczas uderzenia) ochronnych warstw antykorozyjnych, co może umożliwić infiltrację mediów korozyjnych do wnętrza ścianki. W laminatach konstrukcyjnych stosowanych w lotnictwie zagrożeniem jest propagacja rozwarstwień poudarowych obniżająca wytrzymałość i sztywność elementu. Przedstawione różne koncepcje podejścia do problemu uszkodzeń udarowych ilustrowano przy pomocy wyników własnych badań uszkodzonej struktury kompozytu epoksylowego tkaniną szklaną.

EN

Horizontal impact loads are afctors decreasing the efficiency of using polymer composites in technics. They reduce the durability of the material and create hazards of the initiation of stress corrosion. In chemoresistant composites applied in the construction of pipelines the greatest hazard comes from disturbances (during impact) of protective anticorrosive lavers which can lead to the infiltration of corrosive media into the walls. In construction laminates used in aviation the hazards come from the propagation of post-impact delamination which decreases the durability and stiffness of the element. Various presented concepts of solving the problem of impact disturbances are illustrated with the results of own studies on the distributed epoxide composite structure reinforced with glass fibre.

9

Niskoenergetyczne uszkodzenia udarowe w polimerowych kompozytach konstrukcyjnych

Bełzowski A., Rechul Z., Stasieńko J.

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Lądowej Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2002

|

Vol. 50, nr 19

24-38

PL

Poprzeczne obciążenia udarowe stanowią czynnik ograniczający efektywność stosowania kompozytów polimerowych w technice. Obniżają one wartości wskaźników wytrzymałości materiału oraz jego sztywność. Omówiono metodykę badania odporności kompozytów na poprzeczne obciążenia udarowe. W przypadku kompozytów chemoodpornych stosowanych w budowie rurociągów zasadnicze niebezpieczeństwo stanowi uszkodzenie ochronnych warstw antykorozyjnych i wynikające z tego skutki. Przedstawiono problematykę badań kompozytów chemoodpornych z uszkodzeniem udarowym prowadzonych na potrzeby wybranych typów instalacji przemysłowych (energetyka, petrochemia). Przytoczono wyniki własnych badań wytrzymałościowych oraz mikroskopowych dotyczących zakresu niskich energii i określania progu wrażliwości na uszkodzenia udarowe, prowadzonych na próbkach z kompozytu epoksydowego wzmocnionego tkaniną szklaną

EN

Poor response of composite materials to transverse impact loads is one of chief factors limiting their wider use in many areas of technology. Both strength and stiffness indexes of materials can be heavily affected by such loads. Methods of evaluating the resistance of general-application composites to lateral impact loads are discussed. In corrosion-resistant composites intended for pipeline applications, of great concern is the integrity of protective layers. Discussed are methods used for assessing selected classes of materials intended for use in power industry and petrochemistry. Presented are results obtained by these authors when investigating glass-epoxy materials subject to concentrated low-energy impact loads. The levels of energy were determined that could be regarded as safe for a given material. Changes in mechanical properties due to the induced damage extent are presented along with a microscopic analysis of damaged microstructure.