Behaviour of plain-woven glass-fiber reinforced polymer laminate plates during symmetrical bending on a circular support – Part I: Experimental evaluation

• Autorzy: Kozioł, M. , Okrajni, J. , Marek, A.

Warianty tytułu

PL

Zachowanie płyt z laminatu polimerowego wzmacnianego włóknem szklanym podczas symetrycznego obciążania na podporze kołowej. Część I: Ocena eksperymentalna

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents an attempt at the experimental evaluation of the behaviour of a glass-fiber reinforced epoxy laminate (10-layer) square plate, supported on a circular support and loaded centrally with a spherical indenter. The determination of the moment of the initiation of the material failure process under such loading conditions has been performed with use of photographic method. It was found that the performed test can be efficiently used to evaluate the properties of a material subjected to a compound stress state. However, due to high complexity of the issue mathematical calculation of stress is practically impossible. In order to determine the stress in the loaded laminate a numerical modelling should be applied. It is planned to be performed in separate study.

PL

Eksperymentalna analiza zachowania laminatu w warunkach dwuosiowego obciążenia ma bardzo duże znaczenie poznawcze. Jest to sposób obciążania, który często pojawia się w rzeczywistych warunkach, w których laminaty są stosowane — dotyczy to m.in. wszelkiego rodzaju płyt. Przykładem takiego zastosowania może być poszycie samolotu lub statku wodnego. Poznanie zachowania laminatu cechującego się ortotropią właściwości sprężystych, podczas dwuosiowego obciążania, umożliwia odniesienie uzyskanych wyników do wyników badań w warunkach jednoosiowych (zginanie, rozciąganie) i wyciągnięcie wniosków na temat skuteczności badań w warunkach jednoosiowych w zakresie oceny laminatu jako bezpiecznego materiału konstrukcyjnego. W pracy przedstawiono próbę eksperymentalnej oceny właściwości płyty z 10-warstwowego laminatu epoksydowego wzmacnianego włóknem szklanym, wspartej na kołowej podporze i symetrycznie obciążanej za pomocą sferycznego wgłębnika. Celem pracy jest określenie zachowania laminatu przy obciążaniu powierzchniowym ze szczególnym uwzględnieniem wyznaczenia charakterystyki siłowo-przemieszczeniowej oraz określenia momentu inicjacji procesu jego zniszczenia w zadanych warunkach obciążeniowych. Uzyskane wyniki będą stanowić podstawę do walidacji modelu numerycznego przeznaczonego do wyznaczania naprężeń w próbach symetrycznego obciążania płyt. Model numeryczny będzie przedmiotem odrębnego studium, będącego kontynuacją tej pracy.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt; laminat; obciążenie wieloosiowe; inicjacja zniszczenia

EN

composite; laminate; multiaxial loading; failure initiation

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 39, nr 3
• Strony: 111--115
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Kozioł, M.

• Silesian University of Technology, Faculty of Materials Engineering and Metallurgy, Katowice,

autor

Okrajni, J.

• Silesian University of Technology, Faculty of Materials Engineering and Metallurgy, Katowice

autor

Marek, A.

• Silesian University of Technology, Faculty of Materials Engineering and Metallurgy, Katowice

Bibliografia

• [1] Zhang J., Chaisombat K., He S., Wang C. H.: Glass/carbon fiber hybrid composite laminates for structural applications in automotive vehicles. Sustainable Automotive Technologies 2012, Springer, Heidelberg (2012).
• [2] Zhang J., Chaisombat K., He S., Wang C. H: Hybrid composite laminates reinforced with glass/carbon woven fabrics for lightweight load bearing structures. Materials & Design 36 (2012) 75÷80.
• [3] Shenoi R. A., Wellicome J. F. (Eds): Composite materials in maritime structures: Volume 1. Fundamental aspects. Cambridge University Press, Cambridge (1993).
• [4] Mouritz A. P.: Flexural properties of stitched GRP laminates. Composites Part A 27 (7) (1996) 525÷530.
• [5] Triantafillou T. C.: Strengthening of masonry structures using epoxybonded FRP laminates. Journal of Composites for Construction 2 (2) (1998) 96÷104.
• [6] Karbhari V. M.: Durability of FRP composites for civil infrastructure — myth, mystery or reality. Advances in Structural Engineering 6 (3) (2003) 243÷255.
• [7] Marsh G.: Composites lift off in primary aerostructures. Reinforced Plastics 48 (4) (2004) 22÷27.
• [8] Fujimoto S., Sekine H.: Identification of crack and disbond fronts in repaired aircraft structural panels with bonded FRP composite patches. Composite Structures 77 (4) (2007) 533÷545.
• [9] Alderliesten R., Benedictus R.: Fiber/metal composite technology for future primary aircraft structures. Journal of Aircraft 45 (4) (2008) 1182÷1189.
• [10] Tiwari G. N., Lawrence S. A.: Experimental evaluation of solar distiller units with FRP lining under PNG climatic conditions. International Journal of Solar Energy 9 (4) (1991) 241÷248.
• [11] Reising R. M. W., Shahrooz B. M., Hunt V. J., Neumann A. R., Helmicki A. J., Hastak M.: Close look at construction issues and performance of four fiber-reinforced polymer composite bridge decks. Journal of Composites for Construction 8 (1) (2004) 33÷42.
• [12] Hyla I., Śleziona J.: Kompozyty – elementy mechaniki i projektowania. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice (2004).
• [13] Koziol M., Figlus T.: Failure progress of 3D reinforced GFRP laminate during static bending, evaluated by means of acoustic emission and vibrations analysis. Materials 8 (12) (2015) 8751÷8767.
• [14] Jasion P., Magnucki K.: Modelling of local buckling of the face of the circular sandwich plate. Modelowanie Inżynierskie 45 (14) (2012) 171÷176.
• [15] Sridhar C., Rao K. P.: Large deformation finite element analysis of laminated circular composite plates. Computers & Structures 54 (1) (1995) 59÷64.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2018.3.4