Badanie przebiegu zniszczenia zszywanych komozytów polimer-włókno szklane przy zginaniu za pomocą rejestracji sygnału emisji akustycznej

• Autorzy: Kozioł, M. , Hyla, I.

Warianty tytułu

EN

Investigation of failure progress of stitched polymer-glass fiber composites by bending using registration of acoustic emission signal

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań zginania statycznego próbek z laminatu żywica poliestrowa-włókno szklane: klasycznych oraz posiadających zbrojenie przeszyte nicią poliaramidową (Kevlar 50) oraz odpowiadające im wyniki rejestracji sygnału emisji akustycznej (rys. rys. 2-4). Stwierdzono wyraźne różnice w zarejestrowanych wykresach sygnału akustycznego dla laminatów zszywanych i niezszywanych. Próbki niezszywane wykazały znacznie większą liczbę zdarzeń akustycznych przypadających na jednostkę czasu (czas próbkowania) w porównaniu z próbkami zszywanymi. Zachowanie takie można tłumaczyć faktem hamowania rozwoju pęknięć delaminacyjnych przez szwy w próbkach o zszytym zbrojeniu (mostkowanie). Rozrost pęknięcia delaminacyjnego wzdłuż kierunku zginania ma charakter krokowy (pęknięcie powiększa się stopniowo w miarę przyrostu ugięcia). Brak możliwości swobodnego postępowania pęknięć wzdłuż kierunku zginania wiąże się ze zmniejszeniem liczby zdarzeń akustycznych podczas zginania materiału, które można zarejestrować. Dla potwierdzenia przewidywań związanych z różnicą w wielkości delaminacji dla materiałów zszywanych i niezszywanych przeprowadzono badania krótkotrwałej nasiąkliwości. Przyrosty masy próbek zszywanych po 40 min zanurzenia w wodzie okazały się być wyraźnie mniejsze w porównaniu do przyrostów masy próbek niezszywanych (rys. 5). Potwierdza to obecność istotnie większych pęknięć delaminacyjnych w próbkach niezszywanych, gdyż to one są zapewne obszarami wnikania wody po krótkotrwałym zanurzaniu. Różnica w wielkości delaminacji po przekroczeniu przez badane materiały zszywane i niezszywane maksymalnych naprężeń została zaobserwowana za pomocą mikroskopu świetlnego (rys. rys. 6 i 7). Przeprowadzone badania świadczą o tym, że rejestracja sygnału emisji akustycznej może być bardzo pomocna w analizie wpływu zszywania zbrojenia laminatów na ich przebieg zniszczenia.

EN

Article presents results of static bending tests of polyester resin-glass fiber laminates specimens: classic and of reinforcing layers stitched with polyaramide thread (Kevlar 50), and recorded simultaneously acoustic emission signal (Figs 2-4). There have occurred clear difference in recorded diagrams for stitched and unstitched laminates. Unstitched specimens have shown much higher amount of acoustic events occurring over period of time in comparison to stitched specimens. These differences can be explained with restricting development of the delamination cracks by stitches in stitched specimens (bridging). Growth of delamination cracks develops gradually with growth of deflection. Restricting simple development of the delamination cracks causes decrease in number of acoustic events recordable during conducted bending test. In order to confirm the predictions related to difference of average delamination crack length of stitched and unstitched specimens, there have been conducted short duration absorbability tests. After 40 minutes long immersion, increase in specimens weight of stitched materials occurred distinctly lesser than those of unstitched (Fig. 5). It confirms the presence of larger delamination cracks in unstitched laminates, because they are undoubtedly the regions penetrated by water during the short duration tests. Difference between stitched and unstitched laminates in average delamination crack length has been observed on a light microscope (Figs 6,7). Conducted investigations have shown that the registration of acoustic emission signal may be very helpful by analyze of affect of stitching on failure progress of polymer - glass fiber laminates.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt; kompozyt polimer-włókno szklane; kompozyt zszywany; zginanie statyczne; badania

EN

composite; polymer-glass fiber composite; static bending; static bending test

• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 5, nr 3
• Strony: 30-34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., wykr., rys.

Twórcy

autor

Kozioł, M.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

autor

Hyla, I.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

Bibliografia

• [1] Jain L.K., Mai Y.-W., Recent work on stitching of laminated composites - theoretical analysis and experiments, Proceedings of ICCM - 11, Gold Coast, Australia 1997.
• [2] Mouritz A.P., Composites Part A 1996, 525-530.
• [3] Mouritz A.P., Comp. Sci. Tech. 1995, 55, 365-374.
• [4] Kozioł M., Hyla I., Rutecka M., XII Seminarium Naukowe Nowe Technologie i Materiały w Metalurgii i Inżynierii Materiałowej, Katowice 2004, 173-178.
• [5] Kozioł M., VI Międzynarodowa Studencka Sesja Naukowa Materiały i Technologie XXI Wieku, Katowice 2004, 79-84.
• [6] Kozioł M., Hyla I., XXXII Szkoła Inżynierii Materiałowej, Kraków-Krynica 2004, 476-481.
• [7] PN-79/C-89027.