Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Badania hybrydowych kompozytów warstwowych typu FML (Fibre Metal Laminate)

100%

Godzimirski J. , Pietras A.

|

tom nr 2

52-56

EN

Laminar hybrid composites sort FML are laminates made of adhesively bonded thin metal sheets and layers of polymer composite reinforced by fibers. These materials show an intermediate property between metals and polymer composite reinforced by fibers. Limited application of these new materials is motivated by narrow expertise of their strength. The purpose of the research was to estimate the failure that might influence the FML material loading method. The numerical calculations were provided in this experiment with the elastic-plastic properties of metal component and orthotropic of composite components. It was pointed out that laminar hybrid composite may be damaged due to not only the strength exceed of components, but also as results of delamination because of the adhesive bonds failure.

2

Zastosowanie MES do weryfikacji badań zniszczenia cienkościennych profili z materiału typu FML

100%

Banat D. , Mania R.

|

tom T. 28, nr 59

12--18

PL

Tematem pracy są badania stateczności cienkościennych konstrukcji kompozytowych typu Fiber Metal Laminate (FML). Analiza dotyczy profili o otwartym przekroju poprzecznym w kształcie zetownika oraz ceownika, poddanych osiowemu ściskaniu. W odniesieniu do oceny zachowania profili w stanie krytycznym i pokrytycznym przeprowadzono analizę stanu naprężenia przy zastosowaniu kryteriów zniszczenia dla materiałów warstwowych. Porównanie zastosowania kryteriów zniszczenia w MES przeprowadzono dla 7-warstwowych profili FML typu 3/2 - w stanie krytycznym i pokrytycznym. Analiza porównawcza została wykonana dla kryterium Hubera-MisesaHencky’ego w warstwach materiału izotropowego oraz kryteriów Tsai-Wu, Hashina i Pucka dla warstw ortotropowych.

EN

The subject of this paper is the buckling investigation of thin-walled composite structures made of Fibre Metal Laminate (FML). Study concerns Z-shape and channel cross section members subjected to axial compression. With regard to the profiles’ stability assessment in critical and post-buckling state, stress analysis for multilayered material was performed with failure criteria application. Comparison of failure criteria application in FEM was carried out for 7 - layered, 3/2 FML type columns - in critical and post-buckling state. The comparative analysis was performed with the Huber-Mises-Hencky criterion in the isotropic layers and Tsai-Wu, Hashin and Puck criteria in orthotropic layers.

3

The issues of manufacturing geometrically complicated elements using FML laminates

100%

Bieniaś J. , Mania R. , Jakubczak P. , Majerski K.

|

2015

|

tom R. 15, nr 4

243--249

EN

The present study is an attempt to evaluate the developed exclusive technology for the production of high quality thin-walled Z profiles from Fibre Metal Laminates on the basis of an aluminium and epoxy-glass pre-impregnate using the autoclave process. The research examined Fibre Metal Laminates (Al/GFRP) based on metal sheets made of aluminium alloy and pre-impregnated tape made of glass fibres in an epoxy resin matrix. FML were produced in a 3/2 lay-up (three aluminium layers and two composite layers in 0/90 configuration). The following conclusions have been drawn on the basis of our exclusive technology for the production of thin-walled profiles made of FML laminates: (1) the hardening technology for pre-formed components in the autoclave process ensures the achievement of excellent dimensional tolerance of thin-walled profiles made of FML; (2) no delaminations, cracks, gas blisters etc. were detected by means of structural tests; (3) the process of forming Fibre Metal Laminates by means of component pre-forming does not significantly limit the values of selected profile angles. In the case of proper precision of component pre-formingand maintained regime in the case of the FML laminating process, the risk of structural defects, including profile corner zones, is significantly limited.

PL

W pracy podjęto próbę oceny opracowanej autorskiej technologii wytwarzania wysokojakościowych, cienkościennych profili typu Z z laminatów metalowo-włóknistych na bazie aluminium i preimpregnatu epoksydowo-szklanego z wykorzystaniem technologii autoklawowej. Przedmiotem badań był laminat metalowo-włóknisty (Al/GFRP) na bazie arkuszy blach metalowych stopu aluminium i preimpregnowanej taśmy z włókien szklanych w osnowie żywicy epoksydowej. Laminaty FML wytworzono w układzie 3/2 (trzy warstwy aluminium i dwie warstwy kompozytu w konfiguracji 0/90). Na podstawie przeprowadzonej analizy opracowanej technologii wytwarzania cienkościennych profili z laminatów FML sformułowano następujące wnioski: (1) technologia utwardzania wstępnie ukształtowanych komponentów z wykorzystaniem techniki autoklawowej zapewnia otrzymanie wysokiej stabilności i tolerancji wymiarowej cienkościennych profili z laminatów FML; (2) badania strukturalne nie wykazały rozwarstwień, pęknięć, pęcherzy gazów itp. w strukturze laminatu; (3) kształtowanie profili z laminatów metalowo-włóknistych przez wstępne formowanie komponentów nie ogranicza istotnie wartości dobieranych kątów kształtowników. Przy zachowaniu odpowiedniej precyzji wstępnego formowania komponentów oraz przy przestrzeganiu technologii laminowania kompozytów FML ryzyko defektów w strukturze, w tym w strefach naroży profili, jest znacznie ograniczone.

4

Homogenization of fiber metal laminate structures characterized by orthotropic and elastic - plastic material models

99%

Nowak T.

|

tom Vol. 15, No.1

169--175

EN

This paper gives a theoretical background and provides numerical calculations for the non-linear mechanical behavior of the panel structures consisting of fiber reinforced composite and aluminum laminates. Such structures offer high performance-to-weight ratio, therefore they are widely used in aerospace, subsea and high-pressure applications. The Classical Lamination Theory with orthotropic material properties is recalled and extended about elastic-plastic model for metal layers. The simplified stress-strain relation, as proposed by Hencky and Ilyushin, was applied to capture the influence of metal's plasticity on the mechanical performance of the hybrid structure. The numerical example showed, that at higher loads, the composite reinforcement provides a strong support for the aluminum layers when the metal approaches plastic deformation. In case of plastic flow within the aluminum, the bigger percentage of the external load is safely transferred to the composite fibers having much higher elastic limit. It prevents deformations of the aluminum laminate from being too large, and ensures the reliable operation of the Fiber Metal Laminates (FML) structure. Since the aluminum layers do not exhibit extensive strains, the application of Hencky-Ilyushin deformation theory seems to be reasonable for FMLs, even if aluminum layers are subjected to the anisotropic plastic flow. The proposed calculation method allows for very fast, but yet accurate, optimization of the Fiber Metal Laminate designs.

PL

W artykule przedstawiono podstawy teoretyczne, zilustrowane przykładem numerycznym, opisujące model laminatu metalowo-włóknistego składającego się z kompozytu polimerowego wzmacnianego włóknami węglowymi oraz warstw aluminium. Przedstawione struktury hybrydowe (Fiber Metal Laminate, FML) charakteryzują się wysokimi własnościami mechanicznymi w stosunki do ciężaru, dlatego są chętnie używane w przemyśle lotniczymi oraz stosowane w aplikacjach wysokociśnieniowych. W artykule klasyczną teorię laminatów (Classical Lamination Theory) uzupełniono o model sprężysto-plastyczny dla warstw metalowych. Zastosowano uproszczony model plastyczności zaproponowany przez Hencky'ego i Iljuszyna. Podano rozwiązanie numeryczne dla przypadku panelu FML poddanego płaskiemu obciążeniu dwuosiowemu. Wykazano, że w przypadku znacznego wytężenia, gdy dochodzi do uplastycznienia aluminium, znaczna część obciążeń zewnętrznych przekazywana jest do warstw kompozytu włóknistego, który charakteryzuje się znacząco wyższą granicą sprężystości. Takie zachowanie zabezpiecza warstwy aluminium przed nadmiernym płynięciem i umożliwia bezpieczną eksploatację struktury hybrydowej, nawet w przypadku wysokich obciążeń. Wykazano, że przyjęta metoda obliczeniowa charakteryzuje się wystarczającą dokładnością, a dzięki swojej szybkości umożliwia przemysłową optymalizację hybrydowych struktur FML.

5

Mechanical and microstructural characterization of hybrid fiber metal laminates obtained through sustainable manufacturing

71%

Hynes N. R. J. , Vignesh N. J. , Barile C. , Velu P. S. , Ali M. A. , Raza M. H. , Pruncu C. I.

|

2022

|

tom Vol. 22, no. 1

art. no. e35, 2022

EN

Fiber metal laminates (FMLs) provide lucrative solutions for lightweight commercial aircrafts. They are a class of hybrid composites made from interlaced layers of thin metals and fiber-reinforced adhesives. The present investigation deals with the effects of hybridization and stacking sequence of aluminum sheets (A), jute (J) and Kevlar (K) fibers on the flexural, impact, hardness and tensile properties. Three distinct configurations A/K/A/K/A/K/A (I), A/J/A/K/A/J/A (II) and A/K/J/A/J/K/A (III) of FMLs have been chosen and designed for evaluation of their mechanical attributes. Comparative analysis shows that configuration A/K/J/A/J/K/A (III) offers superior results for flexural, impact, shore D hardness and tensile properties due to hybridization and appropriate stacking sequence with their maximum values as 495 N, 10.4 J, 85.4 and 325.6 MPa, respectively. Outer Kevlar layers supported by the subsequent jute fiber layers enable the configuration A/ K/J/A/J/K/A (III) to resist better when subjected to high mechanical load. Moreover, the microstructural analysis revealed that the jute fibers make a stronger bond with aluminum and Kevlar fibers which prevents FMLs from delamination and early failure.