Технічна діагностика та неруйнівний контроль, 2024, №04



2024 №04 (01)

DOI of Article 10.37434/tdnk2024.04.02

2024 №04 (03)

---

Технічна діагностика і неруйнівний контроль, 2024, №4, стор. 13-17

Оцінка механічних властивостей композитів армованого вуглецевим волокном пластику та моделювання його відшарування

A. Savin^1,2, R. Steigmann¹, M.D. Stanciu², C.I. Moraras³, G. Dobrescu¹

¹Nondestructive testing Department, National Institute of R&D for Technical Physics, Iasi, Romania. E-mail: asavin@phys-iasi.ro
²Faculty of Mechanical Engineering, Transilvania University of Brașov, Romania
³Faculty of Mechanical Engineering, Technical University Gh. Asachi Iasi, Romania

У категорії нових і передових матеріалів композиційні матеріали з армованого вуглецевим волокном пластику (АВВП) використовуються в таких сферах, як конструкційні матеріали в аеронавтиці, транспорті тощо. Двофазна структура АВВП вимагає знання властивостей як волокна, так і матриці. В умовах, коли можливе відшарування відбувається під час використання, це залежить як від властивостей на їх границях, так і від прошарку. Відповідні методи ультразвукового (УЗ) контролю дозволяють визначити швидкість поширення поздовжніх і поперечних хвиль, які використовуються для оцінки модуля пружності E, модуля зсуву G у трьох основних напрямках. Ультразвукове С-сканування з використанням фазованої решітки дозволяє виділити та описати місця з пористістю, які з’являються під час виготовлення композиту або через локальний перегрів. При порівнянні з результатами, отриманими за допомогою динамічного механічного аналізатора (ДМА), виявлено хорошу кореляцію. Ці процедури дозволяють також виявити пошкодження матриці внаслідок використання високої температури або встановити максимальну температуру для використання. Бібліогр. 16, табл. 1, рис. 6.
Ключові слова: пластик, армований вуглецевим волокном; неруйнівний контроль, ультразвуковий контроль, динамічний механічний аналізатор

Надійшла до редакції 31.10.2024
Отримано у переглянутому вигляді 12.11.2024
Прийнято 20.12.2024

Список літератури

1. Tran, P., Wu, C., Saleh, M. et al. (2021) Composite structures subjected to underwater explosive loadings: A comprehensive review. Composite Structures, 263, 113684. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2021.113684
2. Ozkan, D., Gok, M.S., Karaoglanli, A.C. (2020) Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composite materials, their characteristic properties, industrial application areas and their machinability. Adv. Struct. Mater., 124, 235–253. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-39062-4_20
3. Mathes, V. (2018) The composites industry: Plenty of opportunities in a heterogeneous market. Reinforced Plastics, 62(1), 44–51. DOI: https://doi.org/10.1016/j.repl.2017.05.002
4. Zorko, D., Tavčar, J., Bizjak, M. et al. (2021) High cycle fatigue behavior of autoclave-cured woven carbon fiber-reinforced polymer composite gears. Polymer Testing, 102, 107339. DOI: https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2021.107339
5. Othman, R., Ismail, N.I., Pahmi, M.A.A.H. et al. (2018) Application of carbon fiber reinforced plastics in automotive industry: A review. J. Mech. Manuf., 1, 144–154.
6. Kaw, A.K. (2006) Mechanics of composite materials. 2nd Ed. Taylor and Francis, NY.
7. Sang, L., Wang, Y., Wang, C. et al. (2019) Moisture diffusion and damage characteristics of carbon fabric reinforced polyamide 6 laminates under hydrothermal aging. Composites, Pt A: Applied Science and Manufacturing, 123, 242–252. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2019.05.023
8. Ortiz, J.D., Khedmatgozar Dolati, S.S., Malla, P. et al. (2023) FRP-reinforced/strengthened concrete: State-of-the-art review on durability and mechanical effects. Materials, 16(5), 1990. DOI: https://doi.org/10.3390/ma16051990
9. Hübner, M., Lepke, D., Hardi, E. et al. (2019) Online monitoring of moisture diffusion in carbon fiber composites using miniaturized flexible material integrated sensors. Sensors, 19(8), 1748. DOI: https://doi.org/10.3390/s19081748
10. Lei, Y., Kang, Z., Zhang, J. et al. (2022) Effect of freeze-thaw cycling on the mechanical properties of continuous carbon fiber-reinforced polyamide 6 composites. Polymer Testing, 114, 107704. DOI: https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2022.107704
11. Romanowicz, M. (2012) A numerical approach for predicting the failure locus of fiber reinforced composites under combined transverse compression and axial tension. Computational Materials Sci., 51(1), 7–12. DOI: https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2011.07.039
12. Cugnoni, J., Amacher, R., Kohler, S. et al. (2018) Towards aerospace grade thin-ply composites: Effect of ply thickness, fiber, matrix and interlayer toughening on strength and damage tolerance. Composites Sci. and Technology, 168, 467– 477. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2018.08.037
13. Van de Werken, N., Tekinalp, H., Khanbolouki, P. et al. (2020) Additively manufactured carbon fiber-reinforced composites: State of the art and perspective. Add. Manuf., 31, 100962. DOI: https://doi.org/10.1016/j. addma.2019.100962
14. Bhatt, A.T., Gohil, P.P., Chaudhary, V. (2018) Primary manufacturing processes for fiber reinforced composites: History, development & future research trends. IOP Conf. Series: Materials Sci. and Engin., 330, 012107. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/330/1/012107
15. Bergant, Z., Savin, A., Grum, J. (2018) Effects of manufacturing technology on static, multi-frequency dynamic mechanical analysis and fracture energy of cross-ply and quasi-isotropic carbon/epoxy laminates. Polymers and Polymer Composites, 26(5–6), 358–370. DOI: https://doi.org/10.1177/0967391118798266
16. (2022) Technical Information. Sigrafil® continuous carbon fiber tow. Wiesbaden, SGL Group, August 2022.

---

Реклама в цьому номері:

---