Stanovení rychlosti uvolnění deformační energie pro bimateriálové rozhraní kompozitního materiálu

The determination of delamination energy release rate of composite bi-material interface

conference paper

en

Fracture mechanics and strain energy release rate approach have been widely used for characterizing delamination in composite materials. This paper focuses on extending this approach to delamination at bi-material interface of GRFP and CRFP. Combination of these materials is a common design practice in small aircrafts and enables the utilization of carbon composite materials superior mechanical properties and glass composite lower cost. Modification of FRMM (Fixed Ratio Mixed Mode) testing method was used in order to get critical strain energy release rate in various levels of mixed mode (mode I / mode II). Beam theory analysis with conjunction of VCCT (Virtual Crack Closure Technique) was utilized for establishing equations for previously mentioned test method. Another modification of common testing procedure was application of Aramis photogrammetry system during the measurement of crack tip propagation in a specimen and following image post-processing by Python programming language.

Lomová mechanika a metoda rychlosti uvolnění deformační energie jsou široce využívány pro popis delaminace u kompozitních materiálů. Článek je zaměřen na rozšíření tohoto přístupu k deformaci na bi-materiálu s rozhraním GRFP a CRFP. Kombinace těchto materiálů je běžnou konstrukční praxí u malých letadel, a umožňuje využití kvalitnějších mechanických vlastností uhlíkových kompozitních materiálů a nižších nákladů skleněných kompozitů. Modifikace FRMM (Fixed Mixed Ratio Mode) testovací metody byla použita pro získání zatěžování kritické rychlosti uvolňování deformační energie v různých úrovních kombinovaného režimu (modem I / modem II). Analýza nosníkovou teorií paprsku ve spojení s VCCT (Virtual Crack Closure Technique) byla využita pro stanovení popisu výše zmíněné zkušební metody. Další modifikace obecných zkušebních postupů byla aplikace systému fotogrammetrie Aramis pro měření šíření trhliny ve vzorku a následné obrazové zpracování pomocí programového jazyku Python.

Fracture mechanics and strain energy release rate approach have been widely used for characterizing delamination in composite materials. This paper focuses on extending this approach to delamination at bi-material interface of GRFP and CRFP. Combination of these materials is a common design practice in small aircrafts and enables the utilization of carbon composite materials superior mechanical properties and glass composite lower cost. Modification of FRMM (Fixed Ratio Mixed Mode) testing method was used in order to get critical strain energy release rate in various levels of mixed mode (mode I / mode II). Beam theory analysis with conjunction of VCCT (Virtual Crack Closure Technique) was utilized for establishing equations for previously mentioned test method. Another modification of common testing procedure was application of Aramis photogrammetry system during the measurement of crack tip propagation in a specimen and following image post-processing by Python programming language.

Kompozit, bimateriálové rozhraní, rychlost uvolnění deformační energie, delaminace

Composite, bi-material interface, energy release rate, delamination

2012

23.09.2012

International Council of the Aeronautical Sciences (ICAS)

Brisbane

978-0-9565333-1-9

ICAS 2012 CD-ROM PROCEEDINGS

1–7

7