Tytuł pozycji:
Fractography of interlaminar fracture of GF/epoxy laminates reinforced with fabrics
Fractographic examination of laminates reinforced with 2x2 twill fabric were carried out. Two reinforcement configurations relative to the global direction of delamination growth (GDDG) were considered: warp/weft tows parallel to the GDDG and warp and weft tows aligned at 45° with it. It was found that unlike for UD reinforcement, pure global Mode I and Mode II loadings resulted in local fractures typical for mixed mode I/II loading for both the global loading modes and reinforcement orientations. The possible reasons for such fractures were provided with the help of simplified qualitative stress analysis.
Przedstawiono wyniki badań fraktograficznych pęknięć międzywarstwowych (delaminacji) laminatu szklano/epoksydowego, wzmocnionego tkaniną o splocie diagonalnym. Badane pęknięcia powstały w wyniku obciążania próbek belkowych w konfiguracji zdwojonej belki wysięgnikowej, powodującej I sposób pękania (ISP), oraz konfiguracji trzypunktowego zginania belki z rozdwojonym końcem, powodującej II sposób pękania (IISP). W celu jaśniejszego uzasadnienia interpretacji przedstawianych przełomów scharakteryzowano uprzednio przełomy laminatu zbrojonego jednokierunkowo, spowodowane wyłącznie I i II sposobem pękania. Istnieje szereg odnośnych publikacji i charakterystyczne cechy takich przełomów, pozwalające na pewną, jednoznaczną identyfikację sposobu pękania i związanego z nim mikromechanizmu, są dobrze udokumentowane. Wyniki badań pęknięć międzywarstwowych laminatów wzmocnionych tkaninami wykazały, że powierzchnia pęknięcia jest pofalowana, co jest wynikiem przeplotów wiązek włókien stanowiących watek i osnowę. Badania przeprowadzone za pomocą mikroskopu skaningowego wykazały, iż w przypadkach obu konfiguracji wzmocnienia i obu globalnych sposobów pękania, lokalnie, występowały przełomy, w których równolegle pojawiły się cechy charakterystyczne dla I i II sposobu pękania. Proporcje mikroprzełomów charakterystycznych dla obu sposobów pękania były różne dla różnych obszarów wiązek włókien i wiązało się to z różnicami w lokalnym ich nachyleniu w stosunku do środkowej płaszczyzny próbek, w otoczeniu której powinno istnieć jedynie naprężenie normalne lub styczne, zależnie od globalnego sposobu pękania. Na kilku przykładach zademonstrowano możliwości dedukcji lokalnego kierunku rozwoju peknięcia, wykorzystując charakterystyczne cechy pęknięć. Jakościowa analiza proporcji składowych tensora naprężenia, uwzględniająca lokalne, maksymalne zmiany nachylenia powierzchni pęknięcia, oszacowane na około 15º, dostarczyła przesłanek umożliwiających wyjaśnienie lokalnego, równoległego występowania cech I i II sposobu pękania. Stwierdzono, iż nawet niewielkie zmiany nachylenia powierzchni pęknięcia powodują pojawienie się znaczącej składowej normalnej i stycznej tensora naprężenia, co tłumaczy występowanie mieszanego sposobu pękania.
Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).
