Skip to Main Content

Projekty badawcze w sieci VIA CARPATIA

Filtry

Szczegóły projektu badawczego

Numer umowy
2018/02/X/ST1/00726
Wykonawcy badań/ podległość
Wydział Mechaniczny (WM)
Tytuł
Dyssypacja energii odkształcenia plastycznego w okolicach koncentratorów naprężeń występujących w materiałach kompozytowych
Streszczenie
Celem przeprowadzonego działania naukowego było wyprowadzenie matematycznych zależności pozwalających na szybkie obliczenie wielkości stref plastycznych w szczególności w materiałach połączonych cienkimi warstwami. Modele mają pozwolić na szybkie obliczenie wielkości uplastycznienia powstającego w okolicy nieciągłości spoiwa będącego koncentratorem naprężeń. Powiązanie wielkości uplastycznienia generowanego przed nieciągłością warstwy z wytrzymałością połączenia na drodze doświadczalno-numerycznej. W celu realizacji zadania naukowego wykonano szereg nieliniowych obliczeń numerycznych w wyniku których rejestrowano zmiany wielkości stref plastycznych w zależności od właściwości sprężysto plastycznych wszystkich składników kompozytu. Badano zagadnienia pęknięć w warstwach łączących identyczne lub różne materiały sprężyste lub sprężysto-plastyczne w płaskich stanach PSO, PSN oraz dla zagadnień kołowo-symetrycznych. Rejestrowano długość jak i kształt powstających stref plastycznych w zależności od wybranych parametrów materiałowych wszystkich składników kompozytu oraz geometrii próbek. Badano wpływ gęstości siatki MES oraz charakterystyki ɛ-σ na parametry powstających stref plastycznych. W większości obliczeń założono dwuliniową sprężysto-plastyczną charakterystykę badanych materiałów z niewielkim wzmocnieniem określonym stosunkiem sprężystego i plastycznego modułu Younga Epl/Espr=0,01. Wykorzystując otrzymane wyniki obliczeń numerycznych prowadzono próby matematycznego powiązania długości uplastycznienia (pasmowej strefy plastyczności) z parametrami mechaniki pękania oraz właściwościami materiałowymi skojarzenia: materiał łączony - spoiwo, dla arbitralnie wybranej hipotezy wytężeniowej H-M-H. We wszystkich obliczeniach matematycznych założono bardzo małą grubość warstwy łączącej w stosunku do długości nieciągłości spoiwa (szczeliny), identyczną wartość naprężenia normalnego w kierunku prostopadłym do warstwy w materiale warstwy i materiale łączonym oraz równość odkształceń materiałów łączonych i warstwy. Przyjęcie powyższych założeń pozwoliło na uzależnienie długości pasmowej strefy plastycznej w warstwie od właściwości materiałów łączonych (modułu Younga Esubstrat oraz współczynnika Poissona νsubstrat) i samej warstwy (Ewarstwy, νwarstwy, σpl). W ramach realizowanego działania zaprojektowano oprzyrządowanie do klejenia próbek DBC (Double Cantilever Beam) umożliwiające wykonanie pełnowartościowych materiałów do badań wytrzymałości połączeń klejonych cienkimi warstwami. Wykonano elementy próbek DCB z wybranych materiałów konstrukcyjnych (stal, mosiądz, miedź oraz aluminium). Łączono poszczególne identyczne elementy próbek za pomocą dwuskładnikowych żywic epoksydowych dostępnych na rynku o przebadanych i opublikowanych właściwościach mechanicznych (Locttite EA 3422, Loctite EA 9466, Araldite 2011). Zachowano stałą grubość warstwy łączącej stosując dystanse z drutu mosiężnego o średnicy 0,25mm. Próbki rozciągnięto z wykorzystaniem uniwersalnej ma
Program
MINIATURA
Uczelnia
Politechnika Białostocka
Slowa Kluczowe
energia odkształcenia plastycznego; karb; mechanika pękania; pęknięcia; strefa plastyczna

Informacje o projekcie

Stopka
Minister Nauki

Zadanie finansowane w ramach zlecenia
Ministra Nauki pod nazwą "Politechniczna Sieć VIA CARPATIA im. Prezydenta RP Lecha Kaczyńskiego" w latach 2022-2025

MNiSW
Wersja: 0.1b Właścicielem i administratorem danych zawartych w bazie danych są uczelnie: Politechnika Rzeszowska, Politechnika Lubelska oraz Politechnika Białostocka. Zaprojektowanie witryny: Paweł Kuraś, Krzysztof Demidowski, Veronika Vanivska
Built with using Oracle APEX