MESINIKA MA FA'INISINIA - Fa'asologa o Numera ma Su'esu'ega Fa'amaumauga
Inisinia ma Inisinia - Fuafuaga Numera ma Su'esu'ega Fa'amatalaga 2019 Konafesi Fa'alea'oa'oga, Aperila 19-21, 2019, Beijing
Aperila 19-21, 2019, Beijing, Saina
Su'esu'ega ile Layered Fa'alautele Amio ole Advanced Carbon Fiber Reinforced Composite Laminates Sheet
Gong Yu1*, Wang Yana2, Peng Lei3, Zhao Libin4, Zhang Jianyu1
1Iunivesite o Chongqing, Chongqing, 400044, Saina
2Saina Aviation Research Institute Beijing Aeronautical Materials Research Institute, Beijing, 100095, Saina
3Saina Femalagaa'i Femalagaa'i Beijing Civil Aircraft Technology Research Center, Beijing, 102211, Saina
4Beijing Iunivesite o Aeronautics ma Astronautics, Beijing, 100191, Saina
Pu'upu'uO le fausaga laminate o se tasi lea o fa'aoga tu'ufa'atasi e masani ona fa'aogaina mo tu'ufa'atasi, ae ua avea le delamination ma faiga fa'aletonu autu ona o mea vaivai interlaminar. O su'esu'ega ile fa'avasegaina ole laminate fa'atele ma le fa'alauteleina o amioga e masani ona fa'aaogaina ile fa'ainisinia sa avea pea ma autu vevela mo tagata popoto. I totonu o lenei pepa, o suʻesuʻega o suʻesuʻega o le carbon fiber faʻamalosia delamination composite i le Iunivesite o Chongqing ma le Beijing University of Aeronautics and Astronautics Fatigue Fracture Laboratory o loʻo faʻalauiloaina mai vaega e lua o suʻesuʻega faʻataʻitaʻiga ma faʻataʻitaʻiga numera. Ma le mea mulimuli, o le faʻatonuga o le atinaʻe o le fanua o loʻo faʻamoemoeina.
upu autu:carbon fiber faʻamalosia tuʻufaʻatasia, laminate, delamination, stratification vaivai
folasaga
O mea faʻapipiʻi e iai mea sili ona lelei e pei o le maualuga o le malosi faʻapitoa ma le maualuga o le maʻaʻa, ma ua faʻaaogaina lautele i le vateatea, tekonolosi malosi, ma felauaiga lautele ma fausiaina. I le taimi o le gaosiga ma le faʻaogaina o mea faʻapipiʻi, o alava ma matrix o le a feagai ma tikeri eseese o faʻaleagaina i lalo o le uta. O faiga fa'aletonu masani mo laminates tu'ufa'atasi e aofia ai le fa'aleagaina o le va'aiga ma le fa'aleagaina i totonu o apa. Ona o le le lava o le faʻamalosia i le itu mafiafia, o mea faʻainisinia pito i tua o le laminate e le lelei, ma o le faʻaleagaina o le delamination e tele lava ina tupu i lalo o uta o aʻafiaga i fafo. O le tupu ma le faʻalauteleina o faʻalavelave faʻaleagaina o le a taʻitaʻia ai le faʻaitiitia o le malosi ma le malosi o le fausaga, ma mafua ai faʻalavelave faʻafuaseʻi.[1-3]. O le mea lea, o le faʻafitauli delamination e sili atu ma sili atu ona popole i le mamanu faʻatulagaina ma le malosi o le auiliiliga o mea tuʻufaʻatasia, ma e tatau ona suʻesuʻeina le faʻalauteleina o amioga faʻalauteleina o mea faʻapipiʻi.[4].
Su'esu'ega i uiga fa'alautele fa'apalapala o laminate
1. Suesuega faataitai
Interlaminar gau gau ose fa'ata'ita'iga fa'apitoa o mea fa'ainisinia i le va o fa'avae fa'atasi. O fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'iga tutusa ua fa'atuina mo le fa'amautuina o le malepelepe gau o le Ituaiga I, Ituaiga II ma le I/II hybrid unidirectional laminates. O loʻo faʻaalia le faʻataʻitaʻiga faʻatatau i le Ata 1. Ae ui i lea, o le tele-directional laminates o mea tuʻufaʻatasia e masani ona faʻaaogaina i le fausaga faʻainisinia moni. O le mea lea, o le suʻesuʻega faʻataʻitaʻiga i luga o le stratification ma le faʻalauteleina o amioga o le tele-directional laminates e sili atu le taua o le taua ma le faʻainisinia. Ole fa'amataina ma le fa'alauteleina o le fa'aputuga fa'atele e tupu i le va o feso'ota'iga fa'atasi ai ma tulimanu fa'afuafua, ma o le amio fa'alautele fa'apipi'i e matua'i 'ese'ese mai le fa'aa'oa'oga e tasi, ma e sili atu ona lavelave le faiga fa'alautele. O tagata suʻesuʻe e itiiti lava ni suʻesuʻega faʻataʻitaʻiga i luga o laminates e tele-directional, ma o le faʻamautuina o le faigata o le gau interlaminar e leʻi faʻamautuina se tulaga faʻavaomalo. Na fa'aogaina e le au su'esu'e le T700 ma le T800 carbon fiber e fa'ata'atia ai ituaiga laminates tu'ufa'atasi ma fa'alava fa'amata eseese, ma su'esu'eina le a'afiaga o le fa'aogaina o le fa'aogaina o le fa'aogaina ma le feso'ota'iga alava i amioga fa'aletonu ma le vaivai. Ua fa'ailoa mai o le fa'apipi'iina o alava e faia i le pito pito i tua o le fa'alava e iai sona a'afiaga tele i le malosi gau interlaminar. Aʻo faʻalauteleina le faʻapipiʻiina, o le a faasolosolo malie le faʻateleina o le gau o le interlaminar mai se tau maualalo muamua, ma pe a oʻo le stratification i se umi, e oʻo atu i se tau mautu, o lona uiga, o le R resistance curve phenomenon. O le muamua gau gau o le interlayer e toetoe lava tutusa ma e tutusa ma le gau gau o le resin, lea e faalagolago i le gau gau o le matrix lava ia.[5, 6]. Ae ui i lea, o le interlaminar fracture toughness extension values of different interfaces e eseese tele. O lo'o fa'ailoa mai le fa'alagolago tele i luga ole laiga fa'aoga. I le tali atu i lenei faʻalagolago, Zhao et al.[5]e faavae i luga o le faiga faaletino o le punavai tetee stratified, ua manatu o le gau interlaminar toughness mautu tau e aofia ai vaega e lua, o le tasi vaega o le galuega gau o le aufa'atasi e le fesootai, ma le isi vaega o le faaleagaina intralayer ma fiber. O le galuega o le gau e mafua mai i le sosolo. E ala i le suʻesuʻega elemene iʻuga o le popolega pito i luma fanua o le pito i luma layered, ua maua o le vaega lona lua o le galuega gau e faalagolago i le loloto o le delamination sone faaleagaina luma (e pei ona faaalia i le Ata 3), ma le loloto o le sone faaleagaina e tutusa i le itu layup interface. O se faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga o le I-type fracture toughness stability value o loʻo faʻaalia e le sinusoidal function of the interface layer angle o loʻo tuʻuina atu.
Gong et al.[7]faia le su'ega stratification hybrid I/II i lalo o fua faatatau fefiloi eseese, ma iloa ai o le I/II hybrid stratification i le laminate e iai foi uiga taua curve tetee R. E ala i le auʻiliʻiliga o le gau gau i le va o suʻega suʻega eseese, ua iloa ai o le tau muamua ma le tau mautu o le gau gau interlaminar o le fasi suʻega e faʻateleina le faʻatupulaia o le fua faʻafefiloi. E le gata i lea, o le muamua ma le mausali gau gau o le interlayer i lalo o eseesega fefiloi fua faatatau e mafai ona faamatalaina e le BK criterion.
E tusa ai ma le fa'avasegaina o le vaivai, sa maitauina fo'i le fa'amauina o alava i le taimi o le su'ega. E ala i le auʻiliʻiliga o faʻamaumauga o suʻega, ua maua ai le faʻalauteleina o le faʻalauteleina o le faʻalauteleina o le mea tuʻufaʻatasia o loʻo aʻafia i le "tetee faʻafefe", ina ia le toe faʻaaogaina le faʻataʻitaʻiga faʻalauteleina o le faʻalauteleina o le stratification vaivai masani ma le tau o le faitotoʻa. I luga o le faavae o suʻesuʻega faʻapitoa, Zhang ma Peng[4,8,9]fa'afeiloa'i le fa'alauteleina o le malosi e fa'aalia ai le malosi e mana'omia mo le fa'alauteleina o le fa'alauteleina o mea tu'ufa'atasi, ma fa'apena atili ai le fa'atonuina o le malosi. Ole fua ole fa'asa'oloto ole fa'ata'ita'iga fa'alautele fa'alautele fa'avasega le vaivai ma le tau fa'ataga ole fa'atonuga. O le faʻaogaina o le faʻataʻitaʻiga ma le faʻamaufaʻailoga faʻamaufaʻailoga e faʻamaonia e suʻega. E le gata i lea, Zhao et al.[3]iloiloina atoatoa aafiaga o le alava felauaiga, fua faatatau o le mamafa ma le fua faatatau fefiloi uta i luga o le stratification vaivai ma le faalauteleina o amioga, ma faatuina se tulaga masani le vaivai stratified fua faatatau fua faatatau mafaufau i le aafiaga o le fua faatatau o le popole. O le saʻo o le faʻataʻitaʻiga na faʻamaonia e suʻega stratification vaivai ma faʻalavelave faʻalavelave faʻalavelave ma faʻafefiloi faʻafefiloi. Mo le aofaʻi faaletino o le vaivai stratified faʻalauteleina teteʻe i le masani fatigue stratified faʻalauteleina fua faʻataʻitaʻiga, Gong et al.[1]fa'ato'ilaloina le vaivai o le faiga fa'atatau e na'o le fa'atapula'aina o fa'amaumauga fa'amaumauga e ala i fa'ata'ita'iga, ma fa'atūina le vaivai mai le manatu malosi. O se fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'iga mo le fa'atatauina o le fa'alauteleina o le tete'e. Le faʻataʻitaʻiga e mafai ona iloa le quantitative filifiliga o le vaivai stratification ma faalautele tetee, ma tuuina atu theoretical lagolago mo le faaaogaina o le fuafuaina normalized vaivai stratified fua faatatau fua faatatau.
Ata 1 fa'avasegaina masini su'ega ata
Ata 2 Malosi gau gau i le vaeluaga R le pupuni tete'e[5]
Ata 3 Sone fa'aleagaina pito pito i luga ma fa'a'ese'ese fa'afuafua fa'alautele[5]
2. Su'esu'ega fa'atusa numera
O le fa'ata'ita'iga numera o le fa'alauteleina o le fa'alautelega o se mea taua su'esu'ega i totonu o le fa'afanua o le fa'atulagaina o fausaga fa'apipi'i. Pe a valoia le faaletonu o le delamination o laminates unidirectional tu'ufa'atasi, o lo'o iai nei stratification fa'alauteleina o ta'iala e masani ona fa'aogaina ai le gau interlaminar faifai pea e fai ma ta'iala fa'atino.[10], e ala i le fa'atusatusaina o le fua o le fa'asa'olotoina o le malosi o le pito ta'e ma le malosi gau interlaminar. Tele e iloa ai pe faʻalautele le faʻapipiʻi. O le faʻaogaina o le faʻaogaina o laminates multi-directional e lavelave[11,12], o lo'o fa'aalia i le taua o pupuni fa'asagatau R[5,13]. Ole tulaga fa'alautele fa'apalapala o lo'o iai e le'o fa'atauaina lea vaega ma e le fa'aogaina ile fa'ata'ita'iga o le amio fa'alēlava ole alava fa'apipi'iina laminates multidirectional. Gong et al.[10, 13]fa'aleleia tulaga fa'alauteleina o lo'o i ai nei ma fa'atūina le fa'aulufaleina o le R resistance curve i totonu o ta'iala, ma fa'avae i luga o lea, fa'avaeina ai se fa'alautelega fa'avasegaina e fa'atatau i a'afiaga o le fa'apipi'iina o fibre. O le fa'auigaina ma le fa'aogaina o tapula'a o le bilinear constitutive cohesive unit na su'esu'eina fa'aleaogaina e ala i metotia fa'anumera, e aofia ai le fa'amata'aga fa'amata'aga, malosi fa'aoga, viscosity coefficient ma le numera aupito maualalo o elemene i le sone malosi fa'atasi. Na fa'atūina le fa'ata'ita'iga ta'iala o le iunite fa'atasi. Ma le mea mulimuli, o le aoga ma le fa'aogaina o le fa'aleleia o le fa'alauteleina o le fa'avasegaina o le fa'avasegaina ma le fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'i iunite e fa'amaonia e le su'ega stratification static. Ae ui i lea, o le faʻaleleia o faʻataʻitaʻiga e mafai ona faʻaaogaina mo faʻataʻitaʻiga faʻapipiʻi tasi-dimensional ona o le faʻalagolago i tulaga ae le mo le lua pe tolu-dimensional faʻaopoopoga faʻasologa. Ina ia foia lenei faʻafitauli, na tuʻuina atu ai e le tusitala se malosi faʻatasi tolu laina fou e faʻatatau i le faʻaogaina o fiber.[14]. O le so'otaga fa'avae e fetaui ma le fa'alavelave lavelave o le fa'alauteleina o le fa'alauteleina mai se va'aiga microscopic, ma o lo'o i ai le lelei o fa'amaufa'ailoga faigofie ma fa'amalamalamaga fa'aletino.
E le gata i lea, ina ia mafai ona faʻataʻitaʻiina saʻo le faʻasologa o femalagaiga masani masani i le stratification process o laminates multi-directional.[11,12], Zhao et al.[11,12]fa'atūina se fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'iga ala ta'eta'e e fa'avae i luga o elemene fa'alautele, fa'ata'ita'iina se mamanu fa'apitoa. Fa'asologa o femalagaiga i se su'ega fa'avasegaga tu'ufa'atasi. I le taimi lava e tasi, o se faʻataʻitaʻiga faʻalauteleina o loʻo tuʻuina atu mo le faʻalauteleina o le faʻalauteleina o le zigzag i luga o le 90 ° / 90 ° layered interface, lea e faʻataʻitaʻi saʻo ai le faʻalauteleina o amioga faʻalautele o le 90 ° / 90 ° interface.
Ata 4 Fa'ata'ita'iga fa'anumera o femalaga'iga fa'avasega ma taunu'uga fa'ata'ita'i[15]
Fa'ai'uga
O lenei pepa o loʻo taulaʻi i taunuʻuga o suʻesuʻega a lenei vaega i le tulaga o le delamination laminate composite. O vaega fa'ata'ita'i e tele lava ina aofia ai le fa'aaafiaina o le fa'ata'otoga fa'alava fa'ata'ita'iga ma le fa'alava fa'apipi'i i luga o le fa'atuputeleina ma le vaivai o le fa'alauteleina o amioga. E ala i le tele o suʻesuʻega faʻataʻitaʻiga, ua iloa ai o le faʻaogaina o le faʻaogaina o le laminate faʻaogaina o mea faʻapipiʻi e faigata. Fiber bridging o se faiga toughening masani o laminates multi-directional, o le mafuaaga autu mo le R-tetee curve o interlaminar gau gau. I le taimi nei, o le R resistance curve suʻesuʻega i lalo o le II stratification e matua leai lava ma e manaʻomia nisi suʻesuʻega. Amata mai le faiga o le toilalo, o le faʻataʻitaʻiga stratification vaivai e aofia ai mea faʻalavelave eseese o loʻo faʻatulagaina, o se faʻatonuga o suʻesuʻega stratification vaivai. E tusa ai ma fa'ata'ita'iga fa'anumera, na tu'uina mai e le vaega su'esu'e se fa'ata'ita'iga fa'alauteleina o le fa'avasegaina ma se fa'ata'ita'iga tu'ufa'atasi e iloilo ai le a'afiaga o le feso'ota'iga alava i luga o le fa'alauteleina o amioga. E le gata i lea, o le faʻalauteleina o le elemene faʻatapulaʻa e faʻaaogaina e sili atu ona faʻataʻitaʻiina le faʻasologa o femalagaiga. O lenei metotia e faʻaumatia ai le manaʻoga mo le vaevaega lelei o sela, faʻaumatia faʻafitauli e fesoʻotaʻi ma le toe vaeluaina o mata. E i ai tulaga fa'apitoa i le fa'ata'ita'iina o le stratification o foliga fa'apitoa, ma sili atu su'esu'ega fa'ainisinia o lenei metotia e mana'omia i le lumana'i.[16].
Fa'asinomaga
[1] Y Gong, L Zhao, J Zhang, N Hu. O se fa'ata'ita'iga fou mo le fuafuaina o le vaivai o le fa'a'ese'ese o le fa'ama'i i laminate tu'ufa'atasi mai le va'aiga o le malosi. Compos Sci Technol 2018; 167: 489-96.
[2] L Zhao, Y Wang, J Zhang, Y Gong, N Hu, N Li. Fa'ata'ita'iga fa'avae XFEM mo le fa'ata'ita'iina o le tuputupu a'e o le fa'ama'i zigzag i mea fa'apipi'i fa'apipi'i i lalo ole laiga I uta. Compos Struct 2017; 160: 1155-62.
[3] L Zhao, Y Gong, J Zhang, Y Wang, Z Lu, L Peng, N Hu. O se fa'amatalaga fou o le fa'atupuina o le vaivai o le vaivai i CFRP multidirectional laminates. Compos Sci Technol 2016; 133:79-88.
[4] L Peng, J Zhang, L Zhao, R Bao, H Yang, B Fei. Faiga I delamination tuputupu aʻe o multidirectional laminates composite i lalo ole uta vaivai. J Compos Mater 2011; 45: 1077-90.
[5] L Zhao, Y Wang, J Zhang, Y Gong, Z Lu, N Hu, J Xu. O se faʻataʻitaʻiga faʻalagolago i le faʻaogaina o le malosi o le gau i le CFRP laminates multidirectional i lalo ole laiga I uta. Composite Vaega B: Inisinia 2017; 131: 196-208.
[6] L Zhao, Y Gong, J Zhang, Y Chen, B Fei. Faʻataʻitaʻiga o le tuputupu aʻe o le delamination i laminates multidirectional i lalo o le mode I ma le faʻafefiloi I / II faʻapipiʻi faʻaogaina elemene tuʻufaʻatasia. Compos Struct 2014; 116: 509-22.
[7] Y Gong, B Zhang, L Zhao, J Zhang, N Hu, C Zhang. R-curve amio o le fefiloi-mode I/II delamination i carbon/epoxy laminates faatasi ai ma fesootaiga tasi ma multidirectional. Compos Struct 2019. (I lalo o le Iloiloga).
[8] L Peng, J Xu, J Zhang, L Zhao. Fa'afefiloi auala delamination tuputupu aʻe o multidirectional composite laminates i lalo o le vaivai uta. Eng Fract Mech 2012; 96: 676-86.
[9] J Zhang, L Peng, L Zhao, B Fei. Ole fua ole fa'atuputeleina ole fa'avaivaia ole vaivai ma fa'alava ole laminate tu'ufa'atasi i lalo ole uta fefiloi. Int J Fatigue 2012; 40:7-15 .
[10] Y Gong, L Zhao, J Zhang, Y Wang, N Hu. Fa'ata'otoga o le fa'asalalauina e aofia ai le a'afiaga o le alava fa'apipi'i mo le fa'afefiloi-mode I/II delamination i CFRP multidirectional laminates. Compos Sci Technol 2017; 151:302-9.
[11] Y Gong, B Zhang, SR Hallett. Delamination migration i multidirectional composite laminates i lalo o le mode I quasi-static ma le vaivai uta. Compos Struct 2018; 189: 160–76.
[12] Y Gong, B Zhang, S Mukhopadhyay, SR Hallett. Suʻesuʻega faʻataʻitaʻiga i luga o femalagaiga delamination i laminates multidirectional i lalo o le mode II faʻapipiʻiina ma le vaivai, faʻatusatusa i le tulaga I. Compos Struct 2018; 201: 683-98.
[13] Y Gong, L Zhao, J Zhang, N Hu. O se fa'ata'ita'iga fa'aletulafono o le malosi mo le fa'alauteleina o le fa'ama'i fa'atasi ma le a'afiaga o alava lapo'a fa'apipi'i fa'atasi i laminate fa'aopoopo fa'atasi. Compos Struct 2018; 184:961-8.
[14] Y Gong, Y Hou, L Zhao, W Li, G Yang, J Zhang, N Hu. O se fa'ata'ita'iga sone felagolagoma'i e tolu laina mo le fa'atupuina o le fa'ama'i i lamina DCB fa'atasi ai ma le a'afiaga ole fa'alava fa'atasi. Compos Struct 2019. (Ia tu'uina atu)
[15] L Zhao, J Zhi, J Zhang, Z Liu, N Hu. XFEM faʻataʻitaʻiga o delamination i laminates composite. Tu'ufa'atasi Vaega A: Fa'asaienisi Fa'aaogā ma Gaosi Mea 2016; 80:61-71.
[16] Zhao Libin, Gong Yu, Zhang Jianyu. Su'esu'ega aga'i i luma i amioga fa'alautele fa'alava ole alava fa'amalosia laminate tu'ufa'atasi. Journal of Aeronautical Sciences 2019: 1-28.
Punavai:Gong Yu, Wang Yana, Peng Lei, Zhao Libin, Zhang Jianyu.Study i luga o le stratified faʻalauteleina amioga o alava carbon maualuga faʻamalosia laminates composite [C]. Inisinia ma Inisinia - Fa'afuainumera Numera ma Su'esu'ega Fa'amaumauga 2019 Koneferenisi A'oga. Sosaiete a Saina o Inisinia, Beijing Sosaiete Mechanics, 2019. auala ixueshu
Taimi meli: Nov-15-2019