Lasikuitulaminaatin vaurioituminen taivutuksessa

Kenneth Söderberg, Tero Uuttu, Pekka Pankakoski

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Kuitulujitteisten komposiittirakenteiden lujuuden kannalta olennaisia ovat kuitujen ja matriisin välinen sidoslujuus, laminojen välinen sidoslujuus sekä kuitujen murtumislujuus. Vaurioitumista tarkasteltiin taivuttamalla polyesterilasikuitulaminaattia. Koekappaleet käyttäytyivät verraten yhdenmukaisesti aina maksimikuormaan asti, mutta vaurioituivat lopulta vaihtelevalla tavalla riippuen lähtötilan vikajakaumasta. Koesauvoilla, joiden kuituorientaatio oli -45°/45°, vaurioituminen tapahtui n. puolta pienemmillä kuormilla mutta huomattavasti suuremmilla venymillä kuin kuituorientaatiolla 0°/90°. Akustisen emission ns. felicity-ilmiö osoittautui lupaavaksi rakenteen vaurioitumisastetta arvioitaessa. Rikkihapon vaikutuksesta koemateriaalin taivutuslujuus ja kimmokerroin heikkenivät voimakkaasti. Tislatulla vedellä sen sijaan ei ollut vaikutusta. Yli 85 °C:n lämpötilassa lujuus laski voimakkaasti myös ilmassa. Muovikomposiittikonstruktioiden mitoituksen ja eliniän arvioimisen kehittäminen vaatii sekä mikrorakenteen että makroskooppisen tason murtumiskäyttäytymisen ymmärtämistä. Jotta tämä olisi mahdollista, tulee testaus- ja tutkimusmenetelmiä kehittää edelleen mnovikomposiittitutkimukseen sopiviksi. Muovikomposiittien käyttöön ottoa voitaisiin edistää lisäämällä suunnittelijoiden tietoutta materiaalien ominaisuuksista. Käyttäjällä pitäisi olla nykyistä vaivattomammat mahdollisuudet ennakoida rakenteen korjaus tai vaihtaminen luotettavasti ja taloudellisesti ennen lopullista murtumista.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages38
ISBN (Print)951-38-3312-7
Publication statusPublished - 1989
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number592
ISSN0358-5077

Fingerprint

fiberglass

Keywords

  • fiberglass reinforced plastics
  • polyester laminates
  • bend tests
  • failure

Cite this

Söderberg, K., Uuttu, T., & Pankakoski, P. (1989). Lasikuitulaminaatin vaurioituminen taivutuksessa. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 592
Söderberg, Kenneth ; Uuttu, Tero ; Pankakoski, Pekka. / Lasikuitulaminaatin vaurioituminen taivutuksessa. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1989. 38 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 592).
@book{f35bc268558e4ce5af5cf50d09018146,
title = "Lasikuitulaminaatin vaurioituminen taivutuksessa",
abstract = "Kuitulujitteisten komposiittirakenteiden lujuuden kannalta olennaisia ovat kuitujen ja matriisin v{\"a}linen sidoslujuus, laminojen v{\"a}linen sidoslujuus sek{\"a} kuitujen murtumislujuus. Vaurioitumista tarkasteltiin taivuttamalla polyesterilasikuitulaminaattia. Koekappaleet k{\"a}ytt{\"a}ytyiv{\"a}t verraten yhdenmukaisesti aina maksimikuormaan asti, mutta vaurioituivat lopulta vaihtelevalla tavalla riippuen l{\"a}ht{\"o}tilan vikajakaumasta. Koesauvoilla, joiden kuituorientaatio oli -45°/45°, vaurioituminen tapahtui n. puolta pienemmill{\"a} kuormilla mutta huomattavasti suuremmilla venymill{\"a} kuin kuituorientaatiolla 0°/90°. Akustisen emission ns. felicity-ilmi{\"o} osoittautui lupaavaksi rakenteen vaurioitumisastetta arvioitaessa. Rikkihapon vaikutuksesta koemateriaalin taivutuslujuus ja kimmokerroin heikkeniv{\"a}t voimakkaasti. Tislatulla vedell{\"a} sen sijaan ei ollut vaikutusta. Yli 85 °C:n l{\"a}mp{\"o}tilassa lujuus laski voimakkaasti my{\"o}s ilmassa. Muovikomposiittikonstruktioiden mitoituksen ja elini{\"a}n arvioimisen kehitt{\"a}minen vaatii sek{\"a} mikrorakenteen ett{\"a} makroskooppisen tason murtumisk{\"a}ytt{\"a}ytymisen ymm{\"a}rt{\"a}mist{\"a}. Jotta t{\"a}m{\"a} olisi mahdollista, tulee testaus- ja tutkimusmenetelmi{\"a} kehitt{\"a}{\"a} edelleen mnovikomposiittitutkimukseen sopiviksi. Muovikomposiittien k{\"a}ytt{\"o}{\"o}n ottoa voitaisiin edist{\"a}{\"a} lis{\"a}{\"a}m{\"a}ll{\"a} suunnittelijoiden tietoutta materiaalien ominaisuuksista. K{\"a}ytt{\"a}j{\"a}ll{\"a} pit{\"a}isi olla nykyist{\"a} vaivattomammat mahdollisuudet ennakoida rakenteen korjaus tai vaihtaminen luotettavasti ja taloudellisesti ennen lopullista murtumista.",
keywords = "fiberglass reinforced plastics, polyester laminates, bend tests, failure",
author = "Kenneth S{\"o}derberg and Tero Uuttu and Pekka Pankakoski",
year = "1989",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-3312-7",
series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "592",
address = "Finland",

}

Söderberg, K, Uuttu, T & Pankakoski, P 1989, Lasikuitulaminaatin vaurioituminen taivutuksessa. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, no. 592, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Lasikuitulaminaatin vaurioituminen taivutuksessa. / Söderberg, Kenneth; Uuttu, Tero; Pankakoski, Pekka.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1989. 38 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 592).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Lasikuitulaminaatin vaurioituminen taivutuksessa

AU - Söderberg, Kenneth

AU - Uuttu, Tero

AU - Pankakoski, Pekka

PY - 1989

Y1 - 1989

N2 - Kuitulujitteisten komposiittirakenteiden lujuuden kannalta olennaisia ovat kuitujen ja matriisin välinen sidoslujuus, laminojen välinen sidoslujuus sekä kuitujen murtumislujuus. Vaurioitumista tarkasteltiin taivuttamalla polyesterilasikuitulaminaattia. Koekappaleet käyttäytyivät verraten yhdenmukaisesti aina maksimikuormaan asti, mutta vaurioituivat lopulta vaihtelevalla tavalla riippuen lähtötilan vikajakaumasta. Koesauvoilla, joiden kuituorientaatio oli -45°/45°, vaurioituminen tapahtui n. puolta pienemmillä kuormilla mutta huomattavasti suuremmilla venymillä kuin kuituorientaatiolla 0°/90°. Akustisen emission ns. felicity-ilmiö osoittautui lupaavaksi rakenteen vaurioitumisastetta arvioitaessa. Rikkihapon vaikutuksesta koemateriaalin taivutuslujuus ja kimmokerroin heikkenivät voimakkaasti. Tislatulla vedellä sen sijaan ei ollut vaikutusta. Yli 85 °C:n lämpötilassa lujuus laski voimakkaasti myös ilmassa. Muovikomposiittikonstruktioiden mitoituksen ja eliniän arvioimisen kehittäminen vaatii sekä mikrorakenteen että makroskooppisen tason murtumiskäyttäytymisen ymmärtämistä. Jotta tämä olisi mahdollista, tulee testaus- ja tutkimusmenetelmiä kehittää edelleen mnovikomposiittitutkimukseen sopiviksi. Muovikomposiittien käyttöön ottoa voitaisiin edistää lisäämällä suunnittelijoiden tietoutta materiaalien ominaisuuksista. Käyttäjällä pitäisi olla nykyistä vaivattomammat mahdollisuudet ennakoida rakenteen korjaus tai vaihtaminen luotettavasti ja taloudellisesti ennen lopullista murtumista.

AB - Kuitulujitteisten komposiittirakenteiden lujuuden kannalta olennaisia ovat kuitujen ja matriisin välinen sidoslujuus, laminojen välinen sidoslujuus sekä kuitujen murtumislujuus. Vaurioitumista tarkasteltiin taivuttamalla polyesterilasikuitulaminaattia. Koekappaleet käyttäytyivät verraten yhdenmukaisesti aina maksimikuormaan asti, mutta vaurioituivat lopulta vaihtelevalla tavalla riippuen lähtötilan vikajakaumasta. Koesauvoilla, joiden kuituorientaatio oli -45°/45°, vaurioituminen tapahtui n. puolta pienemmillä kuormilla mutta huomattavasti suuremmilla venymillä kuin kuituorientaatiolla 0°/90°. Akustisen emission ns. felicity-ilmiö osoittautui lupaavaksi rakenteen vaurioitumisastetta arvioitaessa. Rikkihapon vaikutuksesta koemateriaalin taivutuslujuus ja kimmokerroin heikkenivät voimakkaasti. Tislatulla vedellä sen sijaan ei ollut vaikutusta. Yli 85 °C:n lämpötilassa lujuus laski voimakkaasti myös ilmassa. Muovikomposiittikonstruktioiden mitoituksen ja eliniän arvioimisen kehittäminen vaatii sekä mikrorakenteen että makroskooppisen tason murtumiskäyttäytymisen ymmärtämistä. Jotta tämä olisi mahdollista, tulee testaus- ja tutkimusmenetelmiä kehittää edelleen mnovikomposiittitutkimukseen sopiviksi. Muovikomposiittien käyttöön ottoa voitaisiin edistää lisäämällä suunnittelijoiden tietoutta materiaalien ominaisuuksista. Käyttäjällä pitäisi olla nykyistä vaivattomammat mahdollisuudet ennakoida rakenteen korjaus tai vaihtaminen luotettavasti ja taloudellisesti ennen lopullista murtumista.

KW - fiberglass reinforced plastics

KW - polyester laminates

KW - bend tests

KW - failure

M3 - Report

SN - 951-38-3312-7

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports

BT - Lasikuitulaminaatin vaurioituminen taivutuksessa

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Söderberg K, Uuttu T, Pankakoski P. Lasikuitulaminaatin vaurioituminen taivutuksessa. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1989. 38 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 592).