Wytrzymałości na zrywanie aluminium i kompozytów
: niedziela, 7 sty 2018, 14:01
Wraz z kolegą Zombkiem przeprowadziliśmy testy różnych materiałów, które wykorzystujemy do budowy rakiet. Chodziło o zmierzenie realnych wartości żeby mieć porównanie tego co podają producenci i literatura względem faktycznie wykorzystywanych materiałów. Wyniki będą przydatne do obliczeń przy projektowaniu przyszłych konstrukcji - przede wszystkim pod kątem rakiety PTR1
Przygotowałem 8 próbek:
1) popularny stop aluminium PA38 - próbka wycięta ze ścianki profilu wyciskanego czyli materiał ten sam co standardowe rury na korpusy silników.
2) aluminium PA6 - wycinek z blachy walcowanej
3) aluminium PA9 - wycinek z blachy walcowanej
4) szkło-epoksyd (laminat FR4 na płytki drukowane)
5) ręcznie robiony laminat: 6 warstw tkaniny węglowej 200g/m2 + żywica MGS L285 (tkaniny od Milimetra65)
6) ręcznie robiony laminat: 2 warstwy tkaniny 200g + 2 warstwy tkaniny 600g + żywica MGS L285 (tkaniny z Havel Composites)
7) laminat gotowy ze sklepu węgiel-epoksyd wszystkie warstwy ze standardowych tkanin
8 ) laminat gotowy ze sklepu węgiel-epoksyd środek z mat jednokierunkowych ułożonych naprzemiennie
Poniżej przykładowo wykres dla próbki aluminium PA6 Podsumowanie wyników: Wnioski
Dla wszystkich stopów aluminium uzyskane wyniki są wyższe niż podają producenci - bardzo dobra informacja, można zmniejszyć współczynnik bezpieczeństwa i odchudzić konstrukcję.
Do obliczeń wytrzymałościowych korpusów alu trzeba brać granicę plastyczności (po jej przekroczeniu deformacje są na tyle duże, że konstrukcja i tak ulegnie zniszczeniu).
Duży wpływ na wytrzymałość kompozytu ma ułożenie włókien, najlepiej gdy są proste (maty jednokierunkowe), pofalowanie włókien w zwykłych tkaninach znacząco pogarsza szczególnie gdy zastosujemy grubsze tkaniny. Stopień wypełnienia włóknem również jest gorszy w przypadku tkanin.
Nawet ręcznie robiony najgorszy laminat jest lepszy niż najlepsze stopy aluminium (na rozciąganie oczywiście).
Przez brak odkształcenia plastycznego kompozyty mają prawie 10x mniejszą pracę zniszczenia niż metale.
Przygotowałem 8 próbek:
1) popularny stop aluminium PA38 - próbka wycięta ze ścianki profilu wyciskanego czyli materiał ten sam co standardowe rury na korpusy silników.
2) aluminium PA6 - wycinek z blachy walcowanej
3) aluminium PA9 - wycinek z blachy walcowanej
4) szkło-epoksyd (laminat FR4 na płytki drukowane)
5) ręcznie robiony laminat: 6 warstw tkaniny węglowej 200g/m2 + żywica MGS L285 (tkaniny od Milimetra65)
6) ręcznie robiony laminat: 2 warstwy tkaniny 200g + 2 warstwy tkaniny 600g + żywica MGS L285 (tkaniny z Havel Composites)
7) laminat gotowy ze sklepu węgiel-epoksyd wszystkie warstwy ze standardowych tkanin
8 ) laminat gotowy ze sklepu węgiel-epoksyd środek z mat jednokierunkowych ułożonych naprzemiennie
Poniżej przykładowo wykres dla próbki aluminium PA6 Podsumowanie wyników: Wnioski
Dla wszystkich stopów aluminium uzyskane wyniki są wyższe niż podają producenci - bardzo dobra informacja, można zmniejszyć współczynnik bezpieczeństwa i odchudzić konstrukcję.
Do obliczeń wytrzymałościowych korpusów alu trzeba brać granicę plastyczności (po jej przekroczeniu deformacje są na tyle duże, że konstrukcja i tak ulegnie zniszczeniu).
Duży wpływ na wytrzymałość kompozytu ma ułożenie włókien, najlepiej gdy są proste (maty jednokierunkowe), pofalowanie włókien w zwykłych tkaninach znacząco pogarsza szczególnie gdy zastosujemy grubsze tkaniny. Stopień wypełnienia włóknem również jest gorszy w przypadku tkanin.
Nawet ręcznie robiony najgorszy laminat jest lepszy niż najlepsze stopy aluminium (na rozciąganie oczywiście).
Przez brak odkształcenia plastycznego kompozyty mają prawie 10x mniejszą pracę zniszczenia niż metale.