Strona 1 z 1

Wytrzymałości na zrywanie aluminium i kompozytów

: niedziela, 7 sty 2018, 14:01
autor: Kacper
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

20180105_203039.jpg
20180105_203039.jpg (85.62 KiB) Przejrzano 964 razy
20180105_203654.jpg
20180105_203654.jpg (77.6 KiB) Przejrzano 964 razy
Poniżej przykładowo wykres dla próbki aluminium PA6
wykres2 PA6.png
wykres2 PA6.png (88.68 KiB) Przejrzano 964 razy
Podsumowanie wyników:
wyniki.png
wyniki.png (8.06 KiB) Przejrzano 964 razy
Wnioski

Dla wszystkich stopów aluminium uzyskane wyniki są wyższe niż podają producenci - bardzo dobra informacja, można zmniejszyć współczynnik bezpieczeństwa i odchudzić konstrukcję. :twisted:

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.

Re: Wytrzymałości na zrywanie aluminium i kompozytów

: niedziela, 7 sty 2018, 16:28
autor: jaskiniowiec
Wpływ jakości żywic, ich producent, typ, rodzaj utwardzacza należy uznać za mało istotny? Wszak większość wytrzymałości to jednak sprawa włókien.

Re: Wytrzymałości na zrywanie aluminium i kompozytów

: niedziela, 14 sty 2018, 00:32
autor: Kacper
W przypadku rozciągania żywica ma bardzo mały wpływ, przy zgniataniu/zginaniu będzie to ważna kwestia.