ISSN:
0933-5137
Keywords:
Chemistry
;
Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Acoustic Emission Investigations on Failure Mechanisms in Carbon Fibre Reinforced PlasticsFor a reliable application of modern high-strength materials such as carbon fibre reinforced plastics the knowledges of failure mechanisms as well as detailed informations about the influence of defects occuring during the manufacturing process are necessary. To study the damage progression in fibrous composites a non destructive manner, a very sensitive test failure processes in the laminate have only microscopic dimensions.In our investigations the damage progression was studied by means of acoustic emission analysis (AEA) for different types of ply orientated containing several artifical defects, as cut-through fibres, disbonded fibres and porous matrix. In a further step internally pressurized tubes were tested to investigate the applicability of AE-results to real components. Additionally, fractographic investigations improve the interpretation of the acoustic emission data.It is shown, that AEA succeeds in monitoring damages already at a very early state of damage. At increasing loads the different types of defect emit characteristic AE, which is correlated with a void-type dependent damage progression in the laminate. These knowledges of the failure mechanisms and their typical acoustic emission allow a classification of the different types of manufacturing defects concerning their influence. So, especially the porous matrix could be shown to be the most significant failure type as it causes the largest decrease of strength. The onset of AE at porous materials, however, was found at very low load levels, so that this type of defect can be detected properly.
Notes:
Die Entwicklung moderner technischer Bauteile und Bauteilkomponenten erfordert den Einsatz hochbeanspruchbarer Leichtbauwerkstoffe, die zunehmend aus kohlenstoffaserverstärkten Epoxidharzen hergestellt werden. Der zuverlässige Einsatz derartiger Werkstoffe setzt neben der Kenntnis des Versagensablaufes auch die Prüfbarkeit der Verbunde auf Fertigungsfehler und Schädigungen infolge Betriebsbeanspruchung voraus. Die Zuverlässigkeit von Faserverbunden ist daher entscheidend von der Qualitätssicherung in der Fertigung und im späteren Betrieb abhängig. Dabei ist nicht das Auffinden jeglicher Fehlstellen von Bedeutung, sondern lediglich solcher Ungänzen, durch die die Einsatzfähigkeit des Bauteils in Frage gestellt wird. Als geeignetes Prüfverfahren hierzu hat sich die Schallemissionsanalyse (SEA) erwiesen, da sich mit ihrer Hilfe bereits in einem frühen Stadium Werkstoffveränderungen nachweisen und interpretieren lassen.Es wurde der Einfluß von fertigungsbedingten Fehlern auf den Versagensablauf und die mechanisch-technologischen Eigenschaften von CFK-Laminaten untersucht. Bei den Fehlern handelt es sich um quasinatürliche Fehler (durchtrennte Faserlage, poröse Matrix, sowie fehlende Haftung der Fasern).Der Einfluß dieser Fehler auf den Beginn und Ablauf der Schädigungen wurde mit Hilfe der SEA abhängig vom Laminataufbau (0, ± 45, 90°) beobachtet. Durch Schliffbilduntersuchungen sowie mit „InSitu“ Belastungen im REM wird die Zuordnung zwischen den Schallemissionsanalysen und den Schädigungen des Laminates ermöglicht. In einem weiteren Schritt wird die Übertragbarkeit der an Laborproben gewonnenen Erkenntnisse auf innendruckbelastete Rohre überprüft.
Additional Material:
15 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19850161009
Permalink
