Szénszál erősítésű kompozitok szakadási nyúlásának pontos meghatározása hibrid kompozit húzó próbatestek segítségével
A kőolaj alapú, mesterségesen előállított szerkezeti anyagok, vagyis a műanyagok manapság már az élet minden területén megtalálhatóak. Műanyagból készülnek az eldobható bevásárlószatyrok és PET- palackok, de a rendkívül pontos tervezést és gyártást igénylő Forma 1-es alkatrészek is. Elterjedésük hátterében sokféleségük és a többi anyaghoz képest kitűnő tömegre fajlagosított merevségük és szilárdságuk állhat. Azonban ahhoz, hogy a magas követelményeknek megfelelő termékeket és biztonságosan üzemelő szerkezeteket gyárthassunk belőlük, körültekintően kell őket megtervezni és méretezni. Ehhez elengedhetetlen az alapanyagok mechanikai tulajdonságainak pontos ismerete, amely szálerősítéses kompozitok esetén a nagyszámú elérhető szál-mátrix párosítás miatt kiemelt jelentőségű.
A kutatás célja a húzóvizsgálatból meghatározott jellemzők pontosságának növelése egy új próbatest típus alkalmazásával. Erre azért van szükség, mert a jelenleg széles körben elterjedt szabványos próbatestekkel mért eredmények sok esetben nem teljesen pontosnak, hiszen a próbatestek a szakítóvizsgálat során tipikusan a befogások közelében mennek tönkre, az ott fellépő feszültségkoncentráció következtében.
Az alkalmazott megoldás az idő előtti, nem kívánatos helyen történő tönkremenetelre az, hogy hibrid kompozit húzó próbatesteket állítunk elő, amelyek a vizsgálat tárgyát képező szénszál erősítésű kompozitból és az azt mindkét oldalról körülvevő üvegszál erősítésű kompozit rétegekből állnak. Ennek előnye, hogy a gondosan megtervezett vastagságú és anyagú, kívül elhelyezkedő üvegszálas rétegek viselik a befogási pontok körüli megnövekedett feszültséget, ezzel megvédve a belső szénszál erősítésű réteget, amely így a tényleges szakadási nyúlásánál megy tönkre. A szénszálas réteg törésekor egy jól detektálható feszültség esés jelenik meg a feszültség-nyúlás görbén, amely lehetővé teszi a szakadási nyúlás kiértékelését.
szerzők
-
Tornyos Szilárd
Gépészmérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc) -
Tornyos Szilárd
Gépészmérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Czél Gergely
Egyetemi docens, Polimertechnika Tanszék