Nośność i postacie zniszczenia bezadhezyjnego połączenia metal-kompozyt do wprowadzania obciążeń skupionych w struktury kompozytowe z preimpregnatów węglowych

W celu poznania nośności statycznej, przebiegu zmian sztywności oraz postaci zniszczenia bezadhezyjnego połączenia metal-kompozyt (BPMK), stanowiącego węzeł do wprowadzania obciążeń skupionych w powłoki nośne wykonane z preimpregnatów węglowych w technologii VBO (Vacuum-Bag-Only), przeprowadzono próby nośności elementu badawczego modelującego fragment struktury nośnej płatowca. Wyniki porównywano z wynikami uzyskiwanymi dla takiego samego węzła z kompozytem wykonanym techniką przesycania kontaktowego. Mimo lepszych własności wytrzymałościowych preimpregnatu nośność BPMK dla tego surowca okazała się nieco niższa w stosunku do rozwiązania referencyjnego. Prawdopodobną tego przyczyną jest większa koncentracja naprężeń normalnych oraz stycznych wynikająca z różnić w objętościowym udziale zbrojenia oraz sposobie formowania laminatu w obu porównywanych przypadkach. Badania metodą tomografii komputerowej wykazały, iż zniszczenie laminatu zaczyna się po stronie ściskanej węzła.

Test were carried out to determine the load capacity, stiffness changes and failure modes of the non-adhesive metal-composite joint used for application of concentrated loads to composite shell structures made of carbon-epoxy VBO (Vacuum-Bag-Only) prepregs. These test results were compared against those obtained for similar joint designed for application of concentrated load to composite shell structure made with wet lay-up method. In spite of better mechanical properties of composite made with prepregs the load capacity of the former was slightly lower than that of the latter. The reasons for this can be higher normal and shear stress concentrations resulting from the difference in fibre volume fraction and the way the reinforcement layers were laid down. The results of CT (Computed Tomography) inspection indicated that the laminate failure initiated in the region of structure subjected to compression.