Wpływ klimatyzowania na wytrzymałość kompozytu węglowego na naciski

W niniejszym artykule zbadano wytrzymałość na naciski quasi-izotropowego laminatu włókno węglowe - żywica epoksydowa. Badania prowadzono według dwóch metod: A - z dwustronnym ścinaniem sworznia i B - z jednostronnym ścinaniem sworznia, zgodnie z normą ASTM D5961. W celu zbadania wpływu klimatyzowania na wytrzymałość na naciski laminatu, przeprowadzono testy próbek w temperaturze pokojowej oraz w 80°C, dla próbek klimatyzowanych przez 16 tygodni w środowisku 85% RH i 71°C. Badania wykazały, iż absorpcja wilgoci wpływa w sposób negatywny na wytrzymałość laminatu na naciski - w badaniach metodą A odnotowano spadek wytrzymałości o 32%, a przypadku metody B - o 13%. Za mniejszy spadek w przypadku metody B odpowiada obecność naprężenia ściskającego, wprowadzanego przez sworzeń dokręcony z momentem 2,8 Nm. Na podstawie obserwacji mikroskopowych w świetle widzialnym oraz UV (z zastosowaniem penetrantu) określono mechanizmy zniszczenia i sposoby pękania poszczególnych typów próbek.

The bearing strength of quasi-isotrpoic carbon fiber/epoxy laminate was tested by means of ASTM D5961 standard. Two configurations were tested: procedure A, for double-lap shear joint and procedure B, for single-lap shear joint. The effect of environmental conditioning was measured by testing coupons in 80°C, after conditioning for 16 weeks in 71°C/85 % humidity environment. Moisture absorption showed negative effect on laminate bearing strenght - 32% drop in strength was observed for procedure A, where in procedure B, strength decreased by 13 %. Lower amount of strength loss in case of procedure B was caused by transverse compressive force, induced by fastener torquing with 2,8 Nm torque. Microscopic observations, carried in both visible and UV light with use of fluorescent penetrant, allowed for failure mechanisms assessment and description.