Estimation of strength parameters of aviation products made of polymer composites based on Markov chain theory

The study investigates the fatigue strength of a component made of a glass composite material with polyester matrix, manufactured using a contact method (I) and by vacuum bagging (II). Modeling was carried out only for composite material II, due to significant spread of the strength of the composite material manufactured by contact lamination I, which means that such a material does not guarantee repeatability of the test results. Estimation of the composite material fatigue strength and residual strength was performed using a mathematical model based on the Markov chain theory. The model assumed that the material failure occurs at certain critical microvolume of the components operating within the plastic range. Observed relationships between the probability values and the distribution parameters for the tatic strength of the composite components, as well as the load values allow for deriving a fatigue curve equation. Obtained results are presented in the tables.

W pracy zbadano wytrzymałość zmęczeniową kompozytu szklanego o osnowie poliestrowej, wytworzonego metodą kontaktową (I) i metodą worka próżniowego (II). Modelowanie przeprowadzono tylko dla kompozytu II, ze względu na znaczny rozrzut wytrzymałości kompozytu wykonanego metodą laminowania kontaktowego I, co oznacza kompozyt ten nie daje gwarancji powtarzalności wyników badania. Do szacowania wytrzymałości zmęczeniowej i wytrzymałości resztkowej kompozytów zastosowano model matematyczny bazujący na teorii łańcuchów Markowa. W modelu założono, iż zniszczenie materiału zachodzi przy pewnej krytycznej mikroobjętości komponentów pracujących w zakresie sprężystym. Zaobserwowane związki prawdopodobieństw z parametrami rozkładu wytrzymałości statycznej komponentów kompozytów i wielkości obciążeń pozwalają otrzymać równanie krzywej zmęczeniowej. Uzyskane wyniki badań zestawiono w tabelach.