Fiberbrott i komposit (FiKom)

Diarienummer 2009-01323
Koordinator GKN AEROSPACE SWEDEN AB - Volvo Aero Aktiebolag
Bidrag från Vinnova 1 200 000 kronor
Projektets löptid januari 2010 - december 2012
Status Avslutat

Syfte och mål

Polymerkompositer är generellt spröda material och istället för plasticitet så uppkommer en progressiv skadetillväxt vid t.ex. spänningskoncentrationer som relaxerar spänningarna. Rent elastiska analyser med uppmätta materialegenskaper från kupongtest underskattar därför hållfastheten och man måste istället prova fram hållfasthetsvärden på laminatnivå. Dessa värden varierar med material, laminatupplägg, tjocklek o.s.v. och är mycket dyra att testa fram. För att drastiskt kunna reducera provningen har på senare tid därför allt större fokus lagts på att ta fram modeller och metoder att simulera progressiv skadetillväxt och de modellerna börjar även implementeras i kommersiella Finita Element (FE) program. Som indata kräver modellerna brottspänningar och brottenergier. För det senare finns det idag ingen accepterad provmetod. Speciellt vid kompressionsbrott är detta ett problem, eftersom det förväntas att den skadade zonen alltid kan bära en viss last och man skulle därför direkt, genom experiment, vilja mäta upp spännings-töjningssambandet inom skadezonen. Målet för detta projekt är att applicera de vid Högskolan i Skövde (HS) utvecklade metoderna för att direkt mäta ett materials mjuknande vid fiberbrott (kohesiv lag) i kompositer under både drag och tryckbelastning.

Resultat och förväntade effekter

Projektet FiKom ska leverera en verifierad provmetod för bestämning av energidissipationen vid fiberbrott samt materialdata från dessa prov för VACs material. Dessa är nödvändiga byggstenar i utvecklandet av metoder för progressiva skadeanalyser i kompositer. Projektet avslutas med en analys och beskrivning av vad denna typ av materialdata ställer för krav på formuleringen av skademodeller och hur de kommersiellt implementerade modellerna motsvarar dessa krav. För HS del innebär projektet en möjlighet att stärka sin verksamhet inom kompositområdet genom att utnyttja sin goda position inom kohesiv modellering och framförallt inom experimentella metoder att mäta kohesiva lagar. Ett framgångsrikt genomförande av projektet kommer att ge HS en internationell roll inom området. Idéerna är dock aktuella även för andra forskare och ett internationellt samarbete är möjligt, t.ex. inom EU-projekt.

Upplägg och genomförande

För att nå målet med projektet har arbetet lagts upp i tre steg: Utvärdering av existerande provkroppar och datautvärderingsmetoder, utveckling av testmetod och experimentellt arbete, samt slutsatser om testningen i relation till simuleringsaktiviteter.

Texten på denna sida har projektgruppen själv formulerat och innehållet är ej granskat av våra redaktörer.