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Vergleich der Reacktion von kohlenstoffaser verstärkerkten Kunststoffen auf Schlag mit niedriger und hoher Geschwindigkeit
Eigenschaften waren besser als bei Hybridstoffen mit Kohlenstoffaserhaut und Aramidfaserkern. Eine mfgliche Erkl~irung fiir die positive Wirkung bei den ACA-Hybridstoffen kann in der Dehnungsratenabh/ingigkeit dieser Materialien liegen. Es werden die Grtinde fiir eine hohe Dehnungsratenabh/ingigkeit diskutiert.
PP 545 to 551
A comparison of the low and high velocity impact response ofCFRP W. J. Cantwell* andJ. Morton ~(* Swiss Federal Institute of TechnologyF Virginia Polytechnic Institute, USA) A series of low and high velocityimpact tests have been conducted on a wide range of CFRP laminates to examine the initiation and development of damage under these two widely differing forms of loading conditions. For conditions of low velocity impact loading the size and shape of the target determines its energy-absorbing capability and therefore its impact response. High velocity impact loading by a fast moving projectile induces a localized form of target response and the level of damage incurred does not, therefore, appear to be governed by the areal size of the component. The effect of such loading on the residual tensile strength has also been assessed. It is concluded that highvelocity impact loading by a small projectile is generally more detrimental to the intregrity of a composite structure than low velocity drop-weight impact loading. C F R P - comparaison de ia r~action h rimpact h vitesse faible et ~lev~e W. J. Cantwell* etJ. Morton t (* Swiss Federal Institute of Technology/T Virginia Polytechnic Institute, USA) Une s6rie d essais au choc, vitesse faible et 61ev6e, a 6t6 r6alis6e sur une gamme 6tendue de stratifi6s CFRr' (plastiques renforc6s fibre de carbone), afin d'examiner l'amorce et le d6veloppement des d6gglts, dans le cas de ces deux formes tr~s diff6rentes d'applications de charge. S'agissant de la charge d'impact h faible vitesse, la taille et la forme de la cible semblent d6terminer la capacit6 d'absorption d'6nergie, et par cons6quent, la r6action ~ l'impact du mat6riau. Par contre, la charge d'impact ~ vitesse 61ev6e provoqu6e par un projectile ~ d6placement rapide, donne une forme localis6e de r6action de cible; par cons6quent, le niveau d'endommagement ainsi caus6, ne semble pas 6tre r6gi par la superficie du composant. On a 6galement 6valu6 l'effet d'une telle charge sur la r6sistance ~ la traction r6siduelle. En guise de conclusion, l'expos6 affirme que la charge d'impact ~ vitesse 61ev6e, provoqu6e par un petit projectile, a g6n6ralement un effet plus nuisible sur l'int6grit6 d'une structure composite qu'une charge d'impact caus6e par une masse tombante h faible vitesse. Vergleich der Reaktion von kohlenstoffaserverst~irkten Kunststoffen auf Schlag mit niedri~er und hoher Geschwindigkeit W. J. Cantwell* undJ. Morton ¢ (* Swiss Federal Institute of Technology/' Virginia Polytechnic Institute, USA) Es wurde eine Serie von Schlagversuchen mit niedriger und hoher Geschwindigkeit anvielen verschiedenen kohlenstoffaserverst~irkten Schichtpressstoffen zur Untersuchung der Einleitung und Entwicklung von Schaden unter diesen beiden stark unterschiedlichen Belastungsformen durchgeftihrt. Bei Schlagbelastung mit niedriger Geschwindigkeit bestimmen Gr6sse und Form des Ziels seine energieabsorbierende F/ihigkeit und daher seine Reaktion auf den Schlag. Bei Schlagbelastung mit hoher Geschwindigkeit mittels einem sich schnell bewegenden Geschoss erfolgt eine lokalisierte Form von Zielreaktion, und das Ausmass des entstehenden Schadens scheint daher nicht von der F1/ichengrOsse des Teils abzuh/ingen. Es ist auch die Wirkung einer solchen Belastung auf die Restzugfahigkeit beurteilt worden. Es wird gefolgert, dass eine Schlagbelastung mit hoher Geschwindigkeit mittels einem kleinen Geschoss im allgemeinen nachteiliger fiir die Integrit/it einer Verbundstoffstruktur als die Fallgewicht-Schlagbelastung mit niedriger Geschwindigkeit ist.
PP 553 to 558
Diametral compression ofpultruded composite rods as a quality control test J. M. Chisholm*, H. T. Hahn* andJ. G. Williams t (* Pennsylvania State University/t Conoco Inc, USA) A diametral compression test involving the loading of a rod perpendicular to its longitudinal axis was used to determine the transverse tensile strength of pultruded, circular, small diameter, unidirectional composite rods. The test method is convenient because it involves a simple compression test and specimen preparation is easy because it only requires cutting the rod into short length segments. Data reduction is also simple since a closed-form solution is used to relate the applied load to the transverse tensile stress. Material systems studied include graphite and Kevlar fibres with several combinations of matrix. The test method may have merit as a quality control test to evaluate the relative performance of pultruded rod material. Rod length affected transverse tensile strength with shorter rods yielding higher strengths in most of the systems; this effect was verified using Weibull statistical theory. Compression diam~trale de barres composites produites par pultrusion, comme essai de contrble de la qualit~ J. M. Chisholm*, H. T. Hahn* etJ. G. Williams t (* Pennsylvania State University/t Conoco Inc, USA) Un essaide compression diam6trale, faisant intervenir une charge appliqu6e sur une barre perpendiculairement h son axe longitudinal, a servi ~ d6terminer la r6sistance ~ la traction transversale de barres composites unidirectionnelles, circulaires, de faible diam~tre, produites par pultrusion. Cette m6thode d'essai est pratique, en ce sens qu'elle implique un essai de compression simple; par ailleurs, la pr6paration des 6prouvettes est facile, car il suffit de d6couper la barre en segments de petite longueur. La r6duction des donn6es est 6galement une op6ration simple, 6tant donn6 que l'on utilise une solution h structure ferm6e pour mettre en rapport la charge appliqu6e et la contrainte de traction transversale. Au nombre des syst~mes de mat6riaux 6tudi6s, il convient de citer les fibres graphite et Kevlar, avec plusieurs combinaisons de m61anges-maitres. Cette m6thode d'essai peut avoir un
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COMPOSITES. NOVEMBER 1989
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A comparison of the low and high velocity impact response ofCFRP W. J. Cantwell* andJ. Morton ~(* Swiss Federal Institute of TechnologyF Virginia Polytechnic Institute, USA) A series of low and high velocityimpact tests have been conducted on a wide range of CFRP laminates to examine the initiation and development of damage under these two widely differing forms of loading conditions. For conditions of low velocity impact loading the size and shape of the target determines its energy-absorbing capability and therefore its impact response. High velocity impact loading by a fast moving projectile induces a localized form of target response and the level of damage incurred does not, therefore, appear to be governed by the areal size of the component. The effect of such loading on the residual tensile strength has also been assessed. It is concluded that highvelocity impact loading by a small projectile is generally more detrimental to the intregrity of a composite structure than low velocity drop-weight impact loading. C F R P - comparaison de ia r~action h rimpact h vitesse faible et ~lev~e W. J. Cantwell* etJ. Morton t (* Swiss Federal Institute of Technology/T Virginia Polytechnic Institute, USA) Une s6rie d essais au choc, vitesse faible et 61ev6e, a 6t6 r6alis6e sur une gamme 6tendue de stratifi6s CFRr' (plastiques renforc6s fibre de carbone), afin d'examiner l'amorce et le d6veloppement des d6gglts, dans le cas de ces deux formes tr~s diff6rentes d'applications de charge. S'agissant de la charge d'impact h faible vitesse, la taille et la forme de la cible semblent d6terminer la capacit6 d'absorption d'6nergie, et par cons6quent, la r6action ~ l'impact du mat6riau. Par contre, la charge d'impact ~ vitesse 61ev6e provoqu6e par un projectile ~ d6placement rapide, donne une forme localis6e de r6action de cible; par cons6quent, le niveau d'endommagement ainsi caus6, ne semble pas 6tre r6gi par la superficie du composant. On a 6galement 6valu6 l'effet d'une telle charge sur la r6sistance ~ la traction r6siduelle. En guise de conclusion, l'expos6 affirme que la charge d'impact ~ vitesse 61ev6e, provoqu6e par un petit projectile, a g6n6ralement un effet plus nuisible sur l'int6grit6 d'une structure composite qu'une charge d'impact caus6e par une masse tombante h faible vitesse. Vergleich der Reaktion von kohlenstoffaserverst~irkten Kunststoffen auf Schlag mit niedri~er und hoher Geschwindigkeit W. J. Cantwell* undJ. Morton ¢ (* Swiss Federal Institute of Technology/' Virginia Polytechnic Institute, USA) Es wurde eine Serie von Schlagversuchen mit niedriger und hoher Geschwindigkeit anvielen verschiedenen kohlenstoffaserverst~irkten Schichtpressstoffen zur Untersuchung der Einleitung und Entwicklung von Schaden unter diesen beiden stark unterschiedlichen Belastungsformen durchgeftihrt. Bei Schlagbelastung mit niedriger Geschwindigkeit bestimmen Gr6sse und Form des Ziels seine energieabsorbierende F/ihigkeit und daher seine Reaktion auf den Schlag. Bei Schlagbelastung mit hoher Geschwindigkeit mittels einem sich schnell bewegenden Geschoss erfolgt eine lokalisierte Form von Zielreaktion, und das Ausmass des entstehenden Schadens scheint daher nicht von der F1/ichengrOsse des Teils abzuh/ingen. Es ist auch die Wirkung einer solchen Belastung auf die Restzugfahigkeit beurteilt worden. Es wird gefolgert, dass eine Schlagbelastung mit hoher Geschwindigkeit mittels einem kleinen Geschoss im allgemeinen nachteiliger fiir die Integrit/it einer Verbundstoffstruktur als die Fallgewicht-Schlagbelastung mit niedriger Geschwindigkeit ist.
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Diametral compression ofpultruded composite rods as a quality control test J. M. Chisholm*, H. T. Hahn* andJ. G. Williams t (* Pennsylvania State University/t Conoco Inc, USA) A diametral compression test involving the loading of a rod perpendicular to its longitudinal axis was used to determine the transverse tensile strength of pultruded, circular, small diameter, unidirectional composite rods. The test method is convenient because it involves a simple compression test and specimen preparation is easy because it only requires cutting the rod into short length segments. Data reduction is also simple since a closed-form solution is used to relate the applied load to the transverse tensile stress. Material systems studied include graphite and Kevlar fibres with several combinations of matrix. The test method may have merit as a quality control test to evaluate the relative performance of pultruded rod material. Rod length affected transverse tensile strength with shorter rods yielding higher strengths in most of the systems; this effect was verified using Weibull statistical theory. Compression diam~trale de barres composites produites par pultrusion, comme essai de contrble de la qualit~ J. M. Chisholm*, H. T. Hahn* etJ. G. Williams t (* Pennsylvania State University/t Conoco Inc, USA) Un essaide compression diam6trale, faisant intervenir une charge appliqu6e sur une barre perpendiculairement h son axe longitudinal, a servi ~ d6terminer la r6sistance ~ la traction transversale de barres composites unidirectionnelles, circulaires, de faible diam~tre, produites par pultrusion. Cette m6thode d'essai est pratique, en ce sens qu'elle implique un essai de compression simple; par ailleurs, la pr6paration des 6prouvettes est facile, car il suffit de d6couper la barre en segments de petite longueur. La r6duction des donn6es est 6galement une op6ration simple, 6tant donn6 que l'on utilise une solution h structure ferm6e pour mettre en rapport la charge appliqu6e et la contrainte de traction transversale. Au nombre des syst~mes de mat6riaux 6tudi6s, il convient de citer les fibres graphite et Kevlar, avec plusieurs combinaisons de m61anges-maitres. Cette m6thode d'essai peut avoir un
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