Aplikace pevnostních kritérií pro dlouhovlákenné kompozitní materiály na případu letecké vzpěry

Bc. Václav Vomáčko

Diplomová práce

Application of failure criteria for continuous composite materials for case of airplane strut

Anotace:

Cílem práce je ověřit funkčnost letecké vzpěry z uhlíkového laminátu. Tento cíl je naplňován v několika krocích. První část práce se věnuje teorii dlouhovlákenných kompozitních materiálů se zaměřením na jejich pevnostní kritéria. Jsou provedeny zkoušky tahem, tlakem a ohybem pro tři typy skladby laminátu. Je vytvořena simulace ohybové zkoušky, která je na základě naměřených dat validována a jsou porovnány indexy porušení pevnostních kritérií. V další části je popsána výroba modelu křídla, které je použito ve dvou typech reálných testů, jimž předchází konečněprvková simulace. Mechanismy porušení a odhady zatížení, při kterém dojde k porušení, byly v simulacích dobře predikovány a funkčnost vzpěry byla ověřena.

Abstract:

The aim of this thesis is to verify functionality of an airplane strut made of carbon fiber laminate. This goal was achieved in several steps. Firstly, the thesis describes the theory of continuous composite materials with focus on failure criteria. Tensile, compressive and flexural tests are made for three layups of laminate. A simulation of flexural test was performed to validate FEM model with measured values. The results of failure criteria were compared. The next part describes the manufacturing of the airplane strut model, which is used for two types of mechanical tests. Prior to the tests, FEM simulations had been executed. The simulations predicted the failure mechanism correctly and offered good estimation of critical load. The functionality of the airplane strut was verified.

Klíčová slova

kompozitní materiál, uhlíková vlákna, pevnostní kritérium, MKP, Ansys, měření, vakuová infuze

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 1. 6. 2020

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. Ing. Petr Šidlof, Ph.D.

Technická univerzita v Liberci

Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií

Magisterský studijní program / obor:
Aplikované vědy v inženýrství / Aplikované vědy v inženýrství