Experimental Study of Deformed States of Carbon Plastics Surface Layers in Axial Tension by Digital Images Correlation Method

  • А.М. Устинов Томский государственный архитектурно-строительный университет (Томск, Россия)
  • А.А. Клопотов Томский государственный архитектурно-строительный университет (Томск, Россия) Национальный исследовательский Томский государственный университет (Томск, Россия)
  • А.И. Потекаев Национальный исследовательский Томский государственный университет (Томск, Россия)
  • Ю.А. Абзаев Томский государственный архитектурно-строительный университет (Томск, Россия)
  • В.С. Плевков Томский государственный архитектурно-строительный университет (Томск, Россия)
Keywords: deformed state, structural elements of deformation, correlation of digital images, carbon composite, composite

Abstract

This paper presents the results of experimental studies of the deformed state distribution evolution of carbon fiber reinforced plastic surface layers under tension. Structural spatial deformation elements evolve as the total deformation increases. The size of the samples of carbon fiber is 250 × 12 × 1.5 mm. The matrix of the composite is the two-component epoxy compound Resin 530+. Filler composite is the unidirectional carbon fabric Tape 530. The layered deformation distribution on the surface of the sample changes into a more uniform distribution. The laminated distribution is characterized by localized deformation foci with dimensions of 2 ÷ 6 mm and a low deformation value. Homogeneous distribution is characterized by finely dispersed regions of local deformations with dimensions less than 1 mm. Local foci of deformations do not merge in the macro-region on the surface of the CFRP, which indicates a uniform distribution of deformations in the composite until destruction. The process of destruction of carbon fiber begins when the total deformation value reaches 1.8%.

DOI 10.14258/izvasu(2018)1-10

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

А.М. Устинов, Томский государственный архитектурно-строительный университет (Томск, Россия)
аспирант кафедры металлических и деревянных конструкций Томского архитектурно-строительного университета
А.А. Клопотов, Томский государственный архитектурно-строительный университет (Томск, Россия) Национальный исследовательский Томский государственный университет (Томск, Россия)
профессор кафедры прикладной механики и материаловедения Томского архитектурно-строительного университета
А.И. Потекаев, Национальный исследовательский Томский государственный университет (Томск, Россия)
директор Сибирского физико-технического института при Томском государственном университете
Ю.А. Абзаев, Томский государственный архитектурно-строительный университет (Томск, Россия)
профессор кафедры высшей математики Томского архитектурно-строительного университета
В.С. Плевков, Томский государственный архитектурно-строительный университет (Томск, Россия)
профессор кафедры железобетонных и каменных конструкций Томского архитектурно-строительного университета

References

Manalo A., Sirimanna C., Karunasena W., McGarva L., Falzon P. Pre-impregnated Carbon Fibre Reinforced Composite System for Patch Repair of Steel I-beams // Construction and Building Materials. — 2016. — V. 105.

Haghani R., Al-Emrani M., Kliger R.. Effects of geometrical modifications on behavior of adhesive joints used to bond CFRP laminates to steel members — experimental investigation // Conference proceedings: NSCC. — 2009.

Heshmati M., Haghani R., Al-Emrani M. Durability of bonded FRP-to-steel joints: Effects of moisture, de-icing salt solution, temperature and FRP type// Composites Part. B. — 2017. — V. 119.

Ustinov A., Kopanitsa D., Abzaev Yu., Klopotov A. and et. al. Study of deformations evolution near-surface layers of adhesive joints // AIP Conference Proceedings. — 2017. — №1800.

Chowdhury E.U., Green M.F., Bisby L.A., Bénichou N., Kodur V. K. R. Thermal and Mechanical Characterization of Fibre Reinforced Polymers, Concrete, Steel, and Insulation Materials for use in Numerical Fire Endurance Modelling // Uneversi ondece documents etrouvedans: Structures under Extreme Loading, Proceedings of Protect — 2007, Whistler, B.C. — 2007.

Болтон У. Конструкционные материалы: металлы, сплавы, полимеры, керамика, композиты : карманный справочник. — М., 2004.

Любин Дж. Справочник по композиционным материалам : в 2 кн. — М., 1998.

Карлинос Д.М. Композиционные материалы : справочник. — Киев, 1985.

Геракович К. Нeурпугие cвoйcтвa кoмпозитных мaтepиалов // Mеханика. Новое в зарубежной науке. — М., 1978.

Федоров В.С., Копаница Д.Г., Клопотов А.А., Абзаев А.Ю., Устинов А.М., Данильсон А.В., Кошко Б.О. Экспериментальные исследования упругопластической деформации клеевых соединений методом корреляции цифровых изображений // Вестник Томского гос. архитектурно-строит. ун-та. — 2017. — № 2.

Копаница Д.Г., Устинов А.М., Потекаев А.И., Клопотов А.А., Марченко Е.С. Изменения напряженно-деформированных состояний приповерхностных слоев стали в процессе нагружения // Известия вузов. Физика. — 2017. — Т. 60. №9.

Вильдеман В.Э., Третьякова Т.В., Третьяков М.П. Экспериментальное исследование закономерностей деформирования и разрушения материалов при плоском напряженном состоянии // Проблемы машиностроения и надежности машин. — 2010. — №5.

Третьякова Т.В., Третьяков М.П., Вильдеман В.Э. Оценка точности измерений с использованием видеосистемы анализа полей перемещений и деформаций // Вестник Пермского гос. тех. ун-та. Механика. — 2011. — №2.
Published
2018-03-06
How to Cite
Устинов, А., Клопотов, А., Потекаев, А., Абзаев, Ю., & Плевков, В. (2018). Experimental Study of Deformed States of Carbon Plastics Surface Layers in Axial Tension by Digital Images Correlation Method. Izvestiya of Altai State University, (1(99), 58-63. https://doi.org/https://doi.org/10.14258/izvasu(2018)1-10