Abstrakti
Lujitemuovi-metalli-yhdistelmälaminaatit (jatkossa laminaatit) ovat rakenteita, jotka muodostuvat ohuista metalli- ja lujitemuovikerroksista. Tässä väitöskirjassa tutkitaan laminaattien vaurioitumista hitaiden törmäystyyppisten iskujen vaikutuksesta. Iskuvaurioitumista tutkitaan pudotus- ja painamiskokein sekä elementtimenetelmään perustuvilla simulaatioilla.
Työn ensimmäisessä osassa tutkitaan erityisesti AZ31B-H24 magnesiumkerroksia sisältävien laminaattien iskunkestävyyttä. Tulosten mukaan laminaatin iskunkestävyys on 2024-T3 alumiinikerroksia sisältävää Glare 5 -laminaattia heikompi. Iskunkestävyyden lisäksi ensimmäisessä osassa tutkitaan iskuvaurioiden kehittymistä tarkastelemalla eri iskuenergioilla kuormitettujen koekappaleiden vaurioita. Lopuksi laminaattien iskukuormittumista tutkitaan elementtimenetelmään perustuvilla simulaatioilla.
Työn toisessa osassa keskitytään kerrostenväliseen murtumiseen, joka tapahtuu metallien ja lujitemuovien rajapinnassa. Työn tulokset osoittavat, että murtuminen laminaatin alimmaisessa rajapinnassa tapahtuu iskun aikana kahdessa eri vaiheessa. Iskun alkuvaiheessa murtuma muodostuu laminaatin normaalin suuntaisten leikkausvoimien seurauksena. Iskun paluuvaiheen aikana lujitemuovikerrokset pyrkivät suoristumaan plastisesti muovautuneita metallikerroksia enemmän. Ero materiaalivasteessa johtaa repivään kuormitukseen ja murtumiseen.
Rajapinnan murtumista ei tyypillisesti ole otettu huomioon iskumalleissa ja toisinaan ainoastaan leikkausvoimista aiheutuva murtuminen on huomioitu. Väitöskirjan tulokset osoittavat, että kaksivaiheinen murtuminen vaikuttaa merkittävästi laminaatin muodonmuutoksiin ja iskunjälkeiseen venymätilaan. Realistinen vauriotilan määrittäminen on erityisen tärkeää iskunjälkeistä lujuutta tarkasteltaessa. Tämän vuoksi jatkossa on suositeltavaa ottaa huomioon kaksivaiheinen murtuminen laminaattien iskukuormitusta mallinnettaessa.
Julkaisun otsikon käännös | Lujitemuovi-metalli-yhdistelmälaminaattien iskuvaurioituminen – tutkimus iskunkestävyydestä ja kerrostenvälisestä murtumisesta |
---|---|
Alkuperäiskieli | Englanti |
Pätevyys | Tohtorintutkinto |
Myöntävä instituutio |
|
Valvoja/neuvonantaja |
|
Kustantaja | |
Painoksen ISBN | 978-952-60-7189-3 |
Sähköinen ISBN | 978-952-60-7188-6 |
Tila | Julkaistu - 2016 |
OKM-julkaisutyyppi | G5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli) |
Tutkimusalat
- yhdistelmälaminaatit
- iskunkestävyys
- kerrostenvälinen murtuminen