III i IV kwartał 2011

III KONFERENCJA RADY PARTNERÓW CZT AERONET i PANELE EKSPERTÓW PROJEKTU 12 – 13 Grudnia 2011 r.

„Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym”

PROJEKT W SPÓŁFINANSOWANY PRZEZ UNIĘ EUROPEJSKĄ ZE ŚRODKÓW EUROPEJSKIEGO FUNDUSZU ROZW OJU REGIONALNEGO

ZB 9 Metaliczne materiały kompozytowe w aplikacjach lotniczych w tym

materiały typu Glare

Lider merytorycznyProf. dr hab. Barbara Surowska, dr hab. inż. Romana Śliwa

Instytucje partnerskie w zadaniuPolitechnika Lubelska, Politechnika Rzeszowska, Politechnika ŚląskaInstytut Techniczny Wojsk Lotniczych, Instytut Lotnictwa, IPPT PAN

Odlewy szkieletowe

Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych

12000

14000

16000

18000

20000

0 2 4 6 8 10 12udział umocnienia, %mas.

udar

ność

, J/m

2

stan surowy

przesycanie

pełna obróbka

Zależność między udziałem fazy umacniającej (%mas.) a udarnością (J/m2) po różnych zabiegach obróbki cieplnej

Kompozyty umacniane cząstkami

Politechnika Śląska

0,0007 0,0006

0,0014

0 0,0003 0,0004 0,00010,0011

0,00180,0004 0,0005

0,0008 0,0036 0,003

0,0049

0

0,0002

0

0

0,001

0,002

0,003

0,004

0,005

0,006

ubyt

ek m

asy,

g

Ubytek masy kompozytu, g

Ubytek masy trzpienia, g

Ubytek masy badanych skojarzeń tribologicznych PA31+15%SiC, PA31+15%WS, PA31+15%(SiC+WS)

Obraz 3D śladu tarcia powierzchni kompozytu PA31+15%(SiC+WS)

Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych

Kompozyty metalowo-ceramiczne wytwarzane przez infiltrację ciśnieniową

metalu do pianek ceramicznych

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

20

40

60

80

100

120

wartości doświadczalne wartości wyliczone

Śre

dnia

sre

dnic

a ok

na,

m

Lepkość pozorna, Pas (=9s-1)

Zależność średniej średnicy okna w ściance pianki korundowej od lepkości zawiesiny przeznaczonej do spieniania.

Politechnika Rzeszowska ITWL

Prawdopodobieństwo wykrycia uszkodzenia

Szacowanie rozmiaru uszkodzenia

Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych

Politechnika Lubelska

Wytwarzanie i badanie kompozytów typu Glare

Instytut Lotnictwa

Kompozyt węglowy temp. -196C

Wytworzono laminaty tytan/kompozyt węglowo-epoksydowy

Badanie NDT - mikrotomograf

Mikrostruktura

Wytrzymałość na rozciąganie

Referaty na konferencjach:1. Myalski J., Właściwości tribologiczne materiałów kompozytowych

zawierających węgiel szklisty, XI Kongres Budowy i Eksploatacji Urządzeń technicznych, Radom, 2011,

2. Wieczorek J., Tribologiczne właściwości kompozytów o osnowie stopu aluminium poddanych obróbce plastycznej, kompozytów, XI Kongres Budowy i Eksploatacji Urządzeń technicznych, Radom, 2011,

3. Potoczek M., Śliwa R.E., Characteristics of AlMg/Al2O3 interpenetrating composites obtained by metal infiltration into gelcast Al2O3 foams” „Supply on the Wings” 02-04.11.2011 Frankfurt, Germany

4. Potoczek M., Śliwa R.E., Pęcherski R., Nowak Z., Nowak M., Modeling of ceramic foam structures designed as matrixes for interpenetrating composites, 21-st International Workshop on Computational Mechanics of Materials, 22-24.08.2011, Limerick, Ireland.

5. Potoczek M., Śliwa R.E., Pęcherski R., Nowak Z., Nowak M., Modelowanie struktury geometrycznej i wytrzymałości na ściskanie pianek ceramicznych przeznaczonych do infiltracji ciekłymi metalami. IX-ta Konferencja Odkształcalności Metali i Stopów. 22-25.11.2011, Łańcut.

Dane do wskaźników realizacji celów projektu

6. Bieniaś J., Surowska B., Dębski H., Failure analysis of Fibre Metal Laminates using experimental and FEA methods; International Workshop on Computational Mechanics of Materials, Limerick-Ireland, August 2011

7. Bieniaś J., Surowska B., Wpływ przygotowania powierzchni na wytrzymałość połączenia metal kompozyt w laminatach FML, INPO 2011, Wisła Jawornik wrzesień 2011

8. Bieniaś J., Rudawska A., Analiza powierzchni metalu w kompozytach typu FML, INPO 2011, Wisła Jawornik wrzesień 2011

9. Jakubczak P., Majerski K.,: Struktura i właściwości laminatów szklano/epoksydowych, Sympozjum Inżynierowie Nowej Ery, Lublin 2011

10. Bieniaś J., Ostapiuk M., Surowska B., Wytwarzanie i analiza strukturalna laminatów tytan-kompozyt wzmacniany włóknami węglowymi oraz szklanym, XI Ogólnopolska Konferencja Tytan i jego stopy, Myczkowce październik 2011

Dane do wskaźników realizacji celów projektu

11. Bieniaś J., Jakubczak P.,: Badania wybranych właściwości wytrzymałościowych laminatów hybrydowych: tytan-kompozyt węglowo/epoksydowy, XI Ogólnopolska Konferencja Tytan i jego stopy, Myczkowce październik 2011

12. Dębski H., Ostapiuk M.: Numerical FEM analysis for the part of composite helicopter rotor blade. XII Konferencja Naukowo-Techniczna Techniki Komputerowe w inżynierii, październik 2011, Słok k. Bełchatowa

13. Krzysztof Majerski, Jarosław Bieniaś, Monika Ostapiuk, Identyfikacja porowatości w kompozytach węglowo i szklano/epoksydowych metodą mikrotomografii komputerowej, Międzynarodowa Konferencja Diagnostyka 2011, Male, Italia grudzień 2011

14. Ostapiuk M., Bieniaś J., Jakubczak P., Surowska B.,: Identyfikacja nieciągłości w kompozytowych panelach sandwiczowych z wykorzystaniem mikrotomografii komputerowej, Międzynarodowa Konferencja Diagnostyka 2011, Male, Italia grudzień 2011

Publikacje 1. Myalski J.: Właściwości tribologiczne materiałów

kompozytowych zawierających węgiel szklisty, Tribologia, nr 4/11, s.203-210

2. Myalski J., Wieczorek J. , Płachta A: Assesment of the composite deformation, composites with aluminium matrix designer for the metal forming, Kompozyty 2011 (w druku)

3. Myalski J., Wieczorek J. : Physical and mechanical properties of composites with aluminum alloy matrix designed for metal forming , Kompozyty 2011 (w druku)

4. Wieczorek J., Myalski J.: Tribologiczne właściwości kompozytów o osnowie stopu aluminium poddanych obróbce plastycznej kompozytów , (w druku)

5. Dragan K.: Application of the image processing techniques for the composite damage detection on the example of disbonds in the aerospace components, AERONAUTICAINTEGRAnr 1/2011 (9). str.19-24.

Dane do wskaźników realizacji celów projektu

6. Bieniaś J., Surowska B., Wpływ przygotowania powierzchni na wytrzymałość połączenia metal kompozyt w laminatach FML, Inżynieria Materiałowa, 4 (2011) 341-343

7. Bieniaś J., Rudawska A., Analiza powierzchni metalu w kompozytach typu FML, Inżynieria Materiałowa, 4 (2011) 337-340

8. Bieniaś J., Ostapiuk M., Surowska B., Fraktografia i analiza zniszczenia kompozytów węglowo/epoksydowych poddanych obciążeniom statycznym i dynamicznym w podwyższonych temperaturach, Acta Mechanica et Automatica 6(1) (2012) (w druku)

9. Jakubczak P., Majerski K.,: Struktura i właściwości laminatów szklano/epoksydowych, monografia, Sympozjum Inżynierowie Nowej Ery, Lublin 2011

10. Potoczek M., Śliwa R.E., Pęcherski R., Nowak Z., Nowak M.: Modelowanie struktury geometrycznej i wytrzymałości na ściskanie pianek ceramicznych przeznaczonych do infiltracji ciekłymi metalami. Rudy i Metale Nieżelazne nr 11, vol.56, str. 594-598, 2011.

11. Potoczek M., Śliwa R.E.: Microstructure and physical properties of AlMg/Al2O3 interpenetrating composites fabricated by metal infiltration into ceramic foams, Archives of Metallurgy and Materials, po recenzji, w druku

Dane do wskaźników realizacji celów projektu

Prace magisterskie obronione:1. Jakubczak Patryk: Proces wytwarzania laminatu

metalowo-włóknistego. Promotor: prof. dr hab. Surowska Barbara

2. Kowalczyk Łukasz: Wstępna ocena jakości laminatu metalowo-włóknistego. Promotor: dr inż. Bieniaś Jarosław

3. Majerski Krzysztof: Badania zniszczenia kompozytów węglowo-epoksydowych. Promotor: dr inż. Bieniaś Jarosław

4. Czerkies Paweł: Numeryczne modelowanie zniszczenia kompozytu węglowo-epoksydowego. Promotor: dr inż. Dębski Hubert

Dane do wskaźników realizacji celów projektu

Prace inżynierskie planowane1. Beń Agnieszka: Badania odporności korozyjnej kompozytów typu FML.

Promotor: dr inż. Bieniaś Jarosław, luty 20122. Brzeski Andrzej: Identyfikacja nieciągłości strukturalnych w

kompozytach FML. Promotor: dr inż. Bieniaś Jarosław, luty 20123. Kaczor Magdalena: Badania wybranych właściwości mechanicznych

laminatów: tytan-kompozyt węglowo/epoksydowy. Promotor: prof. dr hab.Surowska Barbara, luty 2012

4. Marek Katarzyna: Badania procesów zniszczenia w kompozytach typu FML. Promotor: prof. dr hab..Surowska Barbara , luty 2012

5. Michalski Marcin: Badania wytrzymałości połączenia metal-kompozyt węglowo/epoksydowy. Promotor: dr inż. Bieniaś Jarosław, luty 2012

6. Szymborski Bartosz: Badania wybranych właściwości materiałów typu metal-kompozyt kevlarowo/ epoksydowy. Promotor: dr inż. Bieniaś Jarosław, luty 2012

Dane do wskaźników realizacji celów projektu

Prace magisterskie planowane (realizowane):

1. Marcin SZWED: Opracowanie technologii wykonania odlewów szkieletowych z kompozytów umacnianych fazami międzymetalicznymi, promotor: dr hab.inż. Mirosław Cholewa

2. Dariusz KIK: Ocena własności wytrzymałościowych kompozytowych konstrukcji szkieletowych z lepkosprężystym wypełnieniem, promotor: dr hab.inż. Mirosław Cholewa

3. Dawid ŻUK : Badania własności mas formierskich z poliglikolem, promotor: dr hab.inż. Mirosław Cholewa

4. Przemysław WIAK : Analiza pękania laminatów FML. Promotor: prof. dr hab. Surowska Barbara, czerwiec 2012

Dane do wskaźników realizacji celów projektu

Dane do wskaźników realizacji celów projektu

Rozprawa doktorska (w realizacji)• mgr inż. Tomasz SZUTER: Kompozytowa konstrukcja

ciecz-ciało stałe na bazie aluminiowych odlewów szkieletowych , promotor: dr hab.inż. Mirosław Cholewa

Rozprawa habilitacyjna (w trakcie przygotowania do recenzji wydawniczej):

• M. Potoczek „Kształtowanie mikrostruktury piankowych materiałów ceramicznych”

Udział:studentów 10 doktorantów 3innych wykonawców 18

Stan współpracy z przedsiębiorstwami Doliny Lotniczej

PZL Świdnik S.A. – stałe konsultacje, udział w szkoleniach NDT (PL, ITWL)

Główne wnioski

• W odlewach szkieletowych najwyższą udarność otrzymano dla stopów z 5% fazy umacniającej poddanych przesycaniu.

• Najkorzystniejszym z punktu widzenia trwałości układu tribologicznego jest skojarzenie żeliwnego trzpienia z kompozytem wzmacnianym mieszaniną cząstek SiC i węgla szklistego.

• Opracowano technologię wytwarzania pianek korundowych przeznaczonych do tłumienia dźwięków.

• Kompozytowy materiał metaliczno-ceramiczny otrzymany przez infiltrację stopu aluminium do piankowej ceramiki korundowej charakteryzuje się równomierną strukturą w całej objętości, co jest bardzo trudne do uzyskania w dotychczas znanych kompozytach ziarnistych otrzymywanych przez wprowadzenie ziaren ceramicznych do roztopionego metalu.

Główne wnioski

• Opanowana została technologia wytwarzania laminatów metalowo-włóknistych w stopniu pozwalającym na przygotowywanie paneli o powtarzalnych właściwościach.

• Potwierdzono konieczność stosowania anodowania blach aluminiowych i tytanowych.

• Wykazano, że nie ma bezpośredniego kontaktu włókien węglowych z tytanem w laminatach wytworzonych w autoklawie.

• Stan zniszczenia laminatów występuje przy trwałych odkształceniach blach. Wynik taki uzyskano w modelowaniu MES oraz potwierdzono badaniami eksperymentalnymi.

Główne wnioski

• Technika termograficzna umożliwia zlokalizowanie uszkodzeń na powierzchni badanego obiektu wywołanych uderzeniem ciał obcych o małych energiach (impact damage).

• Metody numerycznego przetwarzania sygnałów pozwalają na określenie dokładności szacowania rozmiarów uszkodzeń.

• Mikrotomografia rentgenowska jest przydatna do oceny jakości FML ale wymaga opracowania metodyki analizy, ze względu na małą moc lampy w posiadanym urządzeniu.