Tervezhető tönkremenetelű kompozitok vizsgálata és modellezése

Investigation and modelling of composites with designed failure

Authors

  • Gergő Zsolt MARTON Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gépészmérnöki Kar, Polimertechnika Tanszék, H-1111, Budapest, Műegyetem rakpart 3, /, MTA-BME Lendület Fenntartható Polimerek Kutatócsoport, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, H-1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3, /, Flaar Kft., H-2091 Etyek, 1506 Hrsz.
  • Zoltán Tamás MEZEY Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gépészmérnöki Kar, Polimertechnika Tanszék, H-1111, Budapest, Műegyetem rakpart 3, /, Flaar Kft., H-2091 Etyek, 1506 Hrsz.
  • Gábor SZEBÉNYI Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gépészmérnöki Kar, Polimertechnika Tanszék, H-1111, Budapest, Műegyetem rakpart 3, /, MTA-BME Lendület Fenntartható Polimerek Kutatócsoport, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, H-1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3

Keywords:

composite, damage, interface, material testing, finite element modelling, /, kompozit, károsodás, határfelület, anyagvizsgálat, végeselemes modellezés

Abstract

In this study, we investigated the effects related to the local application of PCL interlayer material on the failure process of UD carbon fiber/epoxy composites under interlaminar shear loading. For this purpose, short-beam shear tests were performed alongside finite element simulations. The results of both the experiments and the modelling confirm that the local application of the PCL interlayer material can influence the mode and position of failure.

Kivonat

Ebben a cikkben PCL rétegközi anyag lokális alkalmazásának hatásait vizsgáltuk UD szénszál/epoxi kompozitok tönkremeneteli folyamatára rétegközi nyíró igénybevétel esetén. Ehhez rövid támaszközű hárompontos hajlítóvizsgálatok mellett végeselemes szimulációkat is alkalmaztunk. A kísérletek és a modellezés eredményei egyaránt megerősítik, hogy a PCL rétegközi anyag lokális alkalmazásával befolyásolható a tönkremeneteli mód és pozíció.

References

Heslehurst R.B. Defects and Damage in Composite Materials and Structures, CRC Press, Boca Raton, 2014.

Marton G.Z., Szebényi G. Influencing the damage process and failure behaviour of polymer composites - A short review. Express Polymer Letters, 2025, 19(2), 140-160.

Zhang C., Zhang G., Shi X., Wang X. Effects of carbon nanotubes on the interlaminar shear strength and fracture toughness of carbon fiber composite laminates: A review. Journal of Materials Science, 2022, 57 2388-2410.

Henry J., Pimenta S. Bio-inspired non-self-similar hierarchical microstructures for damage tolerance. Composites Science and Technology, 2021, 201, 108374.

Magyar B., Szebényi G., Czigány T. Comparison of different interfacial engineering methods to achieve pseudoductile behaviour of carbon fibre reinforced polymer composites. in 'International Conference on Composite Materials (ICCM22) Melbourne, Australia. 2019.08.11-2019.08.16, 2019, 9, 472-480.

Wang H., Lin Y., Jiang H., Liu Z. Inter-layer failure and toughening mechanisms of carbon/aramid hybrid fiber composites interleaved with micro/nano pulps under low-velocity impact load, Thin-Walled Structures, 2024, 202, 112086.

Marino S.G., Czél G. Development and characterisation of reparable, film-interleaved, pseudo-ductile hybrid composites. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2023, 169, 107496.

Melaibari A., Wagih A., Basha M., Kabeel A.M., Lubineau G, Eltaher M.A. Bio-inspired composite laminate design with improved out-of-plane strength and ductility. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2021, 144, 106362.

Molnár K., Koštáková E., Mészáros L. The effect of needleless electrospun nanofibrous interleaves on mechanical properties of carbon fabrics/epoxy laminates. Express Polymer Letters, 2024, 8, 62-72.

Marton G.Z., Fendrik Á., Szebényi G. Manufacturing of composites with designed failure. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2024, 1313, 012014

Szebényi G., Czigány T., Magyar B.,. Karger-Kocsis J. 3D printing-assisted interphase engineering of polymer composites: Concept and feasibility. Express Polymer Letters, 2017, 11, 525-530.

Szebényi G., Magyar B., Czigány T. Achieving Pseudo-Ductile Behavior of Carbon Fiber Reinforced Polymer Composites via Interfacial Engineering. Advanced Engineering Materials, 2020, 23, 2000822.

Magyar B., Czigány T., Szebényi G. Metal-alike polymer composites: The effect of inter-layer content on the pseudo-ductile behaviour of carbon fibre/epoxy resin materials. Composites Science and Technology, 2021, 215, 109002.

Downloads

Published

2026-04-21