Composites Science and Technology· 2026Q1
Elyaf Yöneliminin Yorgunluk Sırasında Polimer Matris Kompozitlerde Kendi Kendine Isınma Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi
Influence of fiber orientation on self-heating during fatigue of polymer matrix composites under low and ultrasonic cyclic frequencies
- 0atıf
- Q1SCImago
- 2026yıl
Kısa özet
Polimer kompozitlerde yorgunluk altındaki kendi kendine ısınma, ultrasonik (20 kHz) frekanslarda düşük (40 Hz) frekanslara göre önemli ölçüde daha yüksektir; ısı dağılım oranları on kat artmaktadır (10^5 ila 10^6 J m^-3 s^-1). Bu çalışma, hasarla ilgili ısıyı tersinir iç sürtünmeden ayırarak, hasarla ilgili ısının yorulma ömrü azalmasında kilit rol oynadığını ve özellikle eksen dışı yönelimlerde ve kayma altında etkili olduğunu ortaya koymaktadır.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Ana noktalar
- CF-PAEK ve CF-PEKK laminatlarında 40 Hz'den 20 kHz'e geçildiğinde yorulma dayanımı %12-16 oranında azalmaktadır.
- Toplam ısı dağılım oranları düşük frekanslarda ~10^5 J m^-3 s^-1'den ultrasonik frekanslarda ~10^6 J m^-3 s^-1'e yükselmektedir.
- Tersinir iç sürtünmeden ayrı olarak hasarla ilgili ısı dağılımı, kendi kendine ısınmanın güvenilir bir göstergesidir ve daha kısa yorulma ömürleriyle ilişkilidir.
- Kayma hakim yükleme altındaki eksen dışı elyaf yönelimleri, kendi kendine ısınma sıcaklığı artışının temel katkı maddesinin iç sürtünme olduğunu göstermektedir.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Özet (abstract)
This work compares self-heating and its influence on fatigue strength and life of a quasi-isotropic CF-PAEK laminate with that of an orthotropic CF-PEKK laminate using thermographic approaches at low ( ≤ 40 Hz) and ultrasonic frequencies ( ≈ 20 kHz). The fatigue strengths were found to be approximately 47.9 MPa for CF-PAEK and 50.0 MPa for CF-PEKK at a low frequency of 40 Hz. At a cyclic frequency of 20 kHz, fatigue strength decreased by approximately 12% and 16%, respectively, reaching a value of 42 MPa for the CF-PAEK and CF-PEKK laminates. The total heat dissipation rates escalated from an order of magnitude of 10 5 J m − 3 s −1 at low to about 1 0 6 J m − 3 s − 1 at ultrasonic frequencies. A critical aspect of this work is the separation of damage-related heat dissipation rate from reversible internal friction in order to use it as a reliable physical indicator to characterize self-heating in polymer matrix composites (PMCs). The damage-related heat dissipation rate was higher for the CF-PAEK laminate under low frequency cyclic loading, leading to shorter fatigue lives in the high-cycle fatigue regime. In the very high-cycle fatigue regime, comparable damage-related heat dissipation rates between CF-PAEK and CF-PEKK laminates lead to comparable fatigue lives. These results, alongside literature data on the self-heating of PMCs with different fiber orientations, show that a major portion of the self-heating temperature rise associated with high heat-dissipation rates for off-axis fiber orientations under shear-dominated loading can be primarily attributed to contributions from internal friction.
Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Composites Science and Technology, 2026 · DOI ↗
Ücretsiz hesapla devam et
Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.
Web'de ücretsiz devam etGoogle ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.
Telefonda:
General Materials ScienceMaterials Science