Performance of patch repaired composite panels under fatigue loads
Joint Authors
Darwish, Firas H.
Hamoush, Samir
Shivakumar, Kinugal
Source
The Arabian Journal for Science and Engineering. Section C, Theme issues
Issue
Vol. 31, Issue 2C(s) (31 Dec. 2006), pp.77-87, 11 p.
Publisher
King Fahd University of Petroleum and Minerals
Publication Date
2006-12-31
Country of Publication
Saudi Arabia
No. of Pages
11
Main Subjects
Topics
Abstract AR
تقوم هذه الدراسة على تقييم أداء الصفائح المصنعة بالمواد المركبة و المرممة بطريقة الملاصقة بالرقع الوصلي تحت تأثير أحمال الكلاك، و قد قمنا باستخدام الاختبارات غير الائتلافية لتشخيص جودة الرقعة و كذلك الاختبارات الائتلافية لتقييم كفاءة هذه الألواح المرممة، و تم استخدام ألياف الكربون المشبعة بلاصق الإبوكسي كمادة لتصنيع ألواح طبقية شبه موحدة الخواص مكونة من ست طبقات كل منها يحتوي على ألياف كربونية في اتجاهات مختلفة على النحو التالي (–60 / 60 / 0)s و بأبعاد (12 in.
× 27 in.
/ 305 × 686 mm) و يقوم مبدأ الترميم على إزالة المنطقة المتأثرة بالتلف باستخدام الثاقب الكهربائي، ثم تجهيز المنطقة أو المساحة المراد رقعها بطريقة الخدش التدريجي حول الثقب و ذلك بمعدل نصف إنش لكل طبقة، و تتكون الرقعة من طبقة رقيقة لاصقة دائرية الشكل بقطر 7.5 إنش (190 mm) و طبقة حاشية من ألياف الكربون / إبوكسي بقطر إنش واحد (25.4 mm) و اتجاه 90°، ثم ست طبقات من الكربون / إبوكسي ذات خصائص و اتجاهات مشابهة لألياف الكربون المستخدمة في اللوح المراد ترميمه.
إضافة لما سبق، تمتد هذه الدراسة لتشمل تقييم الألواح المرممة برقع معيبة.
و قد تم تصنيع الرقع المعيبة عن طريق وضع قطعة دائرية بقطر إنش واحد (25.4 mm) من مادة التفلون بين الطبقة الخامسة و السادسة من الرقعة لتمنع الالتصاق في ذلك المكان .
ثم تجهيز (28) لوحا مركبا و قسمت إلى خمس فئات على النحو التالي : (3) ألواح مثقوبة في منتصفها بقطر واحد إنش (25.4 mm) ، لوحتين مرممتين برقع ذات ألياف طبقة مخالفة في الاتجاه ألياف اللوح الأصلي، (9) ألواح جيدة الترميم، و (11) لوحا مرممة برقع معيوبة. و قد تم إجراء اختبارات غير ائتلافية على معظم الألواح المراد فحصها للتأكد من جودة الرقع، و ذلك باستخدام: - المسح الطبقي بالأمواج النبضية فوق الصوتية .Pulse – echo ultrasonic C-scan - التصوير الطبي الخلالي الانتقالي في وسط هوائي أو مائي.
Pseudo-through transmission air coupled and water coupled C-scan. و بناء على نتائج الاختبارات الائتلافية التي تم إجراؤها، فقد تبين أن الألواح المرممة برقع جيدة استعادة 95 % من قدرتها على مقاومة الشد، بينما استعادت الألواح المرممة برقع معيبة 90 % فقط مقارنة مع الألواح السليمة.
و تحت تأثير أحمال الكلاك، أظهرت الألواح ذات الرقع المعيبة خسارة كبيرة في قدرتها على الاستمرار و فقدت جزءا كبيرا من عمرها الزمني الوظيفي مقارنة بالألواح ذات الرقع الجيدة تحت ظروف اختبار متشابهة.
Abstract EN
This paper evaluates the performance of bonded patch-scarf repairs of full scale laminated composite panels under cyclic load conditions.
Nondestructive testing to characterize the quality of repairs and destructive testing to evaluate the performance of repaired panels were used in this study.
Carbon/Epoxy prepreg material was used to lay up six-ply (12 in.×27 in.
/305×686 mm) (–60/60/0)s quasi-isotropic laminates.
7-ply scarf repair with a gradient of 0.5 inch (12.7 mm) per layer was used to perform the repair of a damaged zone.
The patch consisted of 7.5 inches (190 mm) diameter adhesive film, 1 inch (25.4 mm) diameter filler ply at 90o fiber orientation, and six plies (2–7 inches (51–178 mm) diameter) to match the lay-up of the parent material.
The study was also extended to include defective repairs.
The defect was engineered by inserting a 1 inch (25.4 mm) circular Teflon flaw between the fifth and sixth layers of the patch.
A total of 28 panels were prepared and divided into five categories: (1) three pristine panels (undamaged parent material); (2) three damaged panels (1-inch-centered-hole); (3) two repaired panels with wrong fiber orientation; (4) nine good repair panels, and (5) eleven defective repair panels (1 inch flaw).
A nondestructive evaluation to check the conditions of the repairs was performed on most of the tested panels that included the pulse echo C-scan and pseudo throughtransmission air coupled and water coupled C-scan.
Based on the results of the experimental evaluation of this study, good repair restored 95% of the tensile strength while defective repair restored 90% of the tensile strength of the pristine panels.
Under fatigue loading, panels repaired with a 1 inch delamination flaw within the patch layers showed a major reduction in fatigue life compared to the good repair panels under similar loading conditions.
American Psychological Association (APA)
Darwish, Firas H.& Hamoush, Samir& Shivakumar, Kinugal. 2006. Performance of patch repaired composite panels under fatigue loads. The Arabian Journal for Science and Engineering. Section C, Theme issues،Vol. 31, no. 2C(s), pp.77-87.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-358967
Modern Language Association (MLA)
Darwish, Firas H.…[et al.]. Performance of patch repaired composite panels under fatigue loads. The Arabian Journal for Science and Engineering. Section C, Theme issues Vol. 31, no. 2C(s) (Dec. 2006), pp.77-87.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-358967
American Medical Association (AMA)
Darwish, Firas H.& Hamoush, Samir& Shivakumar, Kinugal. Performance of patch repaired composite panels under fatigue loads. The Arabian Journal for Science and Engineering. Section C, Theme issues. 2006. Vol. 31, no. 2C(s), pp.77-87.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-358967
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes bibliographical references : p. 86-87
Record ID
BIM-358967
