Abstrakt:

Nowoczesne lekkie materiały takie jak laminaty kompozytowe z włóknami węglowymi w powłokach cylidrycznych, płytach są stosowane w budownictwie w elektrowniach wiatrowych, przemyśle militarnym i samochodowym. Wymusza to ciągłe poszukiwanie nowych struktur kompozytowych charakteryzujących się odpowiednio dużą wytrzymałością a zarazem lekkością. W pracy przedstawiono analizę wpływu przestrzennego ułożenia wysokowytrzymałych warstw włókien węglowych na parametry wytrzymałościowe kompozytów zbudowanych na bazie tych włókien. Analizowano próbki zbrojone (wzmacniane) wysoko wytrzymałościowymi włóknami węglowymi w jednym kierunku, w dwóch ortogonalnych kierunkach oraz w dwóch kierunkach, ale obróconych względem osi próbki o 45 stopni dla 3 różnych zawartości włókien wynoszących 38, 51 i 68% udziału w kompozycie. Przedstawione udziały objętościowe włókna odpowiadały liczbie warstw włókna węglowego odpowiednio 5, 7 i 10 warstw. Badania przeprowadzono za pomocą próby zginania 4 punktowego, charakteryzującej się stałym momentem gnącym miedzy podporami i dużym udziałem sił tnących. Wyznaczono rzeczywiste największe wartości naprężeń normalnych, jakie może przenieść próbka wzmocniona włókami węglowymi. Wyznaczone wartości eksperymentalne odniesiono do wartości teoretycznych. Otrzymane wartości mogą być przydatne przy projektowaniu elementów inżynierskich przykładowo obiektów budowlanych.