ZB 9 Metaliczne materiały kompozytowe w aplikacjach lotniczych w tym materiały typu Glare

1. ZB 9 Metaliczne materiały kompozytowe w aplikacjach lotniczych w tym materiały typu Glare Lider merytoryczny Prof. dr hab. Barbara Surowska, dr hab. inż. Romana Śliwa Instytucje partnerskie w zadaniu Politechnika Lubelska, Politechnika Rzeszowska, Politechnika Śląska Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, Instytut Lotnictwa, IPPT PAN

2. Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych Kompozyty umacniane cząstkami Odlewy szkieletowe Zależność między udziałem fazy umacniającej (%mas.) a udarnością (J/m2) po różnych zabiegach obróbki cieplnej 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) Politechnika Śląska

3. Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych Kompozyty metalowo-ceramiczne wytwarzane przez infiltrację ciśnieniową metalu do pianek ceramicznych Prawdopodobieństwo wykrycia uszkodzenia Szacowanie rozmiaru uszkodzenia Zależność średniej średnicy okna w ściance pianki korundowej od lepkości zawiesiny przeznaczonej do spieniania. Politechnika Rzeszowska ITWL

4. Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych Wytwarzanie i badanie kompozytów typu Glare Mikrostruktura Badanie NDT - mikrotomograf Wytworzono laminaty tytan/kompozyt węglowo-epoksydowy Kompozyt węglowy temp. -196C Wytrzymałość na rozciąganie Politechnika Lubelska Instytut Lotnictwa

5. Dane do wskaźników realizacji celów projektu Referaty na konferencjach: • Myalski J., Właściwości tribologiczne materiałów kompozytowych zawierających węgiel szklisty, XI Kongres Budowy i Eksploatacji Urządzeń technicznych, Radom, 2011, • Wieczorek J., Tribologiczne właściwości kompozytów o osnowie stopu aluminium poddanych obróbce plastycznej, kompozytów, XI Kongres Budowy i Eksploatacji Urządzeń technicznych, Radom, 2011, • PotoczekM., ŚliwaR.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 • PotoczekM., ŚliwaR.E., PęcherskiR., NowakZ., NowakM., 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. • 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.

6. Dane do wskaźników realizacji celów projektu • 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 • Bieniaś J., Surowska B., Wpływ przygotowania powierzchni na wytrzymałość połączenia metal kompozyt w laminatach FML, INPO 2011, Wisła Jawornik wrzesień 2011 • Bieniaś J., Rudawska A., Analiza powierzchni metalu w kompozytach typu FML, INPO 2011, Wisła Jawornik wrzesień 2011 • Jakubczak P., Majerski K.,: Struktura i właściwości laminatów szklano/epoksydowych, Sympozjum Inżynierowie Nowej Ery, Lublin 2011 • 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

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

8. Dane do wskaźników realizacji celów projektu Publikacje • Myalski J.: Właściwości tribologiczne materiałów kompozytowych zawierających węgiel szklisty, Tribologia, nr 4/11, s.203-210 • Myalski J., Wieczorek J. , Płachta A: Assesment of the composite deformation, composites with aluminium matrix designer for the metal forming, Kompozyty 2011 (w druku) • Myalski J., Wieczorek J. : Physical and mechanical properties of composites with aluminum alloy matrix designed for metal forming , Kompozyty 2011 (w druku) • Wieczorek J., Myalski J.: Tribologiczne właściwości kompozytów o osnowie stopu aluminium poddanych obróbce plastycznej kompozytów , (w druku) • 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.

9. Bieniaś J., Surowska B., Wpływ przygotowania powierzchni na wytrzymałość połączenia metal kompozyt w laminatach FML, Inżynieria Materiałowa, 4 (2011) 341-343 • Bieniaś J., Rudawska A., Analiza powierzchni metalu w kompozytach typu FML, Inżynieria Materiałowa, 4 (2011) 337-340 • 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) • Jakubczak P., Majerski K.,: Struktura i właściwości laminatów szklano/epoksydowych, monografia, Sympozjum Inżynierowie Nowej Ery, Lublin 2011

10. Dane do wskaźników realizacji celów projektu • 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. • 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

11. 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

12. Dane do wskaźników realizacji celów projektu Prace inżynierskie planowane 1. Beń Agnieszka: Badania odporności korozyjnej kompozytów typu FML. Promotor: dr inż. Bieniaś Jarosław, luty 2012 2. Brzeski Andrzej: Identyfikacja nieciągłości strukturalnych w kompozytach FML. Promotor: dr inż. Bieniaś Jarosław, luty 2012 3. 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 • Szymborski Bartosz: Badania wybranych właściwości materiałów typu metal-kompozyt kevlarowo/ epoksydowy. Promotor: dr inż. Bieniaś Jarosław, luty 2012

13. Dane do wskaźników realizacji celów projektu Prace magisterskie planowane (realizowane): • Marcin SZWED: Opracowanie technologii wykonania odlewów szkieletowych z kompozytów umacnianych fazami międzymetalicznymi, promotor: dr hab.inż. Mirosław Cholewa • Dariusz KIK: Ocena własności wytrzymałościowych kompozytowych konstrukcji szkieletowych z lepkosprężystym wypełnieniem, promotor: dr hab.inż. Mirosław Cholewa • Dawid ŻUK : Badania własności mas formierskich z poliglikolem, promotor: dr hab.inż. Mirosław Cholewa • Przemysław WIAK : Analiza pękania laminatów FML. Promotor: prof. dr hab. Surowska Barbara, czerwiec 2012

14. 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 3 • innych wykonawców 18

15. Stan współpracy z przedsiębiorstwami Doliny Lotniczej PZL Świdnik S.A. – stałe konsultacje, udział w szkoleniach NDT (PL, ITWL)

16. 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.

17. 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.

18. 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.