On the Application of Fiber-Reinforced Materials of Low Density in Construction Elements Subjected to High Loads

Abstract
Fibre reinforced materials with low densities have been examined in order to find substitutes for high strength aluminium which is used for some ammunition sabot elements being subjected to short duration high stresses. These materials were polymers and magnesium alloys reinforced with short-fibres. As fibre material glass as well as carbon and aluminium-oxide was taken. Quasi-static and dynamic compression tests were performed at strain rates from 10^-4/s to 10³/s with both materials. The mechanical properties of the fibre-reinforced magnesium alloys were also compared to their matrix materials. Experiments proved the applicability of the fibre-reinforced sabot elements at mass gains of about 30%.

Résumé
On a examiné des matériaux renforcés par fibres de faible densité en vue de trouver des produits de substitution à l'aluminium à haute résistance utilisé pour certains éléments de sabots de munitions soumis à des contraintes élevées pendant une durée courte. Ces matériaux étaient des polymères et des alliages de magnésium renforcés par des fibres courtes. Comme matériau de fibres, on a choisi aussi bien le verre que le carbone et l'alumine. Des tests de compression quasistatique et dynamique ont été effectués avec des vitesses de déformation de 10⁴/s à 10³/s avec les deux matériaux. Les propriétés mécaniques des alliages d'aluminium renforcés par fibres ont été comparées à leur matériaux de matrice. Les expériences montrent le plein fonctionnement avec les éléments de sabot renforcés par fibres résultant dans un gain de masse d'env. 30%