Characterization study on mechanical properties of polyester coated fabric

• Autorzy: Ambroziak A.

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2020.131799

Warianty tytułu

PL

Badanie właściwości mechanicznych poliestrowej tkaniny powlekanej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The scope of the paper is to determine the mechanical properties of the Precontraint 1302 polyester coated fabric under uniaxial and biaxial tensile tests. The results are compared for Precontraint 1302 fabric and other types of coated fabrics. The author applied an orthotropic model and a dense net model to reflect the polyester coated fabric performance under uniaxial and biaxial tensile tests. Material parameters are specified for both constitutive models. In order to observe the variation of immediate mechanical properties, the biaxial cyclic tests are performed for different load ratios. During uniaxial and 1:1 biaxial tensile tests it is barely observable to recognize warp or weft directions on the stress-strain curves. Load history acts strongly on the mechanical properties of the Precontraint 1302 polyester fabrics. The cyclic loads cause variation of immediate longitudinal stiffness with a comparison of values determined for unloaded coated fabrics. The paper can provide scientists, engineers, and designers an experimental and theoretical basis in the field of polyester coated fabrics.

PL

Celem naukowym badań jest szczegółowe opisanie właściwości mechanicznych wybranej tkanin technicznych wykonanej z włókien poliestrowych typu Precontraint 1302. W pierwszym etapie badań poliestrowej tkaniny technicznej przeprowadzono badania jednoosiowe, prowadzące do zerwania próbki na kierunku wątku i osnowy oraz badania dwuosiowe do zerwania przy zastosowaniu stosunku sił rozciągających, odpowiadających odpowiednio następującym stosunkom naprężeń 1:8, 1:4, 1:2, 1:1, 2:1, 4:1, 8:1 (δ1 : δ2 gdzie δ1 i δ2 oznaczają naprężenia w kierunku osnowy i wątku). Wykorzystując model sieci gęstej, oraz model ortotropowy zidentyfikowano nieliniowo sprężyste parametry materiałowe, opisujące zachowanie się badanej poliestrowej tkaniny technicznej. W artykule przedstawiono wyniki dwuosiowych badań cyklicznych dla stosunków napręzęń 1:4, 1:2, 2:1, 4:1. W celu określenia zmiany doraźnych parametrów sztywności na kierunku wątku i osnowy, wyznaczono wartości modułu odkształcenia podłużnego (sztywność na rozciąganie) i odkształceń rezydualnych dla poszczególnych testów. Zaobserwowano wyraźną zmianę sztywności doraźnej w analizowanych zakresach naprężeń. Wraz ze wzrostem zakresu naprężeń, zaobserwowano asymptotyczny przebieg zmian końcowej sztywności tkaniny. Artykuł uzupełnia i rozwija badania prowadzone przez Ambroziaka [2]. Poznanie i opisanie właściwości mechanicznych danego materiału badanego w różnorodnych warunkach stanowi podstawę do jego szerszego zastosowania i wykorzystania w różnych gałęziach przemysłowych. Wyznaczone parametry mechaniczne, opisujące tkaninę techniczną pozwalają na ukierunkowanie innych badań nad charakterystycznymi parametrami badanych tkanin. Inżynierom projektantom wyznaczone właściwości wskazują na potencjalne możliwości jak najlepszego ich wykorzystania w projektowanych konstrukcjach inżynierskich.

Słowa kluczowe

EN

polyester fabric; coated fabric; mechanical properties; uniaxial tensile test; biaxial tensile test; cyclic test

PL

tkanina poliestrowa; tkanina techniczna; właściwości mechaniczne; test jednoosiowy; test dwuosiowy; test cykliczny

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 66, nr 2
• Strony: 105--118
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Ambroziak A.

• Gdansk University of Technology, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Gdansk, Poland

Bibliografia

• 1. AF9032. Available online: https://www.architecturalfabrics.com/products/architectural-fabric-9032
• 2. A. Ambroziak, “Mechanical properties of PVDF-coated fabric under tensile tests” J. Polym. Eng. 35(4): 377-390, 2015.
• 3. A. Ambroziak, P. Kłosowski, “Review of constitutive models for technical woven fabrics in finite element analysis. AATCC Review 5-6: 58-67, 2011.
• 4. ASTM International, Standard Test Methods for Coated Fabrics, ASTM D751 (2011).
• 5. B18089 Available online: https://lightweightmanufacturing.com/wp-content/uploads/B18089-Type-III-Fabric.pdf
• 6. Cz. Branicki, Some Aspects of Cable nets static analysis, Ph. D. Dissertation, Gdansk University of Technology, Gdańsk 1969.
• 7. FR8540. Available online: https://www.mehler-texnologies.com/en/produkte-archive/8540-2/
• 8. ISO, Rubber or plastics-coated fabrics – Determination of tensile strength and elongation at brake, ISO 1421, 2016.
• 9. M. Klasztorny, D. Nycz, M. Cedrowski, “Modelling, simulation and validation of bending test of box segment formed as two composite shells glued together” Composites Theory and Practice 2: 88-94, 2015.
• 10. I. Lubowiecka, “Mathematical modelling of implant in an operated hernia for estimation of the repair persistence” Comput. Methods Biomech. Biomed. Engin. 18(4):438-45, 2015
• 11. I. Lubowiecka, C. Szymczak, A. Tomaszewska, M. Śmietański, “A FEM membrane model of human fascia – Synthetic implant systems in case of a stiff ventral hernia orifice.” In Shell Structures: Theory and Applications; W. Pietraszkiewicz, I. Kreja, Eds., CRC Press: London, pp. 311-314, 2010
• 12. CEN, Rubber or plastics-coated fabrics – Mechanical test methods under biaxial stress states – Part 1: Tensile stiffness properties, EN 17117-1, 2018.
• 13. Precontraint 1202. Available online: https://www.sergeferrari.com/products/flexlight-range/flexlight-advanced-1202-s2
• 14. Precontraint 1302. Available online: https://www.sergeferrari.com/products/flexlight-range/flexlight-advanced-1302-s2
• 15. D. V. Rosato, M. G. Rosato, D. V. Rosato, “Concise Encyclopedia of Plastics”. Kluwert Academic Publisher, 2000.
• 16. R.D. Retherford, M.K. Choe, “Statistical models for causal analysis”. John Wiley & Sons, Inc., 1993.
• 17. Sherfill I. Available online: https://www.sheerfill.com/product-solutions/sheerfill
• 18. L. Zhang, “Off-axial tensile properties of Precontraint PVDF coated polyester fabrics under different tensile rates” Advances in Materials Science and Engineering Article ID 9856474: 1-12, 2016.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).