Kształtowanie właściwości wytrzymałościowych tkanych preform przestrzennych w oparciu o ich parametry strukturalne

• Autorzy: Witczak E.

Warianty tytułu

EN

Modelling of the strength properties of woven spatial preforms based on their structural parameters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było zbadanie mechanizmu kształtowania wytrzymałości i opracowanie sposobu modelowania wytrzymałości na zginanie kompozytu zbrojonego tkaniną przestrzenną o przekroju T za pomocą parametrów strukturalnych tej tkaniny. T-owe tkaniny przeznaczone na zbrojenie wykonane zostały z przędzy PES z włókien ciągłych o wysokiej wytrzymałości i w celu wytworzenia kompozytu, impregnowane żywicą epoksydową z zastosowaniem techniki worka próżniowego. Badania prowadzone były przy użyciu zmodyfikowanej procedury trzypunktowego zginania. Przedstawiono wyniki badań w zakresie T-owej struktury pojedynczej, jak i wzmocnionej. Badania uwzględniały trzy etapy prac doświadczalnych: • Pierwszym etapem było zbadanie wpływu parametrów strukturalnych tkanin wzmacniających, takich jak np.: gęstość osnowy i wątku, liczba nitek osnowy w różnych elementach przekroju T, wrobienie nitek, na właściwości wytrzymałościowe kompozytu. Tkanina wzmacniająca była pojedynczą tkaniną w każdym elemencie przekroju T. • Drugim etapem pracy było zbadanie wytrzymałości na zginanie kompozytów zbrojonych T-ową tkaniną, przy czym, na podstawie wniosków z pierwszego etapu, tkanina wzmacniająca została wzmocniona laminatem w obszarze połączenia żebra z podstawą. • Trzeci etap prac, nawiązujący do drugiego etapu, polegały na zbadaniu wytrzymałości na zginanie kompozytów zbrojonych T-ową tkaniną, w którym obszar połączenia żebra z podstawą został wzmocniony przez monolityczną strukturę wielowarstwową.

EN

The aim of the study was to investigate strength formation mechanism and the development of the method for modelling the bending strength of the T-shape woven reinforced composite by means of the woven structural parameters. The T-shape reinforcements were woven and impregnated with epoxy resin by using a vacuum bagging technique to form composite. It is assumed that the determination of the impact of various woven structural parameters will allow the prediction of mechanical properties of the composite on the stage of its design. The tests were conducted using the modified three-point-bending procedure. The T-shape woven structure was manufactured with high tenacity continuous-filament PES. The results of studies were presented in the range of T-shape single and strengthened structure. Three stages of experimental work were introduced: • the first stage was to study the impact of structural parameters of reinforcing fabrics, such as e.g. the density of the warp and weft, the number of warp threads in various parts of T-shape section, crimp of threads, on the strength properties of the composite. Reinforcing fabric was a single fabric in each T-shape section, • the second stage of the work was to study the bending strength of the T-shaped reinforced composites, while, on the basis of the first stage conclusions, reinforcing fabric was strengthened by the laminate in the join region between web and flange, • the third stage of the work, referring to the second one, consisted in an examination of the bending strength of the T-shaped reinforced composites, wherein the join region between web and flange in reinforcing fabric was strengthened by the monolithic multilayer structure. The result of my research is that the evidence exists to show, that: 1. Structure "density", expressed as the density of warp and weft threads, has an impact on the strength properties of the composite. 2. The properties of the spatial composite structure depend on the join region between web and flange. 3. The level of degradation (delamination) of the composites depends on the reinforcing fabric structure parameters, such as: coefficient of filling the section with warp and weft threads, and the way of connecting web and flange. 4. In the case of composites reinforced with fabric strengthened by the laminate and monolithic multilayer structure, the element of the web and the join region between web and flange are essential for the bending strength of the composite. 5. Modification of structure of the fabric can significant by influence bending strength, and can forecast the destruction process. It is possible to program the destruction process of construction material after the limit load is exceeded.

Słowa kluczowe

PL

preforma; właściwości wytrzymałościowe; PES; parametry strukturalne

EN

preform; strength properties; PES; structural parameters

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Włókiennictwo / Politechnika Łódzka
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 71
• Strony: 39--63
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz.

Twórcy

autor

Witczak E.

• Instytut Włókiennictwa ul. Brzezińska 5/15, 92-103 Łódź

Bibliografia

• [1] Ochelski S.: Metody doświadczalne mechaniki kompozytów konstrukcyjnych, WNT, Warszawa 2004, ISBN 83-204-2890-4.
• [2] Materiały informacyjne firmy Milar.
• [3] Tong L., Mouritz A.P., Bannister M.K.: 3D Fibre Reinforced Polymer Composites, Elsevier 2002.