PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Statistical inferences in material selection of a polymer matrix for natural fiber composites

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Wnioskowanie statystyczne w wyborze materiału osnowy polimerowej kompozytów z włóknami naturalnymi
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
In this paper, statistical inferences in material selection of polymer matrix for natural fiber composite are presented. Hypothesis testing and confidence interval were used to evaluate the suitability of the sample for use as a matrix in natural fiber reinforced composites. The screening process for material selection was carried out using a stepwise regression method. Then, the ranking process in material selection was conducted using an estimation of performance score (PS) for mechanical properties such as impact strength (IS), elongation at break (E) and tensile strength (TS). Ten types of polymer were involved in the study. The final selection revealed that polyamide (PA6), polyurethanes (PUR) and polypropylene (PP) are the potential candidates to manufacture hand-brake levers according to IS, E and TS, respectively. Here, it was found that the score for Tp (thermoplastic) is better than Ts (thermoset) in terms of IS. In contrast, the Ts offered a better score result than, Tp, with respect to E and TS. The results of statistical measurements using statistical modelling prove that the data analysis can be used as a part of the decision making in material selection.
PL
Opisano wnioskowanie statystyczne dotyczące wyboru materiału osnowy polimerowej kompozytu z włóknami naturalnymi. Testy hipotez statystycznych i przyjęte przedziały ufności służyły do oceny próbki pod względem przydatności do zastosowania w charakterze osnowy polimerowej w kompozycie wzmocnionym włóknem naturalnym. Selekcji materiałów dokonano przy użyciu metody regresji krokowej, następnie uszeregowano wybrane materiały z wykorzystaniem rankingu oceny (PS) właściwości mechanicznych, takich jak: udarność (IS), wydłużenie przy zerwaniu (E) i wytrzymałość na rozciąganie (TS). Wyselekcjonowano wstępnie 10 rodzajów polimerów zaliczanych do grup polimerów termoplastycznych (Tp) i termoutwardzalnych (Ts). Wnioskowanie statystyczne wykazało, że poliamid (PA6), poliuretany (PUR) i polipropylen (PP) są potencjalnie korzystnymi osnowami polimerowymi do wytwarzania dźwigni hamulca ręcznego. Stwierdzono, że polimery z grupy Tp wykazują lepszą udarność niż polimery z grupy Ts. Natomiast materiały Ts charakteryzują korzystniejsze wartości wydłużenia przy zerwaniu i wytrzymałości na rozciąganie niż ich odpowiedniki z grupy Tp. Wyniki przeprowadzonej analizy danych z zastosowaniem modelowania statystycznego dowodzą, że metoda ta może być pomocna przy wyborze materiału odpowiedniego do planowanej aplikacji.
Czasopismo
Rocznik
Strony
105--114
Opis fizyczny
Bibliogr. 58 poz., rys.
Twórcy
autor
  • Universiti Putra Malaysia, Department of Mechanical and Manufacturing Engineering, Advanced Engineering Materials and Composites Research Centre, 43400 UPM Serdang, Selangor, Malaysia
  • Universiti Teknikal Malaysia Melaka, Faculty of Mechanical Engineering, Hang Tuah Jaya, 76100 Durian Tunggal, Melaka, Malaysia
  • Universiti Teknikal Malaysia Melaka, Centre of Advanced Research on Energy, Hang Tuah Jaya, 76100 Durian Tunggal, Melaka, Malaysia
autor
  • Universiti Putra Malaysia, Department of Mechanical and Manufacturing Engineering, Advanced Engineering Materials and Composites Research Centre, 43400 UPM Serdang, Selangor, Malaysia
  • Universiti Putra Malaysia, Institute of Tropical Forestry and Forest Products (INTROP), Laboratory of Biocomposite Technology, 43400 UPM Serdang, Selangor, Malaysia
  • Universiti Teknikal Malaysia Melaka, Centre of Advanced Research on Energy, Hang Tuah Jaya, 76100 Durian Tunggal, Melaka, Malaysia
  • Universiti Teknikal Malaysia Melaka, Faculty of Mechanical and Manufacturing Engineering Technology, Hang Tuah Jaya, 76100 Durian Tunggal, Melaka, Malaysia
  • Universiti Putra Malaysia, Department of Mechanical and Manufacturing Engineering, Advanced Engineering Materials and Composites Research Centre, 43400 UPM Serdang, Selangor, Malaysia
  • Universiti Putra Malaysia, Department of Mechanical and Manufacturing Engineering, Advanced Engineering Materials and Composites Research Centre, 43400 UPM Serdang, Selangor, Malaysia
Bibliografia
  • [1] Furtado S.C.R., Araújo A.L., Silva A. et al.: International Journal of Automotive Composites 2014, 1, 18. http://dx.doi.org/10.1504/IJAUTOC.2014.064112
  • [2] Hambali A., Sapuan S.M., Ismail N., Nukman Y.: Journal of Central South University of Technology 2010, 17, 244. http://dx.doi.org/10.1007/s11771-010-0038-y
  • [3] Ishak N.M., Malingam S.D., Mansor M.R.: International Journal of Materials and Product Technology 2016, 53, 267. http://dx.doi.org/10.1504/IJMPT.2016.079205
  • [4] Mansor M.R., Hambali A., Azaman M.D. et al.: International Symposium on the Analytic Hierarchy Process 2013, pp. 1–8. http://dx.doi.org/10.13033/isahp.y2013.053
  • [5] Mastura M.T., Sapuan S.M., Mansor M.R., Nuraini A.A.: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 2017, 89, 2203. http://dx.doi.org/10.1007/s00170-016-9217-9
  • [6] Mayyas A., Shen Q., Mayyas A. et al.: Materials and Design 2011, 32, 2771. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2011.01.001
  • [7] Sapuan S.M.: Assembly Automation 2005, 25, 146. http://dx.doi.org/10.1108/01445150510590514
  • [8] Aghajani Mir M., Taherei G.P., Sulaiman N.M.N. et al.: Journal of Environmental Management 2016, 166, 109. http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvman.2015.09.028
  • [9] Al-Oqla F.M., Sapuan S.M., Ishak M.R., Nuraini A.A.: Journal of Composite Materials 2015, 50, 543. http://dx.doi.org/10.1177/0021998315577233
  • [10] AL-Oqla F.M., Sapuan S.M.: The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society 2015, 67, 2450. http://dx.doi.org/10.1007/s11837-015-1548-8
  • [11] Altay L., Atagur M., Akyuz O. et al.: Polymer Composites 2017, 39, 1.
  • [12] Sahari J., Sapuan S.M., Zainudin E.S., Maleque M.A.: Materials and Design 2013, 49, 285. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2013.01.048
  • [13] Verrey J., Wakeman M.D., Michaud V., Månson J.A.E.: Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2006, 37, 9. http://dx.doi.org/10.1016/j.compositesa.2005.05.048
  • [14] Jumaidin R., Sapuan S.M., Jawaid M., Ishak M.R.: International Journal of Biological Macromolecules 2017, 97, 606. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.01.079
  • [15] Bienias B., Michalski W., Wagner L.: Polimery 2019, 64, 417. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2019.6.4
  • [16] Amel B.A., Paridah M.T., Sudin R. et al.: Industrial Crops and Products 2013, 46, 117. http://dx.doi.org/10.1016/j.indcrop.2012.12.015
  • [17] Gurunathan T., Mohanty S., Nayak S.K.: Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2015, 77, 1. http://dx.doi.org/10.1016/j.compositesa.2015.06.007
  • [18] Zhao Y.W., Gu Y.Z., Huang P.: Polymer Composites 2017, 39, 1.
  • [19] Ilyas R.A., Sapuan S.M., Ishak M.R., Zainudin E.S.: Carbohydrate Polymers 2018, 202, 186. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbpol.2018.09.002
  • [20] Calado E.A., Leite M., Silva A.: Journal of Cleaner Production 2018, 186, 113. http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.02.048
  • [21] Lyu M.Y., Choi T.G.: International Journal of Precision Engineering and Manufacturing 2015, 16, 213. http://dx.doi.org/10.1007/s12541-015-0029-x
  • [22] Azammi A.M.N., Sapuan S.M., Ishak M.R., Sultan M.T.H.: Fibers and Polymers 2018, 19, 446.
  • [23] Radzi A.M., Sapuan S.M., Jawaid M., Mansor M.R.: Fibers and Polymers 2017, 18, 1353. http://dx.doi.org/10.1007/s12221-017-7311-8
  • [24] Väisänen T., Das O., Tomppo L.: Journal of Cleaner Production 2017, 149, 582.
  • [25] Ilyas R.A., Sapuan S.M., Ishak M.R., Zainudin E.S.: International Journal of Biological Macromolecules 2019, 123, 379.
  • [26] Punyamurthy R., Sampathkumar D.: International Journal of Sciences: Basic and Applied Research 2014, 18, 305.
  • [27] Rajesh M., Pitchaimani J., Rajini N.: Procedia Engineering 2016, 144, 1055. http://dx.doi.org/10.1016/j.proeng.2016.05.056
  • [28] Hufenbach W., Gude M., Geller S., Czulak A.: Polimery 2013, 58, 473. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2013.473
  • [29] Salasinska K., Polka M., Gloc M., Ryszkowska J.: Polimery 2016, 61, 255. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2016.255
  • [30] Peters E.N.: “Thermoplastics, Thermosets, and Elastomers – Descriptions and Properties” in “Mechanical Engineers’ Handbook” 4th ed. (Ed. Kutz M.), John Wiley & Sons Inc, Selkirk, New York 2015.
  • [31] Abishera R., Velmurugan R., Nagendra Gopal K.V.: Polymer Engineering Science 2018, 58, 189. http://dx.doi.org/10.1002/pen.24861
  • [32] Singh A.K., Panda B.P., Mohanty S. et al.: Polymer-Plastics Technology and Engineering 2018, 57, 903. http://dx.doi.org/10.1080/03602559.2017.1354253
  • [33] Tatsuno D., Yoneyama T., Kawamoto K., Okamoto M.: Polymer Composites 2016, 39, 2571. http://dx.doi.org/10.1002/pc.24242
  • [34] Chung D.D.L.: Materials Science and Engineering: R: Reports 2017, 113, 1. http://dx.doi.org/10.1016/j.mser.2017.01.002
  • [35] Okayasu M., Tsuchiya Y., Arai H.: Journal of Materials Science Research 2018, 7, 12. http://dx.doi.org/10.5539/jmsr.v7n3p12
  • [36] Velasquez M., Hester P.T.: International Journal of Operations Research 2013, 10, 56.
  • [37] Shah D.U.: Materials and Design 2014, 62, 21. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2014.05.002
  • [38] Ahmed Ali B.A., Sapuan S.M., Zainudin E.S., Othman M.: Journal of Cleaner Production 2015, 107, 557. http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.05.084
  • [39] Das A., Kumar A.: Journal of Mechanical and Civil Engineering 2015, 12, 82.
  • [40] Noryani M., Sapuan S.M., Mastura M.T. et al.: Fibers and Polymers 2018, 19, 1039. http://dx.doi.org/10.1007/s12221-018-8113-3
  • [41] Noryani M., Sapuan S.M., Mastura M.T. et al.: Journal of Materials Research and Technology 2019, 8, 2865. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.02.019
  • [42] Yousefpour M., Rahimi A.: Materials and Design 2014, 54, 382. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2013.08.017
  • [43] “Granta Design, CES Edupack” 2013.
  • [44] Mastura M.T., Sapuan S.M., Mansor M.R., Nuraini A.A.: International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology 2017, 5, 111. http://dx.doi.org/10.1007/s40684-018-0012-y
  • [45] Sivakumar D., Ng L.F., Lau S.M., Lim K.T.: J.ournal of Polymer Environment 2017, 26, 499. http://dx.doi.org/10.1007/s10924-017-0970-0
  • [46] Stirna U., Beverte I., Yakushin V., Cabulis U.: Journal of Cellular Plastics 2011, 47, 337. http://dx.doi.org/10.1177/0021955X11398381
  • [47] Mansor M.R., Sapuan S.M., Zainudin E.S. et al.: Materials and Design 2013, 51, 484. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2013.04.072
  • [48] Patel M.V., Sarawade S.S.: “Design and Weight Optimization of Parking Brake Lever” in 3rd International Conference on Emerging Trends in Engineering and Management Research, Pune, India, July 30, 2017, p. 367.
  • [49] Fayazbakhsh K., Abedian A., Manshadi B.D., Khabbaz R.S.: Materials and Design 2009, 30, 4396. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2009.04.004
  • [50] Linul E., Marsavina L., Voiconi T., Sadowski T.: Journal of Physics: Conference Series 2013, 451, 1. http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/451/1/012002
  • [51] Van de Velde K., Kiekens P.: Composite Structures 2001, 54, 355. 114 POLIMERY 2020, 65, nr 2
  • [52] Noryani M., Sapuan S.M., Mastura M.T. et al.: “Stepwise regression for kenaf reinforced polypropylene composite” in 5th Mechanical Engineering Research Day 2018, Melaka, Malaysia, May 3, 2018, p. 48.
  • [53] Peponi L., Biagiotti J., Torre L. et al.: Polymer Composites 2008, 29, 313. https://doi.org/10.1002/pc.20408
  • [54] Chung K.F., Chiew S.P., Lee H.Y.: “Selection of Equivalent Steel Materials to European Steel Materials Specifications”, Hong Kong Constructional Metal Structures Association, Hong Kong 2015.
  • [55] Priya I.I.M., Vinayagam B.K.: International Journal of Polymer Science 2018, ID 8629894. https://doi.org/10.1155/2018/8629894
  • [56] Selamat M.Z., Syazwan M., Tahir Z. et al.: “Effect of starch sizes particle as binder on short pineapple leaf fiber composite mechanical properties” in MATEC Web of Conferences 2018, 150, 04008, MUCET 2017 Malaysia. http://dx.doi.org/10.1051/matecconf/201815004008
  • [57] Nadlene R., Sapuan S.M., Jawaid M. et al.: BioResources 2016, 11, 9325.
  • [58] Sapuan S.M.: “Composite Materials” in “Composite Materials” 1st ed. (Ed. Sapuan S.M.), Butterworth- Heinemann: Elsevier Inc., 2017, pp. 57–93. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-802507-9.00003-9
Uwagi
PL
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-3b82f031-f9ea-47c9-851b-f7f8e65722d4
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.