Study by Genetic Algorithm of the Role of Alfa Natural Fibre in Enhancing the Mechanical Properties of Composite Materials Based on Epoxy Matrix

• Autorzy: Ziani N. , Boudali A. , Mokaddem A. , Doumi B. , Beldjoudi N. , Boutaous A.

Identyfikatory

DOI

10.5604/12303666.1196613

Warianty tytułu

PL

Efekt naturalnych włókien Alfa na poprawę mechanicznych właściwości materiałów kompozytowych z matrycą epoksydową badany za pomocą algorytmu genetycznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Natural fibres have a very important role in improving the mechanical properties of composite materials. Our objective in this study was to use alfa natural fibre in a composite material based essentially on epoxy matrix and calculate the interface fibre-matrix damage of carbon-epoxy, glass-epoxy and alfa-epoxy. Each sample was reinforced with the same volume fraction before being subjected to various mechanical tests. The results found by genetic simulation showed that the level of damage to the alfa-epoxy material was lower compared to other composite materials studied. We can say that alfa natural fibre has a high resistance to the mechanical stress applied; but the question remains whether the new material has the same resistance to thermal stress.

PL

Włókna naturalne spełniają bardzo ważną rolę przy polepszeniu właściwości mechanicznych materiałów kompozytowych. Celem badań w przedstawionej pracy było zastosowanie naturalnych włókien alfa dla wzmocnienia mechanicznych właściwości materiałów kompozytowych z matrycą epoksydową. Określano zniszczenie międzyfazowych układów włókna węglowe-epoksyd, włókna szklane-epoksyd i włókna alfa-epoksyd. Każda badana próbka była wzmacniana tym samym objętościowym udziałem poszczególnych rodzajów włókien. Wyniki badań określone przy stosowaniu symulacji genetycznej pokazały, że poziom zniszczenia układów fazowych alfa-matryca epoksydowa był niższy w porównaniu do innych badanych materiałów kompozytowych. Na podstawie przeprowadzonych badań można stwierdzić, że naturalne włókna alfa posiadają wysoką odporność na przyłożone naprężenia mechaniczne. Zagadnieniem nierozwiązanym pozostaje czy włókna naturalne alfa posiadają dobrą odporność na działanie temperatury.

Słowa kluczowe

EN

damage; interface; alfa; fibre; matrix; genetic algorithm

PL

uszkodzenie; włókno alfa; matryca epoksydowa; algorytm genetyczny

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 24, no. 3 (117)
• Strony: 58--62
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ziani N.

• Department of Materials Technology, Faculty of Physics, U.S.T.O BP, Oran, Algiera

autor

Boudali A.

• Laboratoire des Etudes Physico-Chimiques, Université de Saïda, Saida, Algier

autor

Mokaddem A.

• Department of Materials and Components, Faculty of Physics, U.S.T.H.B, Algiers, Algiera

autor

Doumi B.

• Department of Physics, Faculty of Science, Dr. Tahar Moulay University of Saïda, Saida, Algiera

autor

Beldjoudi N.

• Theoretical Physics Laboratory, Faculty of Physics, U.S.T.H.B, Algiers, Algiera

autor

Boutaous A.

• Department of Materials Technology, Faculty of Physics, U.S.T.O BP, Oran, Algiera

Bibliografia

• 1. Elouaer A. Contribution à la compréhension et à la modélisation du comportement mécanique de matériaux composites à renfort en fibres végétales . Thèse de Doctorat de l’Université de Reims Champagne-Ardenne. 2011, 4-28.
• 2. Arbelaiz A, Cantero G, Fernández B, Mondragon I, Gañán P and Kenny JM. Flax fiber surface modifications: Effects on fiber physico mechanical and flax/polypropylene interface properties. Polymer composite , 2005 ; 26 : 324-332.
• 3. Baley C. Analysis of the flax fibres tensile behaviour and analysis of the tensile stiffness increase. Composites Part A : Applied Science and Manufacturing 2002; 33, 7: 939-948.
• 4. Baley C, Busnel F, Grohens Y and Sire O. Influence of chemical treatments on surface properties and adhesion of Flax fibre -Polyester resin. Composites Part A : Applied Science and Manufacturing 2002; 37: 1626-1637.
• 5. Beldzki AK and Gassan J. Composites reinforced with cellulose based fibers. Polymer science, 1999; 24: 221-274.
• 6. Le Digou A, Davies P and Baley C. Etude de la liaison interfaciale fibre de lin/acide poly(L-lactique) = Study of interfacial bonding of Flax fibre/Poly(L-lactide). In : Philippe OLIVIER et Jacques LAMON. JNC 16, Jun 2009, Toulouse, France. AMAC, p10.
• 7. Butt HJ, Cappella B and Kappl M. Force measurements with atomic force microscope: Technique, interpretations and applications Surface Science reports, 2005, 59, p. 1-152.
• 8. Akchiche O, and Boureghda MK. Esparto Grass (Stipa Tenacissime L.), raw material of papermaking”. First Part, Chimija rastitel’nogo syr’ja 2007; 4: 25-30,
• 9. Hachemane B, Mir A and Bezzazi B. Elaboration et characterisation mécanique d’un matériau composite hybride. Matériaux, Dijon-France, 13-17 Novembre, 2006.
• 10. Lem J and Chaboche J L. Mechanics of solid materials. Edition Dunod, 1988.
• 11. Weibull W. Theory of the strength of materials. Royal Swedish Academy of Eng. Sci. Proc 1939; 151: 1-45.
• 12. Zhang B M and Zhao L. Progressive Damage and Failure Modeling in Fiber-Reinforced Laminated Composites Containing a Hole. International Journal of Damage Mechanics 2012; August, 21: 893-911.
• 13. Mokaddem A, Alami M, Temimi L. and Boutaous A. Study of the Effect of Heat Stress on the Damage of the Fibre Matrix Interface of a Composite Material (T300/914) by Means of a Genetic Algorithm. Fibres and Textiles in Eastern Europe 2012; 20, 6A(95): 108-111.
• 14. Lissart N. Domage and failure in ceramic matrix minicomposites :experimental study and model. Acta Mater. 1997; 45, 3: 1025-1044.
• 15. Ladevèse P and Lubineau G. Pont entre micro et méso mécaniques des compositesstratifies. Elsevier, Composites Rendus Mécanique 2003; 331: 537-544.
• 16. Feld-Payet S, Besson J and Feyel F. Finite Element Analysis of Damage in Ductile Structures Using a Nonlocal Model Combined with a Three-field Formulation. International Journal of Damage Mechanics 2011; 20, July: 655-680
• 17. Mokaddem A, Alami M, Doumi B and Boutaous A. Prediction by a genetic algorithm of the fiber matrix interface damage for composite material. Part1 : study of shear damage to two composites T300/914 and Peek/APC2. Strength of materials 2014; July, 46, 4.
• 18. Cox HL. The elasticity and strength of paper and other fibrous materials. British Journal of Applied Physics 1952, 12: 72–79
• 19. Mokaddem A, Alami M and Boutaous A. A study by a genetic algorithm for optimizing the arrangement of fibers on damage to the fiber-matrix interface of composite material. Journal of the Textile Institute, Taylor and Francis Group 2012; 103, 12: 1376-1382.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.