Ocena jakości nawijanych kompozytów polimerowych na podstawie współczynnika dyfuzyjności cieplnej

• Autorzy: Szymiczek M.

Warianty tytułu

EN

Quality assessment of polymer winding composites based on thermal diffusion coefficient

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy była ocena wpływu procesu degradacji starzeniowo-zmęczeniowej na dyfuzyjność cieplną kompozytu poliestrowo-szklanego. Dyfuzyjność cieplną określono na podstawie termowizyjnych map rozkładu temperatur na powierzchni próbki (metoda transmisyjna), opierając się na procedurze opracowanej przez Parkera. Zmiany strukturalne określono pośrednio na podstawie pomiaru chłonności wody. Dla potwierdzenia zmian właściwości użytkowych kompozytów przeprowadzono badania wytrzymałości na zginanie. Stopniowy spadek wytrzymałości na zginanie, modułu sprężystości oraz zwiększenie odkształcenia są wynikiem zmian strukturalnych, będących efektem degardacji zmęczeniowej. Stwierdzono, że dyfuzyjność cieplna obniża się wraz z postępującym procesem degardacji, co pozwala diagnozować stan materiału kompozytowego podczas eksploatacji.

EN

The aim of work was to evaluate the influence of aging-fatigue degradation process on thermal diffusivity of polyester-glass composite. Thermal diffusivity was determined based on thermovision maps of temperature distribution on the sample surface (transmission method) in accordance with the procedure developed by Parker. Structural changes were determined indirectly based on measuring the water absorption. The flexural strength tests were performed to confirm changes of composites properties. Gradual decrease in flexural strength, modulus of elasticity and increased strain are the result of structural changes due to fatigue degradation. It was found that thermal diffusivity decreases with the progressive process of degradation, which allows to diagnose composite material during exploitation.

Słowa kluczowe

PL

termowizja; kompozyty poliestrowo-szklane; diagnostyka

EN

thermovision; polyester-glass composites; diagnostic

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 34, nr 65
• Strony: 125--131
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz.

Twórcy

autor

Szymiczek M.

• Instytut Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej, Politechnika Śląska

Bibliografia

• 1. Advani S., Hsiao K.-T.: Manufacturing techniques for polymer matrix composites (PMCs). Woodhead Publishing, Cambridge 2012.
• 2. Akers D., Rideout C.: Non-destructive damage detection and life cycle prediction for advanced composites components. SAE Technical Paper, 2004.
• 3. Bates D., Smith G., Lu D., Hewitt J.: Rapid thermal non-destructive testing of aircraft components. Composites: Part B, 31, 2000, p. 175-185.
• 4. Błażejewski W.: Kompozytowe zbiorniki wysokociśnieniowe wzmocnione włóknami według wzorów mozaikowych. Wrocław: Ofic. Wyd. Pol. Wrocł., 2013.
• 5. Boczkowska A., Kapuściński J., Lindemann Z., Witenberg-Perzyk D., Wojciechowski S.: Kompozyty. Warszawa: Ofic. Wyd. Pol. Warsz., 2003.
• 6. Campbell F. C.: Structural composites materials. ASM International, Ohio 2010.
• 7. Eitzen D. G., Breckenridge F. R., Clough R. B., Fuller E. R., Hsu N. N, Simmons J. A.: Fundamental developments for quantitative acoustic emission measurements. NBS Interim Report to EPRI, 1981.
• 8. Hull D., Clyne T. W.: An introduction to composite materials. Cambridge: Cambridge University Press, 1996.
• 9. Jones R. M.: Mechanics of composites materials. Second edition. New York: Taylor & Francis, 1998.
• 10. Kokan D.: Development of an improved filament-winding process model. Doctors thesis. Georgia Institute of Technology, 1997.
• 11. Królikowski W.: Polimerowe kompozyty włókniste. Warszawa: PWN, 2012.
• 12. Mertiny P., Ellyin F.: Influence of the filament winding tension on physical and mechanical properties of reinforced composites. Composites: Part A, 33, 2002, p. 1615-1622.
• 13. Parker W. J., Jenkins R. J., Butler C. P., Abbott G. L.: Flash method of determining thermal diffusivity, heat capacity, and thermal conductivity. “Journal of Applied Physics” 1961, 32, 9, p. 1679-1684.
• 14. PN-EN 178 − Tworzywa sztuczne − Oznaczanie właściwości przy zginaniu.
• 15. PN-EN ISO 821-2: 2002 − Techniczna ceramika zaawansowana -- Ceramika monolityczna -- Właściwości termofizyczne -- Część 1: Oznaczanie rozszerzalności cieplnej.
• 16. PN-ISO 8361-1:1994 − Rury i kształtki z termoplastycznych tworzyw sztucznych − Chłonność wody − Ogólna metoda badania.
• 17. Szymiczek M.: Ocena stopnia degradacji poliestrowo-szklanych kompozytów nawijanych. Gliwice: Wyd. Pol. Śl., 2016.
• 18. Talreja R.: Fatigue-induced damage mechanisms in carbon fibre-reinforced plastic composites. In: Proceedings of the Royal Society of London. Series A: Mathematical and Physical Sciences, 1981, 378, 1775, p. 461-475.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).