Influence of resin parameters on strength properties of polymer composite produced by vacuum mehod

• Autorzy: Chatys R. , Piernik K.

Warianty tytułu

PL

Wpływ parametrów żywicy na właściwości wytrzymałościowe kompozytu polimerowego wytworzonego metodą próżniową

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the process of producing composite material by the vacuum bag method and its numerical analysis. The composite is made of three layers of two-directional combimat with a [0.90] orientation. Then it is cut at angles and subjected to a tensile test in the Laboratory of Composite Materials, Kielce University of Technology. The data obtained from the tensile test were used to construct three tubular elements that were designed in the ABAQUS program using the finite element method. The tube was treated as a thin-walled shell component, at both ends infinitely rigid rod-shaped Rigid links are formed, at the center of their intersection the point of attachment is generated. On both sides of the rigid restraint, the element is subjected to a uniform internal pressure of a 10 MPa amplitude, which would be very difficult to obtain under laboratory conditions. The conducted experiment gives very precise information about the stresses created in the composite and the behavior of both the fibers and the matrix at different layup angles.

PL

Przedstawiono proces produkcji materiału kompozytowego metodą worka próżniowego oraz jego analizę numeryczną. Kompozyt jest zbudowany z trzech warstw matotkaniny dwukierunkowej o ułożeniu [0,90]. Następnie zostaje pocięty pod kątami i poddany próbie rozciągania w laboratorium materiałów kompozytowych Politechniki Świętokrzyskiej. Dane uzyskane z próby rozciągania posłużyły do budowy trzech elementów rurowych, które zostały zaprojektowane w programie ABAQUS, wykorzystującym metodę elementów skończonych. Rura została potraktowana jako element cienkościenny typu Shell (powłokowy), na obu końcach utworzone są nieskończenie sztywne elementy prętowe Rigid links, w centralnym punkcie ich przecięcia wygenerowany zostaje punkt zamocowania. Po obustronnym sztywnym utwierdzeniu element zostaje poddany od wewnątrz równomiernemu działaniu ciśnienia o amplitudzie 10 MPa, co byłoby bardzo trudne do uzyskania w warunkach laboratoryjnych. Przeprowadzony eksperyment daje bardzo precyzyjne informacje o naprężeniach powstających w kompozycie oraz o zachowaniu się zarówno włókien, jak i matrycy w różnych kątach ułożenia.

Słowa kluczowe

EN

composite; laminate; Shell; FEM; polyester resin; yield point; vacuum bag method; Rigid Links

PL

kompozyt; laminat; powłoka; MES; żywica poliestrowa; granica plastyczności; metoda worka próżniowego; Rigid links

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 18, nr 1
• Strony: 45--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Chatys R.

• Kielce University of Technology, al. 1000-lecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Poland

autor

Piernik K.

• Kielce University of Technology, al. 1000-lecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Poland

Bibliografia

• [1] Lundquista E., Strength tests on thin-walled duralumin cylinders in torsion, N.A.C.A. Technical note No. 427, Washington 1932.
• [2] Gay D., Soung V. Hoa, Composite Materials: Design and Applications, CRP Press, Boca Raton 2007.
• [3] Reddy J.N., Mechanics of Laminated Composite Plates and Shells, Theory and Analysis, CRC Press LLC, 2004.
• [4] Chatys R., Piernik K., Numerical analysis of polymer composite bend of tests made by vacuum bagging. University of Technology, Institute of Sold Mechanics, Mechatronics and Biomechanics, Brno 2017.
• [5] Shen H.S., Functionally Graded Materials: Nonlinear Analysis of Plates and Shells, CRP Press 2009.
• [6] Hyla I., Śledziona J., Kompozyty. Elementy mechaniki i projektowania, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2004.
• [7] Adams D.F., Carlsson L.A., Pipes R.B., Experimental Characterization of Advanced Composite Materials, CRC Press. Boca Raton 2003.
• [8] Galina H., Fizykochemia polimerów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1998.
• [9] Chun-Young Niu M., Composite Airframe Structures, L.A., California, USA, 1992.
• [10] Katunin A., Degradacja cieplna laminatów polimerowych, Silesian University of Technology, Gliwice 2012.
• [11] Timoschenko S.P., Gere J.M., Teoria stateczności sprężystej, Arkady, Warszawa 1963.

Uwagi

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