Analiza wytężenia kompozytowych elementów rurociągów

• Autorzy: Hufenbach W. , Kroll L. , Gude M. , Bohm R. , Czulak A.

Warianty tytułu

EN

Strength analysis of composite tubes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Kompozyty wzmocnione zarówno włóknem szklanym, jak i węglowym charakteryzują się lepszymi parametrami użytkowymi w stosunku do klasycznych materiałów w konstrukcjach lekkich, a w szczególności w przemyśle lotniczym, samochodowym i chemicznym. W tym ostatnim, dzięki doskonałym własnościom wytrzymałościowym i odpowiedniej odporności na działanie związków chemicznych, obok elementów rur stalowych często wykorzystuje się elementy warstwowo wzmocnionych rur hybrydowych. Ich struktura nośna składa się ze zbrojonych włóknami szklanymi tworzyw termo-i chemoutwardzalnych. Tego rodzaju instalacje z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym służą przede wszystkim do transportu związków chemicznych, odprowadzania ścieków przemysłowych, doprowadzania wody przemysłowej, ale także wykorzystuje się je jako rury kanalizacyjne oraz elementy odciągów powietrza lub gazów technicznych. Dodatkowo, do specjalnych zastosowań można użyć jako osnowy różnorodnych reaktywnych, termo- i chemoutwardzalnych żywic, takich jak nienasyconej żywicy poliestrowej lub winylowej posiadającej dobrą trwałość chemiczną. W pracy przedstawiono analizę wytężeniową rur kompozytowych, jak również zoptymalizowano ułożenie włókien przy użyciu metody elementów skończonych w zaawansowanych programach graficznych.

EN

Fiber reinforced composites offer a - not yet utilized - lightweight potential for innovative lightweight applications in aircraft, automotive and chemical industry. Especially in the latter case, fibre reinforced polymers (FRP) are predestined for the application in hybrid tubes of piping systems, due to the splendid strength properties of FRP and their adequate resistance against chemical compounds. The tube's carrying structure generally consists of glass fiber reinforced heat-hardening or chemical hardening matrices, whereas a polymer liner often protects the carrying structures against extremely aggressive fluids and gases. In special applications, additionally various reactive, thermo hardening and chemical hardening resins, such as non-saturated polyester or vinyl resins, can be used as a matrix which show a good chemical durability. Such piping systems made of fiber reinforced composites are used to transport chemical compounds, drain the liquid industrial wastes and convey industrial water. Moreover, the FRP-pipings are used as sewage pipes, elements of air draft and technical gases. This paper focuses the structural design of FRP-tubes regarding the optimum composite lay-up including a strength analysis of composite tubes with use of finite element methods using the program systems I-DEAS and ANSYS.

Słowa kluczowe

PL

technologia; metoda nawijania; badanie; kompozyt; złożony stan naprężenia; MES (metoda elementów skończonych)

EN

braiding; filament winding; material characterization; multiaxial state of stress; FEM

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 6, nr 4
• Strony: 3--8
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Hufenbach W.

autor

Kroll L.

autor

Gude M.

autor

Bohm R.

autor

Czulak A.

• Technische Universitat Dresden, Institut fur Leichtbau und Kunststofftechnik, 01062 Dresden,

Bibliografia

• [1] Hufenbach W., Kroll L., Bohm R., Langkamp A., Czulak A., Piping elements from textile reinforced composite materials for chemical apparatus construction, 12th International Scientific Conference Achievements in Mechanical & Materials Engineering, Zakopane, 7-10 12.2003, 391-398.
• [2] Zając P., Blazejewski W., Czulak A., Bohm R., Badania kompozytowych próbek rurowych do oceny własności materiału kompozytowego, Materiały Polimerowe Pomerania-Plast 2004, Międzyzdroje 2.6.-4.6.2004.
• [3] Hufenbach W., Kroll L., Bohm R., Langkamp A., Rohrleitungselemente aus textilverstarkten Verbundwerkstoffen fur den chemischen Apparatebau, Chemie Ingenieur Technik 2004 76(7), 898-902.
• [4] Blazejewski W., Hufenbach W., Czulak A., Bohm R., Manufacture and test of composite tube specimens with braided glass fibre reinforcement, Kompozyty (Composites) 2005, 5, 4, 67-71.
• [5] Hufenbach W., Blazejewski W., Kroll L. Bohm R., Gude M., Czulak A., Manufacture and multiaxial test of composite tube specimens with braided glass fibre reinforcement, Journal of Materials Processing Technology 2005, 162-163, 162-165.
• [6] Hufenbach W., Blazejewski W., Kroll L., Bohm R., Gude M., Czulak A., Manufacture and multi-axial test of composite tube specimen with braided glass-fibre reinforcement, Advances in Materials and Processing Technologies AMPT in COMMENT 2005, Wisła, 16.5-19.5.2005.
• [7] Hufenbach W., Bohm R., Kroll L., Czulak A., Braided composite pipe elements for applications in chemical apparatus engineering, 15th International Conference on Composite Materials (ICCM-15), Durban, 27.6.-1.7.2005, auf CD-ROM.
• [8] Hufenbach W., Bohm R., Blazejewski W., Kroll L., Czulak A., Manufacture, design and testing of piping elements from braided composites. Chemical Engineering and Technology 2005, 28(7), 808-813.
• [9] Zichner M., Adam P., Bohm R., Hufenbach W., Production technologies for high-tech applications made of continuous fiber-reinforced polymers. Kolloquium der Shanghai Automotive Association, Shanghai, 19.10. 2005.
• [10] Langkamp A., Bruchmodebezogene Versagensmodelle fur faser- und textilverstarkte Basisverbunde mit polymeren, keramischen sowie metallischen Matrices, Dissertation, TU, Dresden 2004.