Modelowanie charakterystyki przy ściskaniu oraz właściwości użytkowe hiperelastycznych materiałów poliuretanowych stosowanych w budowie maszyn

• Autorzy: Boczkowska A. , Babski K. , Osiński J. , Żach P.

Warianty tytułu

EN

Modeling of characteristics at compression and functinal properties of hyperelastic polyurethane materials applied in mechanical engineering

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem badań były materiały o zdolności do bardzo dużych odwracalnych odkształceń (hiperelastyczne) w postaci nieściśliwych elastomerów i ściśliwych pianek poliuretanowych. Modelowano zachowanie tych materiałów przy ściskaniu: do opisu elastomerów zastosowano przy tym modele wielomianowe, w odniesieniu zaś do pianek - modele Ogdena różnych rzędów. Wyniki obliczeń weryfikowano doświadczalnie. Ponadto określano też szereg wybranych właściwości użytkowych badanych materiałów z punktu widzenia ich zastosowań: elastomerów o różnych stosunkach segmentów sztywnych do giętkich (S/G=0,25, 0,5 lub 0,75) jako tłumików drgań typu shimmy oraz pianek miękkich jako materiałów konstrukcyjnych siedzeń samochodowych. Charakterystyka ta obejmowała temperaturę zeszklenia elastomerów (ważną ze względu na użytkowanie w niskiej temperaturze), ich odbojność, twardość oraz ścieralność a także - w przypadku pianek miękkich - moduł sprężystości przy ściskaniu i zdolność do tłumienia drgań.

EN

The materials showing great reversible deformations (hyperelastic ones) namely non-compressible elastomers and compressible polyurethane foams were subjects of investigations. The behavior of these materials at compression has been modeled. Polynomial models were used for the description of elastomers while Ogden's models of various orders were applied to describe the foams. Calculations results were verified experimentally (Fig. 1-4). Additionally, several functional properties of the materials were evaluated from the point of view of their applications: elastomers differing in ratios of rigid (S) and elastic (G) segments (S/G=0.25, 0.5 or 0.75) as shimmy dumpers (Fig. 5-7, Table 1 and 2) and soft foams applied for car seats' construction (Fig. 8 and 9). The characteristics of materials consisted of glass transition temperature of elastomers (important when applied at low temperature), their resilience, hardness and abrasive wear as well as, for soft foams, also compression modulus and damping capacity.

Słowa kluczowe

PL

materiały hiperelastyczne; poliuretany; elastomery; pianki; ściśliwość; modele wielomianowe; właściwości użytkowe

EN

hyperelastic materials; polyurethanes; elastomers; foams; compressibility; polynomial models; functional properties

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 53, nr 7-8
• Strony: 544--550
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Boczkowska A.

autor

Babski K.

autor

Osiński J.

autor

Żach P.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

Bibliografia

• 1. Galina H.: "Fizykochemia polimerów", Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1998.
• 2. Galina H.: Polimery 2003, 48, 598.
• 3. Galina H., Lechowicz J. B.: Polimery 2001, 46, 840.
• 4. Majszczyk J., Rosłaniec Z., Pietkiewicz D., Pakuła T.: Polimery 2002, 47, 34.
• 5. Pokropski T., Balas A.: Polimery 2003, 48, 591.
• 6. Pokropski T., Balas A.: Polimery 2004, 49, 268.
• 7. Białkowska A., Wirpsza Z.: Polimery 2002, 47, 890.
• 8. Amborski J.: "Modelowanie tłumików drgań z materiałem elastomerowym z zastosowaniem MES", Rozprawa doktorska, Politechnika Warszawska, Warszawa 2005.
• 9. Amborski J., Osiński J.: "koncepcja tłumika elastomerowego do zastosowania w podwoziu lotniczym", IX Konferencja Naukowo-Techniczna: "Programy MES w komputerowym wspomaganiu analizy, projektowania i wytwarzania", Giżycko 19--22 października 2005 r., mat. konf. str. 469--480.
• 10. Dębniak M., Nesiobęcki D., Osiński J.: "Wyznaczanie położenia punktu H w siedzeniach samochodowych na przykładzie Audi A6", VIII Konferencja Naukowo-Techniczna "Programy MES w komputerowym wspomaganiu analizy, projektowania i wytwarzania", Warszawa--Rynia 16--20 października 2003 r., materiały wydane na płycie CD.
• 11. Bergstrom J. S., Boyce M. C.: J. Mech. Phys. Solids 1998, 46, 931.
• 12. Bergstrom J. S., Boyce M. C.: Mech. Mater. 2001, 33, 523.
• 13. Gruin I., Ryszkowska J., Boczkowska A., Markiewicz B.: Polimery 1994, 39, 226.
• 14. Yeoh O. H.: "Phenomenological Theory of Rubber Elasticity", Comprehensive Polimer Scence, Pergamon Press, 1995.
• 15. Lakes R. S., Witt R.: Int. J. Mech. Eng. Educ. 2002, 30, 50.
• 16. Ogden R. W.: Proc. R. Soc. London, Ser. A 1972, 326 (1567), 565.
• 17. Ogden R. W.: "Nonlinear Elasticity with Application to Material Modeling", wyd. Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences, Lecture Notes 6, Warsaw 2003.