Metodyka pomiaru odkształceń, wywołanych kontrolowanym naciągiem włókna, w warstwie zewnętrznej kompozytu nawijanego

• Autorzy: Krysiak P. , Gąsior P. , Kaleta J. , Rybczyński R.

Warianty tytułu

EN

Strain measurement methods, induced by controlled tension fibre, inside the outer layer of wound composite material

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono metodykę pomiaru odkształceń w warstwie zewnętrznej kompozytu nawijanego. Zagadnienie jest elementem szerszego problemu, a mianowicie "programowania" stanu wytężenia grubościennego, wysokociśnieniowego zbiornika kompozytowego do paliw gazowych, którego część cylindryczna stanowi dominującą część. Chodzi zatem o to, by doprowadzić - jak to ma miejsce w wielowarstwowych rurach stalowych - do kontrolowanych wartości naprężeń pomiędzy warstwami, dzięki czemu rozkład naprężeń obwodowych jest możliwie równomierny po grubości ścianki. Jednym z pomysłów jest wywoływanie naprężeń przez zadawanie siły naciągu oplotu i stosowanie włókien o różnym module sprężystości. Podjęcie takiego zagadnienia wymaga opracowania metodyki pomiaru odkształceń obwodowych w nawijanym elemencie kompozytowym w następstwie kontrolowanej siły naciągu oplotu, co jest przedmiotem niniejszej pracy. Do pomiarów wykorzystano czujniki światłowodowe i dedykowaną im metodykę.

EN

The paper presents a methodology for strain measurements in the outer layer of the composite winding. The issue is a part of broader problem, namely the "programming" effort of thick-walled, high-pressure composite tank for gaseous fuels storage. Thick wall is a dominant part of cylinder. The point is to bring about - as is the case in multilayer steel pipes - to control stress values between the layers, so that the circumferential stress distribution in the cylinder wall is uniform if possible. One idea is to induce stress by fiber tension during production process and use of fibers with different modulus of elasticity. The subject of this work is development of methodology for measuring the circumferential strain in the composite element with a tension-controlled structure. For this purpose optical fiber sensors and dedicated methodology were used.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt nawijany; warstwa zewnętrzna; odkształcenie obwodowe; naprężenie obwodowe; czujnik światłowodowy

EN

wound composite; outer layer; circumferential strain; circumferential stress; optical fibre sensor

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Przetwórstwo Tworzyw
• Rocznik: 2012
• Tom: [R.] 18, nr 4
• Strony: 320--324
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Krysiak P.

autor

Gąsior P.

autor

Kaleta J.

autor

Rybczyński R.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej

Bibliografia

• 1. Mitinskij A.N., Naprzeni v tolstostenoj anizotropnoj trube pod dejstviem naruznogo i vnutrennego davlenij. Sbornik Lenngradskogo Ordena Lenina Instituta Inzenerov Zeleznodoroznogo Transporta. Vypusk 136. Moskva 1947
• 2. Lekhnitskii S.G., Anisotropic plates. Transl. by Tsai S W., Cheron T. New York, Gordon and Breach, 1968
• 3. Abdalla F. Hamed, Salit M. Sapuan, Megat M. Hamdan, Barkawi B. Sahari, Theoretical stress and strain distribution across thick - walled filament wound composite. Polimery, 2009, 54, nr 7 - 8
• 4. Velosa J.C., Nunes J.P., Antunes P.J., Silva J.F., Marques A.T.: Development of a new generation of filament wound composite pressure cylinders. Ciencia e Tecnologia dos Materiais, Vol. 19, n 1/2, 2007
• 5. Verijenko V E., Adali S., Tabakov P Y.: stress distribution in continuously heterogeneous thick laminated pressure vessels, Composite Structures 54, 2001, s. 371 - 377
• 6. Littlefield A.G., Hyland E.J., and Keating J.J.: 120mm prestressed carbon fiber/thermoplastic overwrapped gun tubes, US Army RDECOM-ARDEC Benét Laboratories, 1 Buffington St, Watervliet, NY 12189 USA
• 7. Kang D., Kim C. i Kim C., The embedment of fiber Bragg grating sensors into filament wound pressure tanks considering multiplexing, NDT&E International, tom 39, p. 109-116, 2006.
• 8. Degrieck J., De Waele W. i Verleysen P., Monitoring of fibre reinforced composites with embedded optical fibre Bragg sensors, with application to filament wound pressure vessels, NDT&E International, tom 34, pp. 289-296, 2001.
• 9. Błażejewski W., Gąsior P. i Kaleta J., Application of Optical Fibre Sensors to Measuring the Mechanical Properties of Composite Materials and Structures, w Advances in Composite Materials - Ecodesign and Analysis, B. Attaf, Red., InTech, 2011.