Badanie wpływu właściwości geometrycznych mikrostruktury na moduł sprężystości poprzecznej kompozytu rowingowego w procesie produkcji odpowiedzialnych konstrukcji nośnych

• Autorzy: Wolszczak P.

Warianty tytułu

EN

Examination of the influence of micro-geometrical properties on transverse shear module roving composites in process production of responsibles constructions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W procesie produkcji odpowiedzialnych konstrukcji nośnych, wykonywanych z kompozytów rowingowych, ważnym problemem jest nadzorowanie jakości części kompozytowych. Obecnie stosowanymi miarami w ocenie jakości takich kompozytów są średnica włókien i objętość względna włókien wzmacniających. Pomijana jest równomierność rozmieszczenia włókien wzmacniających. W pracy przedstawiono wyniki badań z użyciem miar przydatnych do prognozowania wytrzymałości i ich związki z wytrzymałością próbek pochodzących z procesu produkcji dźwigarów łopat śmigłowcowych.

EN

Monitoring of quality is an important task in production process of responsible supporting structures, made from roving composites. This paper presents examination results of samples from the production process of girders for helicopter blades, using geometrical measures for prediction of material strength and durability. The connections of geometrical measurement of microstructure with values of elasticity modulus determined in the transverse shear strength test by short beam method, were assessed. Tests of strength and geometric images were prepared for 81 samples. Fig. 2 presents a fragment of a geometric model, determined for the sample, where each circle describes the average thickness of the matrix around every fiber. Circle diameters correspond to different measurements of matrix thickness. To illustrate the relationship between different measurements of matrix thickness, in figure 3, the red dotted line presents layer of matrix around a single fiber along the perimeter Bw , together with local thicknesses G1, G2 and GAB and averages 1 G and 2 G . During correlation analysis, the following were distinguished: conventional film thickness around a single fiber GAB (2), minimum local film thickness of the matrix around a single fiber G1min , relative volume of the glass U sz . Fig. 7 presents position of the points characterizing both groups in the space defined by the variables distinguished in the correlation analysis. Samples of groups A and B, characterized by [U sz , GAB, G1min ] vectors, were classified with discriminant function (3). In subsequent stages of the multiple regression analysis, it was decided if selected characteristics clearly and explicitly define the composite micro-construction, so that determination of the value of transverse elasticity modulus E 2t is possible. Linear regression equation obtained the form (4). Analyzing the relationship (4) it should be noted that average thickness GAB has the greatest impact on value E 2t in case of considered variability of examined material.

Słowa kluczowe

PL

pomiar rozmieszczenia; teselacje; kompozyty rowingowe; rozmieszczenie włókien

EN

arrangement measuring; tessellations; roving composites; fibers distribution

• Wydawca: Oddział SIMP w Lublinie
• Czasopismo: Postępy Nauki i Techniki
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 8
• Strony: 93--100
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wolszczak P.

• Katedra Automatyzacji, Wydział Mechaniczny, Politechnika Lubelska,

Bibliografia

• 1. Ochelski S. „Metody doświadczalne mechaniki kompozytów konstrukcyjnych”, Warszawa , WNT Warszawa 2004.
• 2. Śleziona J. „Podstawy technologii kompozytów”, WPŚ, Gliwice 1998.
• 3. German J. „Podstawy mechaniki kompozytów włóknistych”, PK Kraków 2001.
• 4. Kelly A., Zweben, C. “Comprehensive Composite Materials”, Elsevier Science 2000.
• 5. Rudawska A.: “Swobodna energia powierzchniowa i struktura geometryczna powierzchni wybranych kompozytów epoksydowych” Polimery, 2008, 53, 452.
• 6. Siejka-Kulczyk J., Lewandowska M., Kurzydłowski K.J.: .”Effect of particle size and particle surface pretreatment of fillers on selected properties of model ceramicpolymer composites used as dental fillings” Polimery 2008, 53, 208.
• 7. Pyrz R., Bochenek B.: “Topological disorder of microstructure and its relation to the stress field” Int. J. Solids Structures 1998, 19, 2413-2427.
• 8. Rożniatowski K. „Metody charakteryzowania niejednorodności struktury materiałów wielofazowych”, PTS Katowice 2001.
• 9. Kurzydłowski K. J., Ralph B. “The quantitative description of the microstructure of materials”,CRC Press USA 1995.
• 10. Kołosow A., Kljawlin W.: „Determinirowanije paramietrow gieometriczieskoj modeli struktury orinetirowanno armirrowannych woloknistych kompozitow” Miechanikakompozitnych materialow 1987,6, 990-998.
• 11. Gusev A. A., Hineb P. J., Ward, I. M.: “Fiber packing and elastic properties of a transversely random unidirectional glass/epoxy composite” Compos. Sci. Technol. 2000, 60, 535–541.
• 12.Missoum-Benziane D., Ryckelynck D., Chinesta F. “Micro-Macro approach for mechanical problems involving microstructure” 10 ESAFORM Conference on Material Forming (pod red. Cueto E. i Chinesta F.) 2007, 1342-1347.
• 13. Krywult B. „Wybrane problemy technologiczne i badawcze z zakresu przetwórstwa tworzyw wzmocnionych włóknem” Postęp w przetwórstwie materiałów polimerowych, Częstochowa 2002, 136-140.
• 14.Wolszczak P. „Automatyzacja komputerowej analizy obrazów mikrostruktur” Przegląd Mechaniczny. 2006, 65, s. 150-153.
• 15. Płaska S. i Wolszczak P. „Pomiar i ocena rozmieszczenia równolegle ułożonych włókien wzmacniających tworzywa” Materiały polimerowe i ich przetwórstwo. Częstochowa 2004, 65-74.
• 16. Płaska S. „Wprowadzenie do statystycznego sterowania procesami technologicznymi”, PL Lublin 2000.
• 17. Stanisz A. „Przystępny kurs statystyki z zastosowaniem Statistica PL na przykładach z medycyny. Tom 3. Analizy wielowymiarowe”, Statsoft Kraków 2007.