PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Study of Carbon Fiber Reinforced Polymer Composite Layer Structures Subjected to Three-Point Bending

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The development of new composite and structural materials in various areas of industry has led to an ever-growing interest in research results regarding the applications of these materials. Combining these materials allows for the modification of the strength characteristics of structures and components manufactured from them. The article presents the results of bending test of Carbon Fibre Reinforced Polymers (CFRP) strips bonded with a two-component epoxy adhesive. Additionally, the reinforcement effect resulting from gluing composite strips (multilayer reinforcement) was compared with shortened strips. The positive and negative influences of shortening strips unidirectionally reinforced with long fibre have been discussed. Differences in the stiffness of the tested belt systems indicate that adding another belt increases the load capacity by approximately 100% of the bending force compared to the previous test of fixed-length belts. TSP tapes also show an increase in the ability to transfer the bending force by gluing subsequent strips, but not necessarily along the entire length, as shown in tests. Simulation tests showed smaller displacement compared to physical samples. The smallest differences between measurements and simulation results were recorded for two-layer configurations, while the largest differences were observed for four-layer strips.
Słowa kluczowe
Twórcy
  • Department of Technology and Automation, Czestochowa University of Technology, Al. Armii Krajowej 21, 42-200 Czestochowa, Poland
  • Department of Technology and Automation, Czestochowa University of Technology, Al. Armii Krajowej 21, 42-200 Czestochowa, Poland
  • Department of Technology and Automation, Czestochowa University of Technology, Al. Armii Krajowej 21, 42-200 Czestochowa, Poland
  • Department of Technology and Automation, Czestochowa University of Technology, Al. Armii Krajowej 21, 42-200 Czestochowa, Poland
  • Department of Technology and Processing of Polymer, Lublin University of Technology, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, Poland
Bibliografia
  • 1. Oladele I.O., Onuh L.N., Siengchin S., Sanjay M.R., Adelani S.O. Modern applications of polymer composites in structural industries: A review of philosophies, product development, and graphical applications. Applied Science and Engineering Progress 2024, 17, 6884. https://ojs.kmutnb.ac.th/index.php/ijst/article/view/6884.
  • 2. Yeke M., Barisik M., Tanoğlu M., Ulaşlı M.E., Nuhoğlu K., Esenoğlu G., Martin S., Türkdoğan C., İplikçi H., Aktaş E., Dehneliler S., İriş M.R. Improving mechanical behavior of adhesively bonded composite joints by incorporating reduced graphene oxide added polyamide 6,6 electrospun nanofibers. Composite Structures 2024, 337, 118026. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2024.118026.
  • 3. Kwiatkowski T., Kurzak L. Aluminium profile reinforced with carbon fibre: Numerical analysis. Transf. Inovacii 2013, 110–112.
  • 4. Kwiatkowski D., Szarek A. Analiza rozkładu naprężeń oraz rozwoju i propagacji pęknięcia poli (metakrylanu metylu) po użytkowaniu w organizmie ludzkim. Polimery 2012, 10, 740–746.
  • 5. Katunin A., Gnatowski A. Influence of heating rate on evolution of dynamic properties
  • of polymeric laminates. Plastics, Rubber and Composites 2012, 41, 233–239. https://doi.org/10.1179/1743289811Y.0000000037.
  • 6. Radomski W. Wzmacnianie betonowych konstrukcji mostowych za pomocą wyrobów z polimerów zbrojonych włóknami. Mater. Bud. 2005, 4, 76–78.
  • 7. Łagoda M. Wzmacnianie mostów przez doklejanie elementów. Seria Inżynieria Lądowa. Monografia 322, Cracow, Poland, 2005.
  • 8. Machelski C. Wzmacnianie elementów konstrukcji stalowych z wykorzystaniem taśm CFRP. Mater. Bud. 2015, 1, 53–56.
  • 9. Kim D.H., Amir M., Kim S.W. Static analysis of shear-deformable aircraft wings using a multilayered functionally graded material model. Advanced Composite Materials 2023, 33, 479–503. https://doi.org/10.1080/09243046.2023.2274203.
  • 10. Lechman M. Zastosowanie taśm i mat z włókna węglowego do wzmacniania kominów przemysłowych. Pr. Nauk. Inst. Budownictwa, Wroc. Univ. of Technol. 2002, 81, 113–120.
  • 11. Ajdukiewicz A., Hulimka J., Chylińska A., Właszczuk M. Awaria i rekonstrukcja dolnej części nośnej chłodni kominowej: XXI Scientific and Technical Conference, Construction Failures, Szczecin, Poland, May 2003, 631–638.
  • 12. Łagoda M. Wzmacnianie konstrukcji mostowych kompozytami wstępnie sprężonymi, cz. 1. Nowocz. Bud. Inż. July–August 2012, 52–54.
  • 13. Derkowski W., Kwiecień A., Zając B. Badanie zniszczonej belki żelbetowej naprawionej w trybie awaryjnym taśmami CFRP na sztywnej i podatnej warstwie adhezyjnej: XXV Scientific and Technical Conference, Construction Failures, Szczecin, Poland, May 2011, 927–934.
  • 14. Derkowski W. Fatigue life of reinforced concreto beams under bending strengthened with composite materials. Arch. Civ. Mech. Eng. 2006, 6, 33–47.
  • 15. Jasieńko J., Pietraszek P., Nowak T. Taśmy CFRP we wzmacnianiu elementów konstrukcyjnych drewna: VI Scientific Conference Drew. Mater., Szczecin, Poland, May 2004, 309–322.
  • 16. Becker S., Rippin T. Entwicklung Eines Bemessungsverfahrens Für Verbundquerschnitte Aus Brettschichtholz Und Faserverstärkten Kunststoffen. Diplomarbeit, FH Wiesbaden 1999.
  • 17. Bergmeister K., Luggin W. Innovative strengthening of timber structures using Carbon Fibres: IAB-SE Symp. Rep. International Association for Bridge and Structural Engineering, Lahti, Finland, March 2001, 85 31–36.
  • 18. Blaß H.J., Romani M. Tragfähigkeitsuntersuchungen an Verbundträgern aus BS‐Holz und Faserverbundkunststoff‐Lamellen. Holz als Roh‐und Werkstoff 2001, 59, 364–373.
  • 19. Crews K., Greenland A., Bakkos S. 1998 Application of advanced Fibre Reinforcement Plastic composites to structural timber: 5-Th World Conf. Timber Eng. Montreux, Switz, August 1998.
  • 20. Greenland A., Crews K., Bakoss S. Enhancing timber structures with advanced Fibre Reinforced Plastic composite reinforcements. Aust. J. Struct. Eng. 1999, 2, 145–154.
  • 21. Martin Z. Tingley D.A. Fire resistance of FRP reinforced glulam beams: World Conf. Timber Eng. Whistler Resort Br. Columbia Can. British Columbia, Canada, July-August 2000.
  • 22. Siebler A., Vafakish Homaee A. Trag-und Verformungsverhalten von Verbundträgern aus Brettschichtholz und Carbonfaserverstärkten Kunststoffen. Forschungsarbeit FH Wiesb 1999.
  • 23. Triantafillou T.C. Deskovic N. Prestressed FRP sheets as external reinforcement of wood members. J. Struct. Eng. 1992, 118, 1270–84.
  • 24. Derkowski W., Kwiecień A. Zając B. Comparison of CFRP strengthening efficiency of bent RC elements using stiff and flexible adhesives: 3rd Int. Fib Congr. PCI Conv, Washington, USA, May 2010.
  • 25. Amini Moghaddam, M, Stloukal, P, Kucharczyk, P., Tow-Swiatek, A., Garbacz, T., Pummerova, M., Klepka, T., Sedlařík, V., Microcellular antibacterial polylactide-based systems prepared by additive extrusion with ALUM. Polym. Advan. Technol. 2019, 8, 2100–2108.
  • 26. Tor-Świątek, A., Garbacz, T. Effect of Abiotic Degradation on the Colorimetric Analysis, Mechanical Properties and Morphology of PLA Composites with Linen Fibers. Adv. Sci. Technol. Res. J. 2021, 1, 99–109.
  • 27. Liu X., Nanni A., Silva P.F., Laboube R.A. Rehabilitation of steel bridge columns with FRP composite materials. Proc CCC. 2001, 10–12.
  • 28. Harries K.A., Ricles J.R., Pessiki S., Sause R. Rehabilitation of lap-splices in non-ductile reinforced concrete columns using CFRP jackets: Int. Conf. “Structural Faults Repair, Edinburgh, Scotland, July 2003.
  • 29. Kowal M.R. Wzmacnianie Elementów Konstrukcji Stalowych Węglowymi Taśmami Kompozytowymi. Lublin University of Technology, Lublin 2016.
  • 30. Palutkiewicz P., Garbacz T. The influence of blowing agent adition, glass fiber filler content and mold temperature on selected properties, surface state and structure of injection molded parts from polyamide 6. Cell. Polym. 2016, 4, 159–192.
  • 31. Dulebova L., Garbacz T. The effect of particulare fillers on hardness of polymer composite. Adv. Sci. Technol. Res. J. 2017, 3, 66–71.
  • 32. Scheibe M, Bryll K, Brożek P, Czarnecka-Komorowska D, Sosnowski M, Grabian J et al. Comparative Evaluation of the Selected Mechanical Properties of Polymer Composites Reinforced with Glass and Hemp Fabrics. Advances in Science and Technology Research Journal. 2023, 17(2), 268–78. https://doi.org/10.12913/22998624/161449
  • 33. Andrzejewski J, Barczewski M, Czarnecka-Komorowska D, Rydzkowski T, Gawdzińska K, Thakur VK. Manufacturing and characterization of sustainable and recyclable wood-polypropylene biocomposites: Multiprocessing-properties-structure relationships. Industrial Crops and Products. 2024 Jan, 207, 117710. Epub 2023 Nov 9. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2023.117710
  • 34. Kwiatkowski T. Charakterystyka i wykorzystanie stopów aluminium oraz taśm węglowych w budownictwie. Zesz. Nauk. Politech. Częstochowskiej Bud. 2011, 17, 112–118.
  • 35. Kwiatkowski T. Nowy materiał konstrukcyjny: kompozyt. Zesz. Nauk. Politech. Częstochowskiej Bud. 2014, 20, 127–132.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-d0ca6308-69ed-413b-8657-ddfee2e35eaf
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.