Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Mathematical Modelling of Dynamic Yarn Path Considering the Balloon Control Ring and Yarn Elasticity in the Ring Spinning Process Based on the Superconducting Bearing Twisting Element

Hossain M., Telke C., Abdkader A., Sparing M., Espenhahn T., Hühne R., Cherif C., Beitelschmidt M.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2018

|

Vol. 26, no. 5 (131)

32--40

EN

The productivity of the conventional ring spinning process is currently limited by the frictional heat that occurs in the ring/traveler twisting system. In the framework of a fundamental research project from the German Research Foundation (DFG), the levitation principle of superconducting magnetic bearing (SMB) was implemented as a twisting element in order to eliminate the frictional problem and thus aim, at least, to double the productivity. A mathematical model of the dynamic yarn path has already been presented considering the friction free SMB system up to an angular spindle speed of 25.000 r.p.m. In this paper, the existing theoretical model, which was developed up to 25.000 r.p.m, was further modified considering the balloon control ring and yarn elasticity at a higher angular spindle speed, such as 50.000 r.p.m. The model was solved numerically using the Runge-Kutta method. With this model, it is possible to estimate the yarn tension distribution and balloon form considering the above-mentioned parameters. The model established was further validated by comparing the yarn tension and balloon forms predicted with measured ones up to an angular spindle speed of 15.000 r.p.m in a ring spinning tester based on superconducting magnetic bearing.

PL

Wydajność konwencjonalnego procesu przędzenia obrączkowego jest ograniczana przez ciepło tarcia występujące w układzie skręcania pierścień /wahadło. W ramach projektu badawczego z Niemieckiej Fundacji Badawczej (DFG) wprowadzono zasadę lewitacji nadprzewodzącego łożyska magnetycznego (SMB) jako elementu skręcającego w celu wyeliminowania problemu tarcia. Celem pracy było przynajmniej podwojenie wydajność. Przedstawiono model matematyczny dynamicznej trajektorii przędzy z uwzględnieniem systemu SMB bez tarcia, przy prędkości obrotowej wrzeciona 25.000 obr./min. Nastęnie istniejący del teoretyczny został dodatkowo zmodyfikowany, a przy modyfikacji wzięto pod uwagę pierścień kontrolny balonu i elastyczność przędzy przy wyższej prędkości obrotowej wrzeciona tj. 50.000 obr./min. Model został rozwiązany numerycznie za pomocą metody RUNGE-KUTTA. W tym modelu możliwe jest oszacowanie rozkładu naprężenia przędzy i kształtu balonu z uwzględnieniem wyżej wymienionych parametrów. Ustalony model został dodatkowo zweryfikowany poprzez porównanie naprężenia przędzy i przewidywanych form balonu. W tym celu użyto testera przędzenia obrączkowego opartego na nadprzewodzącym łożysku magnetycznym.

2

Investigations on the Manufacturing and Mechanical Properties of Spun Yarns Made from Staple CF for Thermoset Composites

Hasan M. M. B., Hengstermann M., Dilo R., Abdkader A., Cherif C.

Autex Research Journal

|

2017

|

Vol. 17, no. 4

395--404

EN

This article reports the results of investigations carried out to produce yarns consisting of staple carbon fiber (CF) obtained from process waste for the manufacturing of composites suitable especially for thermoset applications. For this purpose, a comparative analysis is done on processability between 100% staple CF and 60 weight% staple CF mixed with 40 weight% PVA fibers in carding, drawing and spinning process. The hybrid yarns are produced by varying twist level. The PVA fibers of the hybrid yarn are then dissolved using hot water treatment. The mechanical properties of yarns consisting of 100% staple CF and hybrid yarns consisting of staple CF and PVA before and after hot water treatment are investigated. Furthermore, test specimen is also prepared by impregnating 100% staple CF yarn and the hybrid yarns (after the dissolving of PVA) with epoxy resin. The results of the tensile test of the yarns in consolidated state reveals that the hybrid yarn produced with 80 T/m after hot water treatment exhibits approximately 75% of the tensile strength of virgin filament tow, and it is expected that the hybrid yarns can be applied for the manufacturing of thermoset based composites for load bearing structures.

3

Measurement methods of dynamic yarn tension in a ring spinning process

Hossain M., Abdkader A., Nocke A., Unger R., Krzywinski F., Hasan M. M. B., Cherif C.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 1 (115)

36--43

EN

The most common measuring method to characterise the dynamic yarn path in the ring spinning process is to measure the yarn tension, where the yarn path is almost straight. However, it is much more complex to measure the yarn tension at the other positions, for example, between the yarn guide and traveller (balloon zone) and between the traveller and winding point of the cop (winding zone), as the yarn rotates continuously around the spindle axis. In this paper, two new methods of yarn tension measurement in the balloon zone are proposed. In the first method, the balloon shape was first recorded with a high speed camera. The balloon tension was then calculated by comparing the yarn strain (occurring in the balloon zone) measured by a digital image analysis program with the stress-strain curve of the yarn produced. In the second method, the radial forces of the rotating balloon were measured by using modified measurement techniques for measurement of yarn tension. Moreover a customised sensor was developed to measure the winding tension between the traveller and cop. The values measured were validated with a theoretical model and a good correlation between the measured and theoretical values could be revealed.

PL

Najczęściej stosowaną metodą pomiarową dla scharakteryzowania dynamiki przędzy podczas przędzenia obrączkowego jest pomiar naprężenia przędzy w miejscu gdzie jej przebieg jest prawie prostoliniowy. Jednakże znacznie bardziej skomplikowany jest pomiar naprężenia przędzy pomiędzy prowadnikiem i biegaczem (strefa balonu) oraz pomiędzy biegaczem i punktem skręcania przed cewką nawojowa (strefa skręcania) ponieważ przędza wiruje w sposób ciągły wokół osi wrzeciona. W pracy przedstawiono dwie nowe metody pomiaru naprężenia przędzy w strefie balonu. W pierwszej wstępnie określano kształt balonu za pomocą kamery o dużej prędkości powtarzania. Następnie określano naprężenie balonu przez porównanie odkształceń przędzy powstających w strefie balonu a mierzonych za pomocą cyfrowej analizy obrazu i programu wykorzystującego krzywą zależności naprężenie-odkształcenie produkowanej przędzy. W drugiej metodzie promieniowe siły wirującego balonu były mierzone przy zastosowaniu zmodernizowanej techniki pomiaru naprężenia przędzy. Pomierzone wartości były porównywane z wartościami modelu teoretycznego przy czym stwierdzono istnienie bardzo dobrej korelacji.

4

Influence of Fibre Length and Preparation on Mechanical Properties of Carbon Fibre/Polyamide 6 Hybrid Yarns and Composites

Hengstermann M., Hasan M. M. B., Abdkader A., Cherif C.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 5 (119)

55--62

EN

The aim of this paper was to investigate the effect of carbon fibre (CF) length and preparation prior to carding on the mechanical properties of hybrid yarns as well as composites consisting of CF and polyamide 6 (PA 6). The hybrid yarns are manufactured using an optimised process route of carding and drawing with a flyer machine from virgin staple CF (40/60/80/100 mm) and PA 6. In order to explore the effect of fibre preparation on the mechanical properties of hybrid yarns as well as composites, virgin staple CF and PA 6 fibres were prepared by varying the mixing type prior to the carding process. For this purpose, the fibres were mixed either by a fibre-opening device or supplied directly to the carding machine without prior mixing. The CF content of the card webs produced is kept at 50 volume %. Hybrid yarns were produced with a twist of 102 twist/m and then thermoplastic uni-directional (UD) composites were manufactured from them. The investigations revealed the influence of the input CF length and mixing type on the mechanical properties of hybrid yarns and thermoplastic UD composites.

PL

Celem badań było stwierdzenie wpływu długości włókien węglowych i ich obróbki przed zgrzebleniem na mechaniczne właściwości przędz hybrydowych/włókno węglowe /poliamid 6/ jak również kompozytów z nich wykonanych. Zmieniano skład mieszanki przed zgrzebleniem. Włókna mieszano lub dostarczano bezpośrednio do zgrzeblenia. Zastosowano zoptymalizowany proces zgrzeblenia i rozciągania z użyciem niedoprzędzarki. Przędze hybrydowe posiadały skręt 102 skręty/m. Z przędz hybrydowych produkowano termoplastyczne kompozyty „jednokierunkowe”. Badania wykazały wpływ parametrów wejściowych na końcowe właściwości kompozytów.

5

Development of a Method for Characterization of the Fibre Length of Long Staple Carbon Fibres Based on Image Analysis

Hengstermann M., Bardl G., Rao H., Abdkader A., Badrul Hasan M. M., Cherif C.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 4 (118)

39--44

EN

For the manufacturing of load-bearing carbon fibre reinforced plastics (CFRP) made from staple carbon fibres (CF) , statements of the CF fibre length in the composite are essential. However, no suitable fibre length measuring method is currently available for long staple CF over 60 mm. The aim of this study is the development of an effective method for characterization of the fibre length distribution of long staple CF. For this method, a fibre beard specimen is extracted from a sliver manufactured from 80 mm staple CF, which is then scanned. Greyscale values densities (GD) of the individual length classes are determined from the scanned images, which correspond to the number of fibres per length class. From the proportion of all length classes, a span length diagram and staple fibre length diagram can be compiled. The results show the good potential of the method developed for the fibre length measurement of long staple CF.

PL

Dla wytwarzania kompozytów ze wzmocnieniem włókien węglowych bardzo ważna jest znajomość rozkładu długości tych włókien. Niestety, jak dotychczas nie istniały odpowiednie metody pomiarowe pozwalające charakteryzować włókna odcinkowe o długościach powyżej 60 mm. Celem pracy była analiza istniejących metod pomiarowych oraz opracowanie metody, która umożliwiłaby satysfakcjonujące rozwiązanie tego zagadnienia. Zostały przedstawione zasady działania tej metody oraz uzyskana dokładność pomiarów.

6

Fuzzy-stochastic evaluation of uncertainties in material parameters of textiles

Abdkader A., Graf W., Möller B., Offermann P., Sickert J. U.

Autex Research Journal

|

2002

|

Vol. 2, no. 3

115--125

EN

Open textile structures made of AR glass filament yarns are finding increasing application in civil engineering, e.g. as reinforcement in thin concrete strengthening layers. A knowledge of material parameters is a precondition for the application of such materials. In this paper, experimental and numerical investigations aimed at collecting information on the uncertain material parameters of AR glass filament yarns are presented. This information serves as a basis for mathematical modelling. Uncertainty is here interpreted as fuzzy randomness, and quantified using fuzzy probability distribution functions.