Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 2009

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: diagnostyka laminatów

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Self-heating effect in laminate plates during harmonic forced loading

Katunin A.

Scientific Problems of Machines Operation and Maintenance

2009

Vol. 44, nr 2

73-83

Laminate structures on a polymer base are widely used in many responsible applications. Therefore, behaviour of these structures must be predictable in different physical conditions and working loads. Behaviour of polymers can be described by an elastic rheological model only in static loading and specific thermophysical conditions, while, in the case of harmonic loading, it must be described using a viscoelastic model. Out-of-phase oscillations between stress and strain amplitudes cause energy dissipation, which introduce heating processes. An important phenomenon in polymers is self-heating. There are two approaches for the interpretation of the phenomenon: macromechanical, which base on energy dissipation, and micromechanical, which is based on the friction of broken polymer chains. The increase of self-heating temperature is dangerous in during exploitation in the case of polymers, because polymers possess a low glass transition temperature and a low heat transfer coefficient. The paper deals with three cases of the geometry of the structure: rectangular cantilever plate, circular clamped plate, and ring plate clamped on internal edge. These models are often used in many engineering solutions. The high-accuracy dependencies for laminate rigidity homogenisation are also presented. A solution to the heat generation problem in steady state is also shown. Furthermore, the possibility of obtaining self-heating temperature in non-steady state based on an approximate model is presented. Identification and evaluation of area of the laminates where the self-heating effect appeared allow one to specify the degradation degree evaluation and the residual life prediction of the laminate.

Struktury laminatowe o osnowie polimerowej są szeroko stosowane w wielu odpowiedzialnych aplikacjach. Dlatego zachowanie tych struktur powinno być przewidywalne w różnych warunkach fizycznych i warunkach obciążeń. Polimery mogą być opisane sprężystym modelem reologicznym tylko przy statycznym obciążaniu i odpowiednich warunkach termofizycznych. W przypadku obciążeń harmonicznych polimery powinny być opisywane modelem lepkosprężystym. Niewspółfazowość oscylacji pomiędzy amplitudami naprężeń i odkształceń powoduje dyssypację energii, co jest przyczyną generowania ciepła. Ważnym zjawiskiem w polimerach jest samorozgrzanie, które wynika z dyssypacji energii w ujęciu makromechanicznym lub z tarcia pomiędzy zerwanymi łańcuchami polimerowymi w ujęciu mikromechanicznym. Wzrost temperatury samorozgrzania jest niebezpieczny ze względów eksploatacyjnych w przypadku polimerów, gdyż charakteryzują się one niską temperaturą zeszklenia oraz niskim współczynnikiem przewodności cieplnej. Przy wzroście temperatury własności materiałowe stuktury maleją aż do jej zniszczenia. W pracy rozpatrzono trzy przypadki geometrii struktur: prostokątna płyta jednostronnie utwierdzona, okrągła płyta utwierdzona na brzegu oraz płyta pierścieniowa utwierdzona na wewnętrznym promieniu. Takie modele często używa się w wielu rozwiązaniach inżynierskich. W rozważaniach zaprezentowano zależności dla homogenizacji sztywności laminatu o wysokiej dokładności. Zostało przedstawione rozwiązanie zagadnienia generowania ciepła w stanie ustalonym, a także przedstawiono możliwość otrzymania temperatury samorozgrzania w stanie nieustalonym na podstawie modelu aproksymacyjnego. Identyfikacja i oszacowanie obszaru laminatu objętego efektem samorozgrzania umożliwia sprecyzowanie oceny stopnia degradacji i predykcji wytrzymałości resztkowej laminatu.

Koncepcja metodologii oceny stopnia degradacji laminatów

Katunin A., Moczulski W.

Eksploatacja i Niezawodność

2009

nr 1

33-38

Praca dotyczy detekcji i identyfikacji uszkodzeń w elementach maszyn z laminatów oraz prognozowania ich propagacji podczas pracy elementu. Rozpatruje się dwa przypadki uszkodzeń: delaminacje i nieciągłość włókien zbrojących. Przy modelowaniu rozpatruje się dwa przypadki modeli: płytę kołową utwierdzoną na brzegu oraz belkę wspornikową. Materiałem modeli oraz próbek jest transwersalnie izotropowy laminat. W pierwszej fazie badań są budowane modele matematyczne dla identyfikacji częstości podstawowej drgań dla płyty i belki i weryfikowane na podstawie modeli MES oraz eksperymentu W kolejnej fazie badań najpierw jest przeprowadzana analiza zmęczeniowa belki dla określenia parametrów obciążenia i liczby cykli do wystąpienia uszkodzeń. Budowany jest także model numeryczny do termomechanicznej analizy sprzężonej w celu identyfikacji optymalnej częstości wymuszenia w teście zmęczeniowym z uwzględnieniem temperatury samowzbudnej powstającej między warstwami na skutek tarcia. Podczas testu zmęczeniowego jest mierzona siła wymuszenia, przemieszczenia i temperatura samowzbudna, a także zliczana jest liczba cykli. Na podstawie badań można wnioskować o wpływie uszkodzeń i ich propagacji na cykl życia laminatu.

This paper aims at recognizing and classifying faults in laminate elements of machinesand predicting propagation of faults during operation of the element. In the pre-processing phase we built mathematical models of identifi cation of the fi rst natural frequency for the plate and beam and then verifi ed it using the frequency numerical analysis based on FEM and the experiment. During the processing phase the fatigue test must take place. First the element is analysed in the fatigue numerical analysis in order to identify the parameters of loading and the number of cycles before crack initialization. Also at this time we are able to analyse the thermal mechanical coupling. This analysis is needed to identify the optimal loading frequency in the fatigue experimental test whilst considering the self-activating temperature between laminas in the laminate evoked by friction. In fatigue test the loading force, displacements and self-activating temperature are measured and the number of cycles is counted. Also we can conclude about the infl uence of the faults and its propagation to the life cycle of laminate.