Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: elastic fibers of constructional

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Laserowe układy pomiarowe do wyznaczania właściwości sprężystych włókien konstrukcyjnych

Więcek T.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

2011

Z. 406

3-117

Przedmiotem pracy jest opracowanie metod, wykonanie układów pomiarowych, badanie właściwości spężystych wybranych włókien konstrukcyjnych o przeznaczeniu technicznym i mającym zastosowanie w technicznych wyrobach włókienniczych oraz kompozytach wytwarzanych na bazie tekstyliów. Celem pracy jest opracowanie nowych metod wyznaczania dynamicznego modułu Younga (dla częstości drgań własnych), współczynnika tłumienia drgań własnych, statycznego modułu Younga, współczynnika Poissona oraz średnicy włókna. Włókna w kompozytach poddawane są obciążeniom dynamicznym i statycznym. Znajomość dynamicznego i statycznego modułu sprężystości włókien tekstylnych jest bardzo pożądana z uwagi na szerokie zastosowanie w przemyśle szczególnie w przemyśle projektowym, termin użyty na Międzyuczelnianej Konferencji Metrologów w Gdańsku 2009 r. Projektowanie nowych materiałów konstrukcyjnych, tak zwanych kompozytów, laminatów wymaga znajomości właściwości fizycznych w tym właściwości mechanicznych komponentów. Dotąd badania koncentrowały się na wyznaczaniu modułu sprężystości metodą statyczną i dotyczyły wiązki włókien co dawało wynik uśredniony. W przypadku pojedynczych włókien otrzymane charakterystyki odkształcalności są niedokładne z uwagi na mało precyzyjną rejestrację przemieszczenia wykonywanych na urządzeniach wytrzymałościowych. Na aparacie do dynamicznej analizy mechanicznej (DMTA Q800) istnieje możliwość przeprowadzenia analizy właściwości lepkosprężystych materiałów w szerokim zakresie modułu 1000 Pa-1000 GPa. Zdaniem producenta jednak wymiary włókna mogą być nie dłuższe niż 30 mm i nie cieńsze niż 20 žm. Dolna granica 1000 Pa pomiaru modułu sprężystości wyklucza badanie bardzo cienkich włókien. Reasumując, istnieje potrzeba dalszych prac zwiększających możliwości wyznaczania charakterystyk mechanicznych pojedynczych włókien. Celem niniejszej pracy jest opracowanie metody wyznaczenia dynamicznego i statycznego modułu Younga dla pojedynczego włókna, posługując się techniką laserową i wykorzystując to, że laserowe układy pomiarowe długości i kąta są zdalne, bezstykowe i bezinercyjne. Obszar zagadnień występujący w pracy jest stosunkowo rozległy. Podstawową dziedziną, z której zaczerpnięto uzasadnienie podjęcia tematu, materiał badawczy, której mają służyć wnioski, jest włókiennictwo. Przedmiotem zainteresowania autora są właściwości sprężyste włókien. Potrzeba rozszerzenia informacji o tym pojęciu i analizowanie go z innego punktu widzenia niż dotychczas legła u podstaw podjęcia decyzji o rozpoczęciu badań. Autor wprowadził do metrologii włókienniczej technikę laserową. W tym przypadku dyfraktometria laserowa znalazła zastosowanie w pomiarach długości. Autor opracował metodę do wyznaczania dynamicznego i statycznego modułu Younga, współczynnika Poissona oraz współczynnika tłumienia drgań wzdłużnych dla pojedynczych włókien i pomiaru średnicy włókna. Wykonane układy pomiarowe pozwoliły autorowi ocenić przydatność nowych rozwiązań w metrologii włókienniczej. Praca została podzielona na rozdziały. Przedstawiono właściwości sprężyste włókien konstrukcyjnych, stan wiedzy na temat metod wyznaczania dynamicznego i statycznego modułu Younga, współczynnika Poissona, współczynnika tłumienia drgań dla pojedynczych włókien oraz pomiaru średnicy. Powszechnie do oceny właściwości sprężystych włókien są stosowane maszyny wytrzymałościowe. Doniesienia literaturowe przedstawiają metody pomiarowe do charakteryzowania właściwości mechanicznych włókien. Różnice sprowadzają się do sposobu rejestracji tych przemieszczeń. Rozdział 4 pracy zawiera informacje związane z opracowaniem metod. Powstanie technik laserowych z chwilą skonstruowania pierwszego lasera w 1960 roku oraz rozwój informatyki stworzyły możliwość opracowywania oryginalnych systemów pomiarowych na potrzeby metrologii włókienniczej. W budowie unikalnych układów pomiarowych autor wykorzystał laser jako źródło światła cechującego się charakterystycznymi właściwościami (spójność, polaryzacja, kolimacja, monochromatyczność, gęstość spektralna mocy). Zastosowanie światła laserowego w układach pomiarowych daje możliwość wykonywania pomiarów bez wpływu na obiekt pomiarowy. Wcześniej w Katedrze Fizyki Politechniki Rzeszowskiej autor opracował metodę badań tłumienia drgań w prętach oraz zbudował prototypowe stanowisko pomiarowe. Podjęte próby wyznaczania właściwości sprężystych prętów oraz wiązek włókien ciągłych wskazały na możliwość zastosowania tej metody do wyznaczania dynamicznego i statycznego modułu Younga oraz współczynnika Poissona dla pojedynczych włókien. Określanie ww. właściwości sprężystych włókna sprowadza się do pomiaru odkształcenia włókna w zakresie deformacji sprężystej. Jedna z metod optycznych, dyfraktometria jest wykorzystywana w układach pomiarowych. W rozdziale autor opisuje wykonanie oryginalnych układów pomiarowych oraz przetestowanie układów pomiarowych dla różnych rodzajów włókien. W następnym rozdziale przedstawiono pomiary dynamicznego modułu Younga dla włókien chemicznych i porównano z pomiarami na DMA. W zakresie sprzętowym wykorzystano zorganizowane przez autora laboratorium techniki laserowej Katedry Fizyki Politechniki Rzeszowskiej w postaci laboratoryjnego zestawu holograficznego ze stołem anty wibracyjnym, kamery CCD, komputera, laserów. Tych kilka rozdziałów stanowią podstawową, merytoryczną część pracy. Ostatni rozdział zawiera podsumowanie, w którym wymieniono najważniejsze osiągnięcia autora oraz wnioski końcowe wypływające z przeprowadzonych badań.

This work shows new measurement systems for study of the elastic properties for the construction fibre in several technical applications. It has been, shown that laser measurement systems allow to define static Young's modulus, dynamic Young's modulus, Poisson's ratio and dumping coefficient of longitudinal vibration of fibres. The developed measurement systems was described. The detection of zero fringe can be performed for the determination of mechanical element frequency. In such a case this method is used in impulse mechanical spectrometer for determination of the Young's modulus or dumping coefficient of longitudinal vibrations. The detection diffraction pattern can be performed for the determination static Young's modulus, Poisson's ratio and the diameter of the fibre, Inception of the laser techniques in 1960 when the first laser was constructed and the developed with informatics has created the possibility of developing the original measurement systems for textile metrology. An application of laser light in measurement makes noncontact, long distance, non-inercial measurements process. The capability of measurements for technological parameters fibre: diameter of 10 žm, higher than 30 mm length has been shown. The proposed method for determination of the dynamic Young's modulus and dumping coefficient is a very interesting and very useful alternative comparing with the expensive and not always precise devices.