Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Flexural testing of carbon FLP composite bars with annular and square cross section

Bašťovanský Ronald, Konstantová Viera, Bronček Jozef, Kučera Ľuboš

Production Engineering Archives

|

2020

|

Vol. 26, Iss. 4

138--143

EN

Decrease of vehicle emissions require design changes already at the initial concept design. Use of fiber reinforced polymer (FRP) composites in design cause reduction of weight with increasing other properties. Paper presents the case study of proposal material for frame concept of special light vehicle design. The flexural test (basically three-point bending test) of carbon fiber reinforced polymer composite bars with annular and square cross section is presented. Experimental results were verified by numerical simulation finite element method (FEM). The permanent deformation of bar with annular cross section occurred at a force 2 280 N with deflection 4.22 mm. Model numerical simulation by FEM show same course of loading. For bar with square cross section the deformation occurred at a force 2 264 N, with deflection 7 mm. Model numerical simulation by FEM show different trend (under force 2264 N the deflection was 3.4 mm). The research was supported by the Slovak Research and Development Agency under the contract no. APVV-18-0457, Special Light Electric Vehicle from Unconventional Materials to Heavy Conditions and Terrain - LEV.

2

Influence of CaCO3 in pultruded glass fiber/unsaturated polyester resin composite on flexural creep behavior using conventional and time-temperature superposition principle methods

Johari A. N., Ishak M. R., Leman Z., Yusoff M. Z. M., Asyraf M. R. M.

Polimery

|

2020

|

T. 65, nr 11-12

792--800

EN

The effect of calcium carbonate on the creep phenomenon of glass fiber/unsaturated polyester resin composites (GFRP) (obtained by pultrusion) was investigated due to failure that happened during installation of one of the composite transmission tower. To assess long-term creep and predict the life of composites, a conventional bending method with 45-day creep and time-temperature superposition principle (TTSP) were used. In the conventional method, the composites (with and without calcium carbonate) underwent only slight deformation. It was found that their lifetime could be 25 years. However, based on the standard curve obtained by the TTSP method, significant differences were shown in the stability of calcium carbonate composite samples at 95°C (111 days) and 160°C (11 days). It was found that the addition of calcium carbonate extends the service life of the tested composites. Thus, the results obtained by the conventional method do not reflect the real behavior of the samples over time. On the other hand, the TTSP method allows better estimation of the long-term durability of composites.

PL

Zbadano wpływ węglanu wapnia na zjawisko pełzania kompozytu włókno szklane/nienasycona żywica poliestrowa (GFRP) (otrzymanego metodą pultruzji). Do oceny długoterminowego pełzania i prognozowania czasu użytkowania kompozytów stosowano konwencjonalną metodę zginania z 45-dniowym pełzaniem oraz metodę superpozycji czasowo-temperaturowej (TTSP). W konwencjonalnej metodzie kompozyty (z węglanem wapnia i bez niego) uległy tylko niewielkim odkształceniom. Stwierdzono, że czas ich użytkowania może wynosić 25 lat. Natomiast na podstawie krzywej wzorcowej, otrzymanej metodą TTSP, wykazano istotne różnice trwałości próbek kompozytów z węglanem wapnia w temperaturze 95°C (111 dni) i 160°C (11 dni). Stwierdzono, że dodatek węglanu wapnia wydłuża czas użytkowania badanych kompozytów. Wyniki uzyskane konwencjonalną metodą nie odzwierciedlają więc rzeczywistego zachowania się próbek w czasie, natomiast metoda TTSP umożliwia lepsze oszacowanie długoterminowej trwałości kompozytów.

3

Load-carrying capacity of the GFRP and CFRP composite beams subjected to three-point bending test - numerical investigations

Banat Dominik

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. 23, nr 1

277--286

EN

The subject of this article is the finite element method (FEM) simulation of the multi-layered rectangular composite beam subjected to three-point bending test. The study is focused on the composite beams made of glass or carbon fibre-reinforced laminates (glass fibrereinforced polymer [GFRP] and carbon fibre-reinforced polymer [CFRP]) for which different laminate stacking were addressed. Three beam geometries with various length-to-thickness ratios included short beam shear (SBS) test, provided the beam is short relative to its thickness, which maximised the induced shear stresses. Simulation included the application of Tsai-Hill, Hoffman, Tsai-Wu, Hashin and Puck failure criteria to perform the composite beam failure analysis wherein the matrix and fibre failure were considered separately. Numerical failure studies also aimed to verify the beam failure modes and the participation of stress tensor elements in material failure.

4

Flexural performance of fibre reinforced composite beams - numerical analysis

Banat Dominik

Composites Theory and Practice

|

2019

|

R. 19, nr 3

119-125

EN

This paper deals with multi-layered FRP composite beams subjected to the three-point bending test. The study is focused on the flexural performance of rectangular composite beams made of glass or carbon fibre-reinforced laminates (GFRP and CFRP). Depending on the fibre orientation, various laminate systems were analysed with the main focus on [08]T and [908]T layups. Tests on three beams with different length-to-thickness ratios included a three-point short beam shear test (SBS), assuming a relatively short beam is in relation to its thickness, which maximized the induced shear stresses. Additionally, two variants of boundary conditions were discussed with layers oriented parallel and perpendicular to the loading plane. Geometrically nonlinear analysis aimed to verify the load-midspan deflection curves for various fibre-reinforced composite beams was performed. The presented initial results concern comparative numerical analysis performed by the finite element method (FEM), which is found to be crucial before further experimental research.

PL

Artykuł dotyczy wielowarstwowych belek kompozytowych typu FRP poddanych trzypunktowej próbie zginania. Badania koncentrują się na wytrzymałości na zginanie prostokątnych belek kompozytowych wykonanych z kompozytów włóknistych wzmacnianych włóknem szklanym lub węglowym (GFRP i CFRP). W zależności od kierunku ułożenia włókien analizie poddano różne konfiguracje laminatów ze szczególnym uwzględnieniem układów [08]T i [908]T. Analizę numeryczną wykonano dla trzech belek o różnych stosunkach długości do grubości, w tym również trzypunktowy test zginania krótkiej belki (SBS) w celu zmaksymalizowania naprężeń ścinających. Dodatkowo przedstawiono dwa warianty warunków brzegowych z warstwami ułożonymi równolegle lub prostopadle do płaszczyzny obciążenia. Przeprowadzono geometryczną analizę nieliniową w celu zweryfikowania krzywych obciążenie-ugięcie dla różnych wariantów belek wykonanych z kompozytów włóknistych. Przedstawione wstępne wyniki dotyczą porównawczej analizy numerycznej, wykonanej z zastosowaniem metody elementów skończonych (MES), która ma kluczowe znaczenie przed dalszymi badaniami eksperymentalnymi.

5

Compression studies of multi-layered composite materials for the purpose of verifying composite panels model used in the renovation process of the freight wagon’s hull

Buchacz A., Baier A., Herbuś K., Ociepka P., Grabowski Ł., Sobek M.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2018

|

Vol. 20, no. 1

137--146

EN

The paper presents the procedure sequence for modelling multilayer composite materials using PLM Siemens NX software. Virtual studies were referring to three-point and four-point flexural test of composite material samples. Composite materials containing fiber reinforced epoxy resin composites were considered. Within the carried out research, a virtual experiment to test composite samples composed of 5, 7 and 10 layers was conducted. Then the virtual model was matched to the results obtained during the stationary tests. As a result of matching the composite material model to the real model, correct results of the virtual bending experiment of composite samples were obtained. The presented procedure sequence for modelling composite material was used to analyse the MES of the scaled side of the freight wagon. The modification consisted in the use of composite panels as reinforcing elements of the wagon’s hull from inside to extend its life. The presented modelling approach enabled the initial strength verification of the modified side of the freight wagon’s hull.

PL

W pracy przedstawiono sposób postępowania przy modelowaniu wielowarstwowych materiałów kompozytowych z zastosowaniem oprogramowania PLM Siemens NX. Badania wirtualne odnosiły się do próby trójpunktowego i czteropunktowego zginania próbek kompozytowych. Rozważano materiały kompozytowe będące kompozycją żywicy epoksydowej ze wzmocnieniem włóknistym. W ramach prowadzonych badań przeprowadzono wirtualny eksperyment badania próbek kompozytowych będących kompozycją złożoną z 5, 7 i 10 warstw. Następnie dopasowano wirtualny model do wyników otrzymanych na drodze badań stanowiskowych. W wyniku dopasowania modelu materiału kompozytowego uzyskano poprawne wyniki wirtualnego eksperymentu zginania próbek kompozytowych. Zaprezentowany tok postępowania odnośnie modelowania materiału kompozytowego zastosowano do analizy MES pomniejszonego fragmentu zmodyfikowanej burty bocznej wagonu. Modyfikacja polegała na zastosowaniu paneli kompozytowych jako elementów wzmacniających poszycie wewnętrzne wagonu mających na celu wydłużenie jego czasu eksploatacji. Przedstawiony sposób modelowania umożliwił wstępną weryfikację wytrzymałościową zmodyfikowanego fragmentu burty bocznej wagonu towarowego.