Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Life cycle assessment of glass/polyester laminates used in the shipbuilding industry and its fire behavior

Dowbysz Adriana, Kukfisz Bożena, Samsonowicz Mariola, Markowska Dorota, Jankowski Piotr

Economics and Environment

|

2023

|

No. 2

236--254

EN

The aim of this study is to assess the environmental performance of the manufacturing process of glass/polyester laminates as well as estimate their fire behaviour and smoke release. The Life Cycle Assessment was conducted according to the ISO14040/44 standard by using the CML-IA 2000 Baseline Midpoint method. The cone calorimeter study was conducted using a cone calorimeter method according to ISO 5660. The tests were performed under 25 kW/m2 heat flux 50 kW/m2. The results showed that according to the requirements of the Fire Test Procedure (FTP) Code examined, laminates in this form cannot be used in some applications. The LCA study showed that the highest impact is attributed to marine aquatic ecotoxicity (88.3%), with the highest contribution of the unsaturated polyester resin and the glass fibre.

PL

Celem pracy jest ocena wpływu procesu produkcji laminatów poliestrowo-szklanych na środowisko oraz ocena ich zachowania w warunkach pożaru. Ocenę cyklu życia przeprowadzono zgodnie z normą ISO14040/44, stosując metodę CML-IA 2000 Baseline. Badania kalorymetryczne przeprowadzono metodą kalorymetru stożkowego zgodnie z normą ISO 5660. Badania przeprowadzono przy gęstościach strumienia promieniowania cieplnego równych 25 kW/m2 i 50 kW/m2. Wyniki wykazały, że zgodnie z wymaganiami międzynarodowego kodeksu stosowania procedur prób ogniowych badane laminaty w tej postaci nie spełniają wymagań dotyczących niektórych zastosowań. Ocena cyklu życia wykazała, że proces produkcji laminatów oddziałuje w największym stopniu na toksyczność wody morskiej (88.3%), przy największym udziale nienasyconej żywicy poliestrowej i włókna szklanego.

2

Effect of strain rate on static elastic response of glass-polyester composite. Part 1, Description of test method

Kozioł Mateusz

Composites Theory and Practice

|

2023

|

R. 23, nr 1

22--29

EN

This paper is the first of two parts of a pioneering study to evaluate the effect of the strain rate of a GFRP laminate on the stress response. The assessment concerns the elastic range of deformation only. The publication contains the assumptions and methodological description of the conducted experiments. The non-destructive bending tests and the methodology for determining the modulus of elasticity and the energy of the load-unload cycle are presented in detail. The full set of test results is presented in the appendix. The results and conclusions are discussed in the second part of the study, which is a separate publication.

3

Effect of strain rate on static elastic response of glass-polyester composite. Part 2, Analysis of experimental results

Kozioł Mateusz, Latusek Szymon

Composites Theory and Practice

|

2023

|

R. 23, nr 1

44--49

EN

This paper is the second part of a study aimed at evaluating the influence of the strain rate of a plain weave GFRP laminate in a non-destructive static three-point bending test on the stress response of the material. It was found that the stress level during the entire course of the deflection rises with the increase in the strain rate. The relative change in the stress level is comparable for the 0/90 and 45/-45 samples. As the loading speed increases, the elastic modulus of the material also grows. For an increment in the strain rate from 1.11·10–3 to 5.57·10–1 1/s, the increase is 10% for the 0/90 samples and 17.7% for the 45/-45 samples. The dependence of the modulus on the strain rate is logarithmic. Based on the theoretical analysis, the cause of the observed effects of the strain rate on the material response was attributed to the viscoelastic behawior of the matrix (cured polymer resin) and the viscoelastic behavior of the system of fibers at the level of the laminate mesostructure.

4

Effect of cross-section geometry on load capacity of single-wave composite segment

Klasztorny M., Nycz D.

Composites Theory and Practice

|

2013

|

R. 13, nr 1

40-46

EN

The study examines a shell segment made of glass-polyester layered composites with fabric- or mat-reinforced layers. The segment is a single-wave, single-shell, and simply supported one, with a span, whose initial geometry and ply sequences were patterned after the cover segments of a selected rectangular tank in a sewage treatment plant in Germany. The aim of the study is multi-criteria quasi-optimization of the cross-section shape of the shell of the segment with flat flanges, with fixed, overall dimensions and ply sequences. The segment is subjected to a static three-point bending test with kinematic excitation. The optimization criteria are as follows: maximum load capacity of the segment, minimum weight of the segment, technological feasibility, and architectural effect. Numerical models of the segments with specified geometry of the cross-section (6 objects in total) were built using the Altair HyperMesh 11.0 system (finite element mesh) and MSC.Marc / Mentat 2010 (analysis set). The geometries were earlier prepared in the Generative Shape Design Catia v5r19 module. The numerical calculations (simulations) were performed using the MSC.Marc 2010 solver for non-linear analyses. The methodology for modelling and simulation of the composite shells, developed in the authors' previous papers, has been applied.

PL

W pracy rozpatrzono segment powłokowy wykonany z kompozytów warstwowych poliestrowo-szklanych mieszanych (warstwy wzmocnione tkaniną lub matą). Segment jest jednofalowy, jednopowłokowy, swobodnie podparty, o rozpiętości, geometrii wyjściowej i sekwencji warstw wzorowanej na przekryciu wybranego zbiornika oczyszczalni ścieków. Celem pracy jest wielokryterialna quasi-optymalizacja kształtu przekroju poprzecznego powłoki segmentu z płaskimi kołnierzami przy ustalonych wymiarach gabarytowych oraz sekwencjach warstw. Segment poddany jest próbie zginania statycznego trójpunktowego przy wymuszeniu kinematycznym. Kryteria optymalizacji są następujące: maksymalna nośność segmentu, minimalna masa segmentu, wykonalność pod względem technologicznym, efekt architektoniczny. Modele numeryczne segmentów o specyfikowanej geometrii przekroju poprzecznego (łącznie 6 obiektów) zbudowano przy użyciu systemu Altair HyperMesh 11.0 (siatka elementów skończonych) oraz systemu MSC.Marc / Mentat 2010 (opcje analizy). Geometrię segmentów przygotowano w module Generative Shape Design Catia v5r19. Obliczenia numeryczne (symulacje) wykonano za pomocą solwera analiz nieliniowych w systemie MSC.Marc 2010. Zastosowano metodykę modelowania i symulacji powłok kompozytowych opracowaną w poprzednich pracach autorów. Metodyka quasi-optymalizacji kształtu przekroju poprzecznego fali segmentu przekrycia kompozytowego, rozwinięta w niniejszej pracy, pozwala na relatywnie łatwe i szybkie wyznaczenie kształtu quasi-optymalnego. Jest to przekrój pośredni między półokręgiem a trójkątem równoramiennym, któremu odpowiada wartość zmiennej decyzyjnej h = 0,5R. Proponowany przekrój quasi-optymalny jest estetyczny i atrakcyjny pod względem architektonicznym, łatwy do realizacji technologicznej, mający nośność prawie dwukrotnie wyższą niż nośność segmentu bazowego i masę mniejszą o około 17% w porównaniu z segmentem bazowym. Przekrój ten może być zastosowany również w przypadku segmentów wielofalowych wykorzystywanych w przekryciach kompozytowych zbiorników prostopadłościennych.

5

Numerical modelling and simulation of composite segment bending test and experimental validation

Nycz D., Bondyra A., Klasztorny M., Gotowicki P.

Composites Theory and Practice

|

2012

|

R. 12, nr 2

126-131

EN

The three-point bending test has been performed for a single-wave glass-polyester laminate segment. The geometry and stacking sequence of the segment is modelled on a selected composite tank cover. The main purpose of the study is to develop numerical modelling and simulation methodology for such a test using FE code MSC.Marc/Mentat as well as to perform experimental validation. The segment was manufactured in ROMA Ltd., Grabowic, Poland and made of a glass-polyester mixed laminate with a (CSM450/STR600)4/CSM450 stacking sequence, using contact technology. The elastic and strength constants of the laminas have been derived experimentally on standard specimens cut from homogeneous laminates M (5xCSM450) and F (4xSTR600). The laminate components constitute: Polimal 104 polyester resin (matrix; produced by Organika-Sarzyna Co., Poland), E-glass mat and E-glass 1/1 plain weave fabric (reinforcement; produced by KROSGLASS Co., Poland). The numerical tests include the application of six selected shell finite elements, which accept layered composite material declaration, available in the MSC.Marc FE library. Simulated pressure force - punch displacement diagrams are presented against the respective experimental results. It has been pointed out that Element_75 (Bilinear Thick Shell) gives the results closest to reality, both qualitatively and quantitatively. A set of options/values of numerical modelling and simulation parameters elaborated by the authors' team in earlier papers has been applied. Index failures contours related to subsequent laminas are recommended for the design of shell segments of laminate covers of tanks and canals.

PL

Przeprowadzono próbę zginania "trójpunktowego" segmentu jednofalowego wykonanego z laminatu poliestrowo-szklanego, o geometrii i strukturze wzorowanej na wybranym przekryciu kompozytowym zbiornika. Celem pracy jest opracowanie metodyki modelowania numerycznego i symulacji takiej próby w środowisku obliczeń inżynierskich MSC.Marc/Mentat oraz walidacja eksperymentalna. Segment wytworzono w przedsiębiorstwie ROMA Sp. z o.o. z laminatu mieszanego o sekwencji warstw nośnych (CSM450/STR600)4/CSM450. Stałe sprężystości i wytrzymałości lamin wyznaczono na próbkach wytworzonych z laminatów jednorodnych M (5xCSM450), F (4xSTR600). Komponenty laminatów są następujące: żywica poliestrowa Polimal 104 (osnowa; producent Organika-Sarzyna), mata ze szkła E oraz tkanina ze szkła E (wzmocnienie; tkanina o splocie prostym 1/1; producent KROSGLASS Krosno). Przetestowano przydatność sześciu wybranych elementów skończonych z biblioteki elementów w systemie MSC.Marc, dla których możliwa jest deklaracja kompozytu warstwowego. Wyniki symulacji przedstawiono na tle wyników eksperymentalnych. Wykazano, że Element_75 (Bilinear Thick Shell) prowadzi do wyników zgodnych jakościowo i ilościowo z wynikami eksperymentalnymi. W modelowaniu i symulacji zastosowano układ opcji/wartości parametrów modelowania i symulacji wypracowany przez autorów we wcześniejszych pracach. Do projektowania segmentów powłokowych przekryć zarekomendowano mapy indeksów niszczenia poszczególnych warstw laminatu.