In recent years, advancements in development of composite materials can be distinctively observed and taking ecological factors into account, researchers are currently working on the development of natural fibre composites for various applications. The current work concentrates on assessment of the mechanical and wear characteristics of sisal-glass (natural and synthetic) epoxy hybrid graphite filled composites. A comparative characteristic study was performed in the study between synthetic (glass) and natural (sisal) FRP composites and it was found that graphite filled FRP composites exhibit excellent tensile properties, flexural modulus enhanced by 35.2%, the hardness and impact strength were improved with the addition of graphite filler. Statistical analysis was conducted using the design of experiments with the help of ANOVA software. From the tribology tests, it was noticed that the COF and wear loss of the composites with the natural reinforcement are comparatively higher than that of the synthetic fibre. It is evident from ANOVA and regression analysis that the reinforcement has 57.99% influence on the wear rate. Due to increased environmental consequences, natural FRP composites are recommended to be used in as automotive brake friction material and aerospace body parts.
W artykule opisano projekt i konstrukcję kładki rowerowej przy Moście Karpackim w Rzeszowie. Projekt inwestycji wykonała firma Promost Consulting Sp. z o.o. Sp.k., a jej generalnym wykonawcą była firma Intop Tarnobrzeg Sp. z o.o.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents the results of research on the suitability of externally bonded composite strips of carbon fibre-reinforced polymer (CFRP) for post-strengthening of steel structures. Specimens with the strips applied on both sides (double cover joints) were prepared and subjected to axial tension tests to find which of the eight different configurations of end detailing provides the strongest bond. The strengthening effect of externally bonded composite strips was tested on sixteen steel I-beams, including determination of the effective bond length and the effects of the thickness of adhesive layer and modulus of the CFRP strip on the load capacity of the steel-adhesive-CFRP strip assembly. The research showed that externally adhered CFRP strips can increase the bending strength of steel structures (an 8% increase was obtained in the experiments) and the shape of spew fillet can have a significant influence on the strength of the strengthened system (the difference reaching up to 57%).
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań nad możliwością stosowania przyklejonych kompozytów CFRP jako materiałów odpowiednich do wzmacniania konstrukcji stalowych. Na podstawie przeprowadzonych badań osiowego rozciągania złącz z obustronną nakładką, próbek o ośmiu typach zakończenia złącza, autorzy wytypowali połączenia o najlepszej wytrzymałości. Przebadano wpływ przyklejenia taśmy kompozytowej do 16 dwuteowników stalowych na ich nośność, określono efektywną długość zakotwienia oraz wpływ grubości warstwy kleju i modułu sprężystości taśmy kompozytowej na nośność systemu stal-klej-kompozyt. Badania pokazały, że przyklejone taśmy kompozytowe CFRP mogą podnieść wytrzymałość na zginanie konstrukcji stalowych (uzyskany wzrost 8%), a kształtowanie zakończenia skleiny znacząco wpływa na wytrzymałość systemu kompozyt-klej-stal (różnica nawet 57%).
Wysoka wytrzymałość i trwałość kompozytów FRP powodują, że materiał ten coraz częściej jest stosowany w budownictwie mostowym. Istnieje jednak ryzyko powstania uszkodzeń konstrukcyjnych (np. pęknięcia międzywarstwowe, degradacja matrycy). W artykule opisano wykorzystanie technologii światłowodowej do rozłożonych pomiarów odkształceń mostu FRP w czasie obciążenia próbnego, zrealizowanych przy współpracy Politechniki Rzeszowskiej i firmy SHM System.
EN
High strength and durability of FRP (fibre reinforced polymer) composites make this material increasingly applied in bridge construction. However, there is a risk of structural damage (e.g. cracks between layers, matrix degradation). The paper describes the application of optical fibre technology for distributed strain measurements of an FRP bridge during its load test, conducted in cooperation between the Rzeszów University of Technology and the SHM System company.
Celem przeprowadzonych badań było ustalenie parametrów dynamicznych dźwigara kompozytowego z kompozytową płytą pomostową, tj. ustalenie częstotliwości drgań rezonansowych, postaci drgań i współczynników tłumienia. Zastosowana eksperymentalna analiza modalna polegała na pomiarze siły wymuszającej oraz rejestracji odpowiedzi konstrukcji w postaci sygnałów przyśpieszeń w wybranych punktach. Posłużono się metodą SIMO (single input – multiple output), tj. wzbudzenie drgań w jednym punkcie, z jednoczesnym pomiarem przyspieszeń w wielu punktach. W badaniach zastosowano wymuszenie harmoniczne zrealizowane za pomocą wzbudnika modalnego.
EN
The purpose of the study was to estimate modal parameters of the composite girder with a composite deck panel. Experimental modal analysis with a SIMO test was used. Dynamic response of the beam to harmonic excitation was measured with numerous of piezoelectric acceleration sensors. The basic frequencies, vibration modes and damping coefficients were found.
W rozdziale poddano analizie metody wzmacniania betonowych belek zginanych oraz rodzaje stosowanego zbrojenia głównego. Omówiono rodzaje materiałów kompozytowych wykorzystywanych w budownictwie do wzmacniania i zbrojenia konstrukcji betonowych. Przedstawiono i porównano parametry oraz właściwości wytrzymałościowe tradycyjnego zbrojenia stalowego z nowoczesnymi prętami kompozytowymi FRP stosowanymi do zbrojenia belek betonowych. Ponadto scharakteryzowano najczęstsze przyczyny występowania awarii obiektów budowlanych i inżynierskich, a także streszczono tradycyjne metody wzmocnień żelbetowych elementów konstrukcyjnych. Dodatkowo zaprezentowano alternatywne, bardziej efektywne metody wzmocnień betonowych konstrukcji budowlanych z wykorzystaniem materiałów kompozytowych zbrojonych włóknami polimerowymi w tym również wzmocnień kompozytami wstępnie sprężonymi.
The article describes experiments on the effect of FRP strengthening of flat steel elements. The influence of changing of bond end geometry on behavior of steel bars reinforced by CFRP patch under three point bending. The test results showed that the use of traditional computational analysis is inadequate and may have a negative impact on strengthening. Conclusions and plan of further works on steel elements CFRP strengthening were described.
Artykuł opisuje badania wpływu wzmocnienia płaskich, zginanych elementów stalowych materiałami kompozytowymi CFRP (Carbon Fibre Reinforced Polymer). Badano wpływ zmian geometrii końca złącza na wytrzymałość trzypunktowo zginanych płaskowników stalowych, wzmocnionych jednostronnymi nakładkami z taśm węglowych. Zniszczenie skleiny na granicy stal-klej było dominujące wśród postaci zniszczenia dla przyklejonych do stali taśm CFRP. Przedstawiono wyniki badań, które pokazały, że zastosowanie wzmocnienia CFRP płaskiego elementu stalowego może mieć wpływ na zmniejszenie ugięć. Zastosowanie odwrotnie ściętej taśmy z wypływem kleju może wyraźnie podnieść nośność złącza przy zginaniu płaskiego elementu stalowego wzmocnionego taśmą CFRP. Opisano wnioski i przedstawiono plan dalszych prac nad wzmacnianiem elementów stalowych taśmami CFRP.
EN
The article describes the study on the impact of FRP composite materials strengthening of flat steel slab. The influence of changing of bond end geometry on three point bending behavior of flat steel elements reinforced by CFRP patch has been investigated. A bond failure at steel-adhesive interface was a dominant failure mode. The test results showed clearly that geometry change of the bond end of strengthening CFRP plate and adhesive can significantly increase bond capacity. The use of reverse taper of CFRP patch with adhesive fillet tapes can improve the load capacity of the adhesive joint on the bending of the flat steel element reinforced by FRP patch. Conclusions and plan of further works on steel elements CFRP strengthening were described.
Konieczność zwiększenia trwałości pomostów drogowych obiektów mostowych nadała w ostatnich latach bardzo duży impuls pracom badawczym, których celem jest stworzenie nowych rodzajów pomostów, trwałych, lekkich i łatwych w montażu, wykonanych z materiałów zaawansowanych technologicznie, takich jak np. kompozyty FRP (fibre reinforced polymers). W referacie przedstawiono wstępne wyniki prac badawczych nad opracowaniem pierwszego polskiego panelu pomostu kompozytowego FRP. W ramach projektu finansowanego z 7PR UE zaprojektowano, wykonano i zbadano trzy panele pomostów warstwowych (typu sandwich) o różnym układzie konstrukcyjnym. Na podstawie badań wytrzymałościowych paneli ustalono ich nośność i sztywność. Porównanie tych charakterystyk pozwoliło na wybór najlepszej konstrukcji panelu do dalszych prac badawczych i wdrożeniowych.
EN
The growing need of durability enhancement for road bridge decks has recently caused the big impulse for research on new, durable, lightweight and easy to handle bridge decks, made of advanced materials, f.e. FRP (fibre reinforced polymers). The initial results of research on the first Polish FRP bridge deck have been presented in the paper. In the frame of UE 7FP the three structural solutions of sandwich FRP bridge deck have been elaborated, produced and tested under static load. On the basis of test results the stiffness and carrying capacity of panels have been estimated and the best solution for further research has been chosen.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy rozpatruje się kompozyty typu *FRP, tzn. tworzywa sztuczne wzmocnione włóknem ciągłym ułożonym jednokierunkowo. Omówiono rozwój dwóch grup teorii sztywności tych materiałów, bazujących na mechanice technicznej (TM*) oraz na mechanice ośrodków ciągłych (MCM*). Na podstawie literatury podano wzory końcowe teorii TM1, TM2 oraz zaproponowano kolejną teorię TM3. Rozwinięto teorię quasi-ścisłą MCM3 poprzez wprowadzenie reprezentatywnej walcowej klatki kompozytu równoważnej objętościowo klatce heksagonalnej oraz wyznaczenie optymalnej postaci warunku zgodności w trzecim zadaniu typu Lame. Uzyskano dobrą zgodność wyników symulacji według teorii MCM3 z wynikami eksperymentalnymi. Porównano wartości stałych sprężystych kompozytów PFRP, GFRP, CFRP przewidywane według teorii TM1, TM2, TM3 z wartościami według teorii MCM3. Wykazano, że w makromechanice kompozytów *FRP stałe sprężyste E11\, v21 mogą być przewidywane według teorii TM1, natomiast stałe E22, v32, G12 powinny być przewidywane według teorii MCM3.
EN
The article concerns *FRP composites, i.e. unidirectional long fibre - reinforced plastics. The following assumptions are made. A composite is a matrix - fibre two-phase material. Manufacturing technologies protect full contact between fibres and a matrix. Fibres, a matrix and a composite are treated as linearly elastic materials. A matrix is made of a duroplast and modelled as a uniform and isotropic material. A fibre is considered as a uniform and monotropic material. Fibres are rectilinear and packed uniformly in a hexagonal scheme. After homogenization, a composite is modelled as a uniform and monotropic material, with a monotropy axis coinciding the direction of fibres' alignment. The state-of-the art of two basic groups of stiffness theories of *FRP composites is described. The TM* theories are based on technical mechanics. The MCM* theories are based on mechanics of continuous media (theory of elasticity). Sets of final formulae related to the TM1 and TM2 theories are collected from references (Eqs (1, 2)). The TM3 stiffness theory is developed (Figs. 1-4, Eqs (3-6)). The MCM3 quasi-exact theory has been developed, via incorporating the real fibre volume ratio and deriving the optimal form of the compatibility condition in the 3rd Lame task. Three composites, PFRP, GFRP and CFRP, have been analysed. Prediction of values of the elastic constants of these composites from the MCM3 theory has been confirmed positively by the experimental data available (Table 1, Fig. 5). The predicted values of the elastic constants according to the TM1, TM2 and TM3 theories have been compared to the results obtained from the MCM3 theory (Table 2, Fig. 5). It has been pointed out that the E11, v21 elastic constants can be predicted from the TM1 theory whereas the E22, v32, G12 constants should be predicted from the MCM3 theory.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.