Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Experimental study of mechanical properties of selected polymer sandwich composites

Zielińska Paulina, Ziaja Waldemar

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2023

|

Vol. 40, nr 1

103--111

EN

The aim of this work was to determine the influence of material and geometric factors of selected sandwich composites on their mechanical properties. The first pair of sandwich materials under consideration were made by the industrial infusion method and consisted of epoxy resin reinforced with 7 layers of glass fabric (skin) with core made of PVC foam or aramid honeycomb. The second pair of materials was prepared manually and consisted of polyester resin reinforced with glass mat (skin) with aramid honeycomb core of varying thicknesses. Mechanical properties were determined in static bending, compression and tensile tests. In each case, the failure mode of the tested composite materials was determined. In the case of composites with epoxy resin skins application of aramid honeycomb core resulted in higher tensile and edgewise compressive strength. For materials with polyester resin skins and honeycomb cores it was found that increase of core thickness yielded higher bending stiffness but the tensile and bending strength were reduced.

PL

Celem pracy było określenie wpływu czynników materiałowych i geometrycznych wybranych kompozytów przekładkowych na ich właściwości mechaniczne. Pierwsza badana para materiałów przekładkowych została wykonana metodą infuzji przemysłowej i składała się z żywicy epoksydowej wzmocnionej 7 warstwami tkaniny szklanej (okładki) z rdzeniem z pianki PVC lub aramidowego plastra miodu. Druga para materiałów została przygotowana ręcznie i składała się z żywicy poliestrowej wzmocnionej matą szklaną (okładki) z rdzeniem aramidowym o strukturze plastra miodu o różnej grubości. Celem pracy było określenie wpływu czynników materiałowych i geometrycznych wybranych kompozytów przekładkowych na ich właściwości mechaniczne. Właściwości mechaniczne określono w próbach statycznych zginania, ściskania i rozciągania. W każdym przypadku oceniono sposób niszczenia badanych materiałów kompozytowych. W przypadku kompozytów z okładkami z żywicy epoksydowej zastosowanie rdzenia aramidowego o strukturze plastra miodu spowodowało zwiększenie wytrzymałości na rozciąganie i ściskanie. W przypadku materiałów z okładkami z żywicy poliestrowej i rdzeniami o strukturze plastra miodu stwierdzono, że zwiększenie grubości rdzenia dawało większą sztywność zginania, ale wytrzymałość na rozciąganie i zginanie uległy zmniejszeniu.

2

The influence of the manufacturing method on the mechanical properties of the honeycomb core sandwich composite

Janiszewski Jacek, Przybyłek Paweł, Bieńczak Rafał, Komorek Łukasz, Schwarzenberg Miłosz

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2022

|

nr 4

20--33

EN

Reducing weight and fuel consumption is one of the main goals of modern aeronautical engineering. The most common materials to achieve this goal are composite layered materials, including the sandwich ones. High strength, stiffness and low density have made sandwich composites one of the fundamental materials of the aerospace industry. Sandwich-structured composites can be manufactured with a variety of methods, differing primarily in the manufacturing time, which translates into an overall cost of making a composite component. The research focused on three methods of manufacturing sandwich composite materials with a honeycomb core, differing in the number of operations, during which it was possible to obtain a finished composite panel (single-phase, two-phase and three-phase methods). The authors manufactured and examined composites with a honeycomb cover and two composite glass fibre-reinforced covers. The composites were made by means of the vacuum bag method. As a result of the conducted study, it was found that composites manufactured with the single-phase method have the shortest manufacture time as well as the lowest material consumption, however their strength properties are the lowest. The two-phase method requires a longer manufacture time and more material consumption, however it makes it possible to obtain a composite with higher strength compared with the single-phase method. The three-phase method has the longest composite manufacture time and the highest material consumption.

PL

Zmniejszenie masy i zużycia paliwa jest jednym z głównych celów współczesnej inżynierii lotniczej. Najpopularniejsze materiały, które pozwalają osiągnąć ten cel, to materiały kompozytowe warstwowe w tym przekładkowe. Wysoka wytrzymałość, sztywność i niska gęstość, sprawiły, że kompozyty przekładkowe stały się jednym z podstawowych materiałów przemysłu lotniczego. Kompozyty przekładkowe z wypełniaczem strukturalnym mogą być wytwarzane różnymi metodami, różniącymi się przede wszystkim czasem wytwarzania, co przekłada się na ogólny koszt wykonania elementu kompozytowego. W badaniach przeanalizowano trzy metody wytwarzania materiałów kompozytowych przekładkowych w wypełniaczem ulowym różniące się liczbą operacji podczas których uzyskano gotową płytę kompozytową (metoda jednofazowa, dwufazowa i trójfazowa). Wytworzono i badano kompozyty zbudowane z rdzenia ulowego oraz dwóch kompozytowych okładek wzmacnianych włóknami szklanymi. Kompozyty wykonano metodą worka próżniowego. W efekcie przeprowadzonych badań stwierdzono, że kompozyty wytworzone metodą jednofazową cechują się najkrótszym czasem produkcji jak i najmniejszym zużyciem materiałów, ale ich właściwości wytrzymałościowe są najniższe. Dwufazowa metoda wymaga dłuższego czasu produkcji i większego zużycia materiałów, natomiast pozwala uzyskać kompozyt o większej wytrzymałości w porównaniu do metody jednofazowej. Trójfazowa metoda cechuje się najdłuższym czasem wykonania kompozytu i największym zużyciem materiałów.

3

Wybrane właściwości mechaniczne kompozytów przekładkowych z rdzeniem typu plaster miodu oraz Spherecore

Kukliński M.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2017

|

R. 18, nr 12

1008--1011, CD

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań udarnościowych oraz statycznej próby zginania kompozytu przekładkowego z rdzeniem typu plaster miodu wytwarzanego przez firmę Nidaplast oraz z kompozytu z przekładką Spherecore firmy Spheretex. Testy zginania wykazały, że kompozyt z przekładką Spherecore posiada największy ze wszystkich badanych kompozytów moduł sprężystości przy zginaniu. Podczas próby zginania kompozyt z przekładką Nidaplast nie ulegał pęknięciu, lecz jedynie dużym odkształceniom postaciowym. Udarności obu kompozytów przekładkowych okazały się porównywalne.

EN

Paper discussed the mechanical properties of two sandwich composites. Specimens were submitted to flexural and impact tests. Sandwich composite with Spherecore layer had the greatest value of flexural modulus even greater than laminate, but of course had minor flexural strength. The Spherecore sandwich composite during flexural tests fractured by stratification inside core layer due to tangent stress. Composites with honeycomb core during bending tests didn’t fracture, only suffered large deformations. Due to greater thickness the Spherecore specimens revealed greater energy absorbency, but taking into account the dependency of impact toughness on specimen’s thickness, it is the honeycomb sandwich composite, that was more energy absorbent.

4

Właściwości mechaniczne kompozytów poliestrowo szklanych z przekładką typu sphereskin

Kukliński M.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2017

|

R. 18, nr 6

842--845, CD

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wytrzymałościowych kompozytów przekładkowych z zastosowaniem przekładki typu sphereskin i porównano je z wynikami badań laminatu wykonanego z tych samych materiałów ale bez przekładki. Próbki zostały poddane testom udarności oraz czteropunktowego zginania. Próbki z kompozytu przekładkowego zawsze ulegały zniszczeniu przez rozwarstwienie w warstwie przekładki, stąd dużo mniejsza ich udarność od próbek z laminatu. Jednak moduły zginania obu rodzajów kompozytów były porównywalne. Zatem należałoby zwiększyć adhezję warstw przekładki przez rozdzielenie ich warstwą maty szklanej przesączoną żywicą.

EN

Paper compared mechanical properties of glass – polyester laminates with these of sandwich composites with sphereskin layer. The most important conclusions are: 1. The values of bending modulus of both materials are comparable. 2. In bending and toughness tests all laminate specimens fractured by exceeding the admissible normal stress. 3. In bending and toughness tests all sandwich composite specimens fractured by exceeding the admissible shearing stress. 4. The sphereskin sandwich layers of composite must be separated by glass mat or veil to improve shear strength.

5

Porównanie wybranych właściwości mechanicznych laminatu z kompozytem przekładkowym z korkowym rdzeniem

Kukliński M.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2017

|

R. 18, nr 12

1004--1007, CD

PL

W artykule przedstawiono i omówiono wyniki badań udarnościowych oraz statycznych prób zginania laminatów i kompozytów z przekładką korkową grubości 4 mm, wykonanych na bazie dwóch żywic poliestrowych: ortoftalowej A105 oraz izoftalowej K530. Próbki na bazie żywicy A105 wykazały większą sztywność oraz zdolność przenoszenia większych naprężeń normalnych przy zginaniu, natomiast próbki wykonane na bazie żywicy izoftalowej K530 wykazały większą udarność. Żywica A105 charakteryzująca się mniejszą lepkością lepiej przesączała przekładkę korkową zwiększając sztywność i opóźniając proces rozwarstwienia kompozytu przekładkowego.

EN

This paper discussed selected mechanical properties of laminates and cork sandwich composites based on orthophthalic and isophthalic polyester resins. Due to lower viscosity and greater flexural modulus, the orthophthalic resin A105 may be applied for construction of part of vehicle body, that are not subject to impact. The same structures based on isophthalic resin K530 may be used for vehicle body parts subject to impact forces due to its capacity of energy absorbation.

6

Kompozyty przekładkowe z odpadowych poliolefin i włókien roślinnych

Meissner W., Steller R., Kędziora G.

Kompozyty

|

2007

|

R. 7, nr 3

135-139

PL

Przedstawiono niektóre problemy związane z otrzymywaniem oraz oceną właściwości kompozytów przekładkowych opartych na odpadowym polietylenie małej gęstości i polipropylenie. W kompozytach tych rdzeń stanowi polimer spieniony, natomiast okładziny ten sam polimer napełniany włóknami lnu. W pracy omówiono wyniki badań właściwości fizykochemicznych (np. gęstość, chłonność wody), mechanicznych (np. próby rozciągania, zginania i pełzania), reologicznych (wskaźnik szybkości płynięcia) oraz termicznych (temperatura Vicata, indeks tlenowy) zarówno kompozytów "rdzeniowych" oraz "okładzinowych", jak i otrzymanych z nich kompozytów przekładkowych. Kompozyty rdzeniowe i okładzinowe otrzymywano metodą walcowania w temperaturze poniżej 175°C, stosując dodatek 8-10% bromowego antypirenu oraz 2-4% azodikarbonamidu jako poroforu (kompozyty rdzeniowe) lub 10-30% krótkich (4 mm) włókien lnu jako wzmocnienia (kompozyty okładzinowe). Próbki w formie płytek służące do badań oraz przygotowania kompozytów przekładkowych wykonywano metodą prasowania w temperaturach podobnych jak przy walcowaniu, natomiast spienianie prowadzono powyżej 200°C. Stwierdzono spadek płynności i wzrost gęstości kompozytów okładzinowych ze wzrostem zawartości włókien, czemu towarzyszy przejściowe pogorszenie właściwości mechanicznych przy mniejszym dodatku włókien lnu. Płynność kompozytów rdzeniowych maleje ze wzrostem udziału środka spieniającego. Właściwości kompozytów przekładkowych mają charakter anizotropowy i odzwierciedlają tylko częściowo właściwości warstw składowych. W szczególności różna podatność pełzania w kierunku równoległym i prostopadłym do warstw maleje ze wzrostem udziału włókien w okładzinach.

EN

Some problems connected with preparation and properties of sandwich composites based on waste low density polyethylene and polypropylene with addition of bromine flame retardants in amount od 8-10% are presented. The composites consist of internal layer (core) created from PE-LD or PP and foamed with 2-4% of azodikarbonamide and of two external layers (claddings) created from the same polymers but filled with 10-30% of short (4 mm) flax fibre. Layer compositions were prepared by means of two-roll-mill at temperatures below 175°C to prevent the flowing agent decomposition or fibre degradation. Compositions were pressure moulded at similar temperatures to obtain samples in form of plates of ca. 2 mm thickness, which were used for investigations and for preparation of sandwich composites. Core layer foaming (separately and in composites) was done by compression moulding at temperatures above 200°C. Physicochemical (density, water uptake), mechanical (tensile, flexural and creep tests), rheological (melt flow rate) and thermal (oxygen index, Vicat temperature) properties were measured. I was found that cladding density increases with increasing content of fibre in composition and the polypropylene core has a better foamability in comparison with polyethylene core. These factors affect in the similar way the densities of sandwich composites. Flowability (MFR) measurements performed only for the layer compositions have shown that MFR decreases if the fibre content in composition becomes higher. It was also found that foaming agent lowers MFR, which is probably due to polymer cross-linking caused by radicals from foaming agent decomposition (PE-LD) or very fine dispergation of gas phase (PP). Flexural tests for PE-LD show that at low fibre content in cladding the rigidity of composites decreases, and then it increases with higher fibre content. In tensile tests performed for PP composites surprisingly low tensile strengths for sandwich composites were measured. They are comparable with core strengths, which are ca. 10 times lower than the strengths of claddings. It can be a sign of very specific stress distribution in sandwich composites. Creep tests demonstrate that the composite compliance depends on loading direction with respect to layers that reflects the composite anisotropy. Composites with higher fibre content have a lower compliance for both loading directions.