Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of the Spatial Structure of Carbon Fibres on the Strength Properties of a Carbon Composite

Juraszek Janusz

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2019

|

Vol. 27, no. 3 (135)

111--115

EN

Advanced lightweight materials such as laminated composites with carbon fibres, cylindrical shells and laminated plates are used in modern civil engineering structures, such as wind power stations, as well as in the defence and automotive industries. This encourages the search for new composite structures characterised by adequately high durability and lightness. This paper determined the strains and displacements of composite specimens reinforced with carbon fibre using an innovative strain measurement method based on the fibre Bragg grating. The results of theoretical analyses were also compared using classical laminating theory and the FEM numerical method with the results of practical tests, which were carried out using the 4-point bending test, characterised by a constant bending moment between the supports and the considerable impact of shearing forces. The actual, highest values of normal stresses that the carbon fibre reinforced sample could transfer were determined. The results obtained may be useful in the design of critically stressed engineering elements, for example, civil structures.

PL

Nowoczesne lekkie materiały takie jak laminaty kompozytowe z włóknami węglowymi w powłokach cylidrycznych, płytach są stosowane w budownictwie w elektrowniach wiatrowych, przemyśle militarnym i samochodowym. Wymusza to ciągłe poszukiwanie nowych struktur kompozytowych charakteryzujących się odpowiednio dużą wytrzymałością a zarazem lekkością. W pracy przedstawiono analizę wpływu przestrzennego ułożenia wysokowytrzymałych warstw włókien węglowych na parametry wytrzymałościowe kompozytów zbudowanych na bazie tych włókien. Analizowano próbki zbrojone (wzmacniane) wysoko wytrzymałościowymi włóknami węglowymi w jednym kierunku, w dwóch ortogonalnych kierunkach oraz w dwóch kierunkach, ale obróconych względem osi próbki o 45 stopni dla 3 różnych zawartości włókien wynoszących 38, 51 i 68% udziału w kompozycie. Przedstawione udziały objętościowe włókna odpowiadały liczbie warstw włókna węglowego odpowiednio 5, 7 i 10 warstw. Badania przeprowadzono za pomocą próby zginania 4 punktowego, charakteryzującej się stałym momentem gnącym miedzy podporami i dużym udziałem sił tnących. Wyznaczono rzeczywiste największe wartości naprężeń normalnych, jakie może przenieść próbka wzmocniona włókami węglowymi. Wyznaczone wartości eksperymentalne odniesiono do wartości teoretycznych. Otrzymane wartości mogą być przydatne przy projektowaniu elementów inżynierskich przykładowo obiektów budowlanych.

2

Zastosowanie metody Browna do prognozowania zniszczenia kompozytu warstwowego

Chatys R., Skrobacki Z.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2010

|

nr 3

56-66

PL

Przeprowadzono badania wytrzymałościowe polegające na rozciąganiu ze stałą prędkością aż do momentu zniszczenia trzydziestu próbek kompozytu warstwowego wzmocnionego włóknem szklanym, formowanego metodą RTM. Dane empiryczne charakteryzowały się dużym rozrzutem, co wymagało wykonania analizy statystycznej. Dla uzyskanych danych zaproponowano metodę umożliwiającą wyznaczenie prognozy naprężeń niszczących próbkę. Prognoza powstaje w oparciu o analizę relacji empirycznej pomiędzy odkształceniem a naprężeniem w stanach poprzedzających zniszczenie próbki z zastosowaniem metody Browna.

EN

A fiberglass-reinforced laminate composite material formed by resin transfer molding (RTM) was tested for tensile strength. Thirty samples were stretched with a constant velocity until they failed. As there was a large scatter of empirical data, a statistical analysis was performed. The data were used to forecast stresses that lead to the material failure. The forecast was based on the stress-strain relationship immediately before failure. The forecasting involved simple exponential smoothing using the Brown method.

3

Trochę inne pancerze

Śmiałkowska-Opałka M.

Techniczne Wyroby Włókiennicze

|

2007

|

R. 15, nr 3/4

83-87

4

Struktura i wybrane właściwości kompozytów warstwowych: stop tytanu Ti6Al2Cr2Mo - fazy międzymetaliczne z układu Ti-Al

Wierzchoń T., Ossowski M.

Kompozyty

|

2006

|

R. 6, nr 3

50-53

PL

Szybki rozwój techniki stwarza konieczność zwiększania wymagań stawianych materiałom w zakresie właściwości mechanicznych, oddziaływania korozyjno-erozyjnego czy też odporności na wysokie temperatury itp. Spełnienie tych warunków jest możliwe poprzez wykorzystanie metod inżynierii powierzchni, które umożliwiają kształtowanie struktury, składu fazowego i chemicznego warstw wierzchnich obrabianych materiałów, a wiec ich właściwości. Poprzez połączenie procesów utleniania jarzeniowego, osadzania powłok aluminium (stopów Al) metodą rozpylania magnetronowego oraz procesu zgrzewania dyfuzyjnego wytwarzane są materiały gradientowe. Jest to kompozyt warstwowy w układzie: stop tytanu Ti6Al2Cr2Mo/fazy międzymetaliczne Ti-Al/stop tytanu Ti6Al2Cr2Mo (również wielokrotność tego układu) z wytworzoną dyfuzyjną warstwą typu Al2O3+TiAl3+TiAl+Ti3Al. Są to nowe materiały kompozytowe, które charakteryzują się niższą gęstością niż stopy tytanu i dobrą odpornością na zużycie przez tarcie (rys. 5) i korozję (rys. 6). Kompozyty te wytworzone są w temperaturach do 700°C. Poszczególne strefy wytworzonych kompozytów warstwowych mają charakter dyfuzyjny, a ich mikrostruktura, grubość i skład fazowy mogą być kształtowane parametrami technologicznymi zastosowanych procesów, parametry procesu utleniania jarzeniowego decydują o tworzeniu nanokrystalicznej lub drobnokrystalicznej struktury poszczególnych faz (rys. 4). Wytworzenie w strefie zewnętrznej warstwy kompozytowej aluminidku TiAl3 jest korzystne. Charakteryzuje się on dużą wartością modułu Younga i najlepszą z aluminidków tytanu odpornością na utlenianie wysokotemperaturowe. Strefa wierzchnia warstwy kompozytowej stanowi wiec podwójne zabezpieczenie przed procesem utleniania wysokotemperaturowego (podwarstwy Al2O3 i TiAl3). Ponadto występuje zmniejszający się od powierzchni w poszczególnych strefach warstwy moduł sprężystości - od ok. 310 GPa dla Al2O3 poprzez ok. 210 GPa dla TiAl3, 180 - TiAl, 145 - Ti3Al do ok. 120 GPa dla stopu tytanu.

EN

The rapid progress in engineering enhances the demands for materials with improved mechanical properties, in particular the resistance to frictional wear, to corrosion, erosion etc. These demands can be satisfied by e.g. applying various surface engineering techniques which permit modifying the microstructure as well as the phase and chemical composition of the surface layers of the treated parts. The processes of glow discharge assisted oxidizing combined with magnetron sputtering of aluminum (aluminum alloys) coatings and diffusion welding yielded gradient-type materials that were laminate composites with the following arrangement of the layers: Ti6Al2Cr2Mo titanium alloy/Ti-Al intermetallic phases/Ti6Al2Cr2Mo titanium alloy (or a multiple of this system) with a diffusion layer of the Al2O3+TiAl3+TiAl+Ti3Al type formed on the surface. These composites are new materials, with the density lower than that of titanium alloys and a good resistance to frictional wear (Fig. 5) and corrosion (Fig. 6). The temperature of the fabrication of these composites does not exceed 700°C. The individual zones of the composites have a diffusion character, and their microstructure, thickness and phase composition can be modified by modifying the process parameters, in particular the parameters of the glow discharge assisted oxidizing since these decide about the nano-crystalline or fine-crystalline structure of the individual phases of the surface layer (Fig. 4). The formation of the TiAl) aluminide in the outer zone of the composite layer, between the Al2O3 and TiAl zones, is advantageous, since the TiAl3 phase has a higher Young modulus and a better resistance to high-temperature oxidation than the other titanium aluminides. The near-surface zone of the composite layer provides therefore double protection against high-temperature oxidation (the Al2O3 and TiAl3 zones). Moreover, the fact that the Young modulus of the individual zones, which decreases with increasing distance from the surface from about 310 GPa in Al2O3, through about 210 GPa in TiAl3, 180 GPa in TiAl and 130 GPa in Ti3Al, to about 120 GPa in the Ti6Al2Cr2Mo titanium alloy substrate.