Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Udarność wielowarstwowych powłok polimerowych z tkaniną aramidowo-węglową na podłożu stalowym

Pach J., Mayer P.

Inżynieria Powierzchni

|

2016

|

Nr 4

14--17

PL

Laminaty, czyli kompozyty polimerowe utworzone z wielu warstw tkanin lub mat włóknistych, służą do produkcji m.in. osłon przeciwudarowych. Jako osnowy laminatów w powyższym zastosowaniu wykorzystywane są głównie polimery z grupy duroplastów, a w ostatnich latach coraz częściej również polimery termoplastyczne. W niniejszej pracy badano laminaty polimerowe w roli powłok na podłożu stalowym. Jako osnowę laminatów zastosowano kopolimer styren-butadien-styren (SBS), który łączy w sobie cechy termoplastu i elastomeru. Celem pracy było określenie wpływu grubości laminatu i liczby warstw tkaniny aramidowo-węglowej na udarność laminatu na podłożu stalowym. Badano liczbę uderzeń niezbędnych do zniszczenia podłoża stalowego w zależności od liczby warstw tkanin laminatu. Wprowadzenie każdej kolejnej warstwy tkaniny i polimeru spowodowało poprawę udarności i zwiększenie grubości kompozytów o zbliżoną wartość, jednak decydująca dla poprawy udarności była liczba tkanin w laminacie. Nie ustalono liniowej zależności pomiędzy grubością analizowanych próbek a ich udarnością.

EN

Laminates, that is polymer composites formed from multiple layers of fabrics or fiber mats are applied for the production, inter alia, of surge protections. The polymers belonging to the group of hardening plastics and in recent years increasingly also thermoplastic polymers are mainly used as warps of laminates for the above application. In the present paper, the polymeric laminates used as coatings on steel substrates were studied. The styrene-butadiene-styrene copolymer (SBS), which combines the features of the thermoplastic polymer and the elastomer, was used as the warp of laminates. The aim of the study was to determine the influence of the laminate thickness and the number of layers of woven aramid-carbon fabric on the impact strength of laminate on the steel substrate. The number of strokes necessary to destroy the steel substrate was tested, depending on the number of the layers of laminate fabrics. The introduction of each successive layer of fabric and polymer resulted in improving the impact strength and in increasing the thickness of the composites by a close value; however, the number of fabrics in the laminate was crucial for improving the impact strength. A linear relationship between the thickness of the analysed samples and their impact strength was not specified.

2

Mehrschneiden-Zerkleinerung der Polymer-Laminat e - Teil 2: Experimentale Forschungen

Tomporowski A., Piasecka I., Kasner R., Opielak K., Siekierka Ł.

Ekologia i Technika

|

2014

|

R. 22, nr 6

364--370

DE

In der Arbeit wurde zweistufige Forschungsmethodik der Zerkleinerung von Nachproduktionselementen aus Windflügelangussen realisiert und dargestellt (erste Etappe: Frasen mit Vertikalfraser NC - Vorzerkleinerung, zweite Etappe: Zerkleinerung mit Hilfe von Maschine RAPID 2 - richtige Zerkleinerung) erfüllt die Erwartungen bezüglich der Entwicklung, die auf die höchsteLeistungsfahigkeit des Prozesses, auf die höchste Quälitat des Produkts und auf die niedrigste Schädlichkeit, Destruktivitat des Prozesses und selbst des Produktes gerichtet ist.

PL

W pracy zaproponowano i zrealizowano dwuetapową metodykę badań rozdrabniania elementów poporodukcyjnych z nadlewek łopat elektrowni wiatrowej (etap pierwszy: frezowanie na frezarce pionowej NC - rozdrabnianie wstępne, etap drugi: rozdrabnianie za pomocą rozdrabniacza RAPID 2 - rozdrabnianie właściwe) wypełnia oczekiwania odnośnie rozwoju, w kierunku jak najwyższej efektywności procesu, jak największej jakości produktu oraz jak najniższej szkodliwości, destrukcyjności procesu i samego produktu.

3

Mehrschneiden-Zerkleinerung der Polymer-Laminat e - Teil 1: mathematisches Model

Tomporowski A., Kasner R., Piasecka I., Opielak K., Siekierka Ł.

Ekologia i Technika

|

2014

|

R. 22, nr 6

359--363

DE

Unerlässige Bedingung der Effizienzerhöhung und weiterer Entwicklung der Rezirkulation von Stoffen ist die Ausarbeitung der effektiven Technologie der Zerkleinerung von Recyklaten in Granulat mit gewünschter Qualität, weiterer Nutzung und den Endprodukten mit befriedigender Qualität. Algorithmus des Handelns bei neuer Technologiegestaltung soli den energetischen Aspekt - auf jede Etappe der Rezirkulation also in der Zerkleinerungsphase - berucksichtigt werden.

PL

Niezbędnym warunkiem podwyższania sprawności oraz dalszego rozwoju recyrkulacji tworzyw jest opracowanie efektywnej technologii rozdrabniania recyrkulatów na granulat o jakości pożądanej dalszym użyciem oraz końcowych wytworów o zadowalającej jakości. Algorytm postępowania przy projektowaniu nowych technologii winien uwzględniać aspekt energetyczny - na każdym etapie recyrkulacji, również na etapie rozdrabniania.

4

Identification of multiple cracks in composite beams using discrete wavelet transform

Katunin A.

Scientific Problems of Machines Operation and Maintenance

|

2010

|

Vol. 45, nr 2

41-52

EN

A method for the identification of multiple cracks based on Discrete Wavelet Transform is presented. The analysis is provided on beams made of polymeric laminate. The estimation of the crack locations is based on the evaluation of natural modal shapes of precracked beams. The modal shapes were estimated experimentally using laser Doppler vibrometry. The dynamic response of multi-cracked beams is processed using Discrete Wavelet Transform and detail coefficients are considered for the crack identification. Next, the methods of detail coefficients denoising are discussed. The principles of the selection of the appropriate wavelet are investigated. The proposed method indicates effectiveness in multiple crack identification and could be applied in industrial solutions of structural health monitoring as well.

PL

W pracy przedstawiono metodę identyfikacji pęknięć wielopołożeniowych opartą o dyskretną transformację falkową. Analiza została przeprowadzona na belkach z laminatu polimerowego. Wyznaczenie lokalizacji pęknięć polegało na ocenie postaci własnych drgań belek z pęknięciami. Postacie własne były otrzymane eksperymentalnie za pomocą dopplerowskiej wibrometrii laserowej. Odpowiedź dynamiczna belek z pęknięciami była przetworzona z zastosowaniem dyskretnej transformacji falkowej, a następnie rozpatrzono współczynniki detali w celu identyfikacji pęknięć. Dalej omówiono metody usuwania szumu ze współczynników detali. Zbadano kryteria wyboru odpowiednich falek. Zaproponowana metoda wykazała efektywność w identyfikacji pęknięć wielopołożeniowycb i może być z powodzeniem zastosowana w rozwiązaniach przemysłowych kontroli stanu struktur.

5

Numerical study of the fatigue delamination growth considering thermal phenomena

Katunin A.

Diagnostyka

|

2010

|

nr 4(56)

23-26

EN

The wide applicability of polymer-based laminates in the engineering practice causes the development of methods of their diagnosing. One of the most crucial faults in polymer-based laminates is their delamination. The problem becomes more complicated while thermal effects (e.g. self-heating and frictional heating) are taken into consideration. In the present study the numerical model of fatigue growth of the delamination in linearly viscoelastic polymer-based laminate was developed. The obtained results show, that the neglecting of the thermal effects in delamination process with some loading parameters for such structures can cause large inaccuracies in delamination growth evaluation and prediction.

PL

Szerokie zastosowanie laminatów polimerowych w praktyce inżynierskiej wywołuje potrzebę rozwoju metod ich diagnostyki. Jednym z najbardziej krytycznych uszkodzeń w laminatach polimerowych jest delaminacja. Problem staje się bardziej skomplikowany, gdy pod uwagę bierze się efekty cieplne (samorozgrzanie, rozgrzanie od tarcia). W niniejszej pracy zaproponowano model numeryczny zmęczeniowego przyrostu delaminacji w liniowo-lepkosprężystym laminacie polimerowym. Otrzymane wyniki wskazują, że pominięcie efektów cieplnych w procesie delaminacji z pewnymi parametrami obciążenia dla takich struktur może powodować duże niedokładności w oszacowaniu i predykcji przyrostu delaminacji.

6

Faults Detection In Layered Composite Structures Using Wavelet Transform

Katunin A., Moczulski W.

Diagnostyka

|

2010

|

nr 1(53)

27-32

EN

In the paper the authors present their results concerning measurements of frequency responses of cantilever rectangular GFRP plates with intentionally inserted faults of three different types (fiber discontinuities, delaminations and notches for simulating cracks). The preliminary research shows that classical methods of signal conditioning (e.g. FFT or STFT) often do not project changes between damaged and undamaged structures, when faults are inconsiderable. In the experiment the frequency responses of the investigated samples with and without faults were obtained by means of the impact test carried out using LMS SCADAS and TestXPress software. For the approximation in wavelet transform (WT) Morlet and Db8 wavelet functions were applied. The shapes of these functions give the best imitation of the measured signal shape obtained from the impact test. The obtained results allow to assert that the proposed methodology of faults detection in layered structures based on WT can be useful for fault diagnosis even in early damage phase, when other methods are insensitive. In the further work the authors will develop the proposed method for faults identification and localization in layered structures and investigate laminate behavior with faults and self-heating in fatigue processes.

PL

W pracy autorzy przedstawiają wyniki pomiarów odpowiedzi częstotliwościowych jednostronnie utwierdzonych prostokątnych płyt z kompozytu polimerowego zbrojonego włóknem szklanym z celowo wprowadzonymi uszkodzeniami trzech typów (nieciągłości włókien, delaminacje i karby symulujące pęknięcia). Badania wstępne pokazują, że klasyczne metody obróbki sygnałów (jak FFT czy STFT) często nie obrazują zmian pomiędzy strukturą uszkodzoną i nieuszkodzoną, gdy uszkodzenia są nieznaczne. W eksperymencie z zastosowaniem testu impulsowego były otrzymane odpowiedzi częstotliwościowe badanych próbek przy pomocy LMS SCADAS i oprogramowania TestXPress. Do aproksymacji w transformacji falkowej użyto funkcji bazowych Morleta i Db8. Kształt tych funkcji daje najlepsze przybliżenie przebiegu wartości chwilowych zmierzonego sygnału otrzymanego z testu impulsowego. Otrzymane wyniki pozwalają stwierdzić, że zaproponowana metodologia detekcji uszkodzeń w strukturach warstwowych oparta na transformacji falkowej może być użyteczne przy diagnostyce uszkodzeń nawet we wczesnych stadiach degradacji, gdy inne metody są nieczułe. W przyszłych pracach autorzy będą rozwijać zaproponowaną metodę pod kątem identyfikacji i lokalizacji uszkodzeń w strukturach warstwowych oraz badać zachowanie laminatów z uszkodzeniami i temperaturą samowzbudną w procesach zmęczeniowych.

7

Self-heating effect in laminate plates during harmonic forced loading

Katunin A.

Scientific Problems of Machines Operation and Maintenance

|

2009

|

Vol. 44, nr 2

73-83

EN

Laminate structures on a polymer base are widely used in many responsible applications. Therefore, behaviour of these structures must be predictable in different physical conditions and working loads. Behaviour of polymers can be described by an elastic rheological model only in static loading and specific thermophysical conditions, while, in the case of harmonic loading, it must be described using a viscoelastic model. Out-of-phase oscillations between stress and strain amplitudes cause energy dissipation, which introduce heating processes. An important phenomenon in polymers is self-heating. There are two approaches for the interpretation of the phenomenon: macromechanical, which base on energy dissipation, and micromechanical, which is based on the friction of broken polymer chains. The increase of self-heating temperature is dangerous in during exploitation in the case of polymers, because polymers possess a low glass transition temperature and a low heat transfer coefficient. The paper deals with three cases of the geometry of the structure: rectangular cantilever plate, circular clamped plate, and ring plate clamped on internal edge. These models are often used in many engineering solutions. The high-accuracy dependencies for laminate rigidity homogenisation are also presented. A solution to the heat generation problem in steady state is also shown. Furthermore, the possibility of obtaining self-heating temperature in non-steady state based on an approximate model is presented. Identification and evaluation of area of the laminates where the self-heating effect appeared allow one to specify the degradation degree evaluation and the residual life prediction of the laminate.

PL

Struktury laminatowe o osnowie polimerowej są szeroko stosowane w wielu odpowiedzialnych aplikacjach. Dlatego zachowanie tych struktur powinno być przewidywalne w różnych warunkach fizycznych i warunkach obciążeń. Polimery mogą być opisane sprężystym modelem reologicznym tylko przy statycznym obciążaniu i odpowiednich warunkach termofizycznych. W przypadku obciążeń harmonicznych polimery powinny być opisywane modelem lepkosprężystym. Niewspółfazowość oscylacji pomiędzy amplitudami naprężeń i odkształceń powoduje dyssypację energii, co jest przyczyną generowania ciepła. Ważnym zjawiskiem w polimerach jest samorozgrzanie, które wynika z dyssypacji energii w ujęciu makromechanicznym lub z tarcia pomiędzy zerwanymi łańcuchami polimerowymi w ujęciu mikromechanicznym. Wzrost temperatury samorozgrzania jest niebezpieczny ze względów eksploatacyjnych w przypadku polimerów, gdyż charakteryzują się one niską temperaturą zeszklenia oraz niskim współczynnikiem przewodności cieplnej. Przy wzroście temperatury własności materiałowe stuktury maleją aż do jej zniszczenia. W pracy rozpatrzono trzy przypadki geometrii struktur: prostokątna płyta jednostronnie utwierdzona, okrągła płyta utwierdzona na brzegu oraz płyta pierścieniowa utwierdzona na wewnętrznym promieniu. Takie modele często używa się w wielu rozwiązaniach inżynierskich. W rozważaniach zaprezentowano zależności dla homogenizacji sztywności laminatu o wysokiej dokładności. Zostało przedstawione rozwiązanie zagadnienia generowania ciepła w stanie ustalonym, a także przedstawiono możliwość otrzymania temperatury samorozgrzania w stanie nieustalonym na podstawie modelu aproksymacyjnego. Identyfikacja i oszacowanie obszaru laminatu objętego efektem samorozgrzania umożliwia sprecyzowanie oceny stopnia degradacji i predykcji wytrzymałości resztkowej laminatu.

8

Numerical study of delamination propagation in polymer-based laminates during quasi-static loading

Katunin A.

Scientific Problems of Machines Operation and Maintenance

|

2009

|

Vol. 44, nr 3

49-62

EN

In this paper, the author presents the numerical investigation of the delamination propagation in polymer-based laminate rectangular plates subjected to bending with different configurations of initial delamination. Four cases of configurations of mode II initial delamination were investigated: End-Loaded Split, Cantilever Beam Enclosed Notch, End-Notched Flexure, and Centre-Notched Flexure. These configurations were chosen due to their most common occurrence in engineering practice. The author researched the possibility of delamination growth based on critical strain energy release rate and the dependence of its value from loading and initial delamination length. The author shows that classical methods of energy release rates calculation cannot be applied for multilayered composites in cases when the initial delamination occurs out of laminate mid-plane. The influence of the self-heating effect in steady-state to crack growth was also investigated. The energy release rates were obtained from numerical simulations using J-integral formulation. The character of the delamination propagation was modelled using the cohesive zone approach. Results of the simulation were presented as the damage function in dependence of loading and initial delamination length. The obtained results can be useful for the prediction of the delamination growth in quasi-static tests and for modelling the delamination propagation during dynamic excitation in fatigue tests.

PL

W niniejszej pracy autorzy prezentują badania numeryczne propagacji delaminacji w polimerowych laminatowych płytach prostokątnych poddanych zginaniu z różnymi konfiguracjami delaminacji wstępnej. Rozpatrzono cztery przypadki konfiguracji delaminacji wstępnej II rodzaju: End-Loaded Split, Cantilever Beam Enclosed Notch, End-Notched Flexure i Centre-Notched Flexure. Takie konfiguracje były wybrane ze względu na ich częste występowanie w praktyce inżynierskiej. Autorzy zbadali możliwość przyrostu delaminacji na podstawie krytycznego współczynnika uwalniania energii i zależności jego wartości od obciążenia i wstępnej długości delaminacji. Autorzy pokazali, że klasyczne metody wyznaczenia współczynników uwalniania energii nie mogą być zastosowane w przypadku wielowarstwowych kompozytów wtedy, gdy delaminacja inicjowana jest poza płaszczyzną środkową. Zbadano także wpływ efektu samorozgrzania w stanie ustalonym. Współczynniki uwalniania energii otrzymano z symulacji numerycznych z zastosowaniem sformułowania opartego na wyznaczeniu całki J. Charakter propagacji delaminacji był modelowany z wykorzystaniem modelu obszaru kohezji. Wyniki symulacji zaprezentowano w postaci funkcji zniszczenia w zależności od obciążenia i długości delaminacji wstępnej. Otrzymane wyniki mogą być wykorzystane przy predykcji przyrostu delaminacji w testach quasi-statycznych i przy modelowaniu propagacji delaminacji podczas wymuszenia dynamicznego i testów zmęczeniowych.

9

Metodyka badań reologicznych laminatów polimerowych do celów naukowych

Kiczko A., Klasztorny M., Ochelski S.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2007

|

z. 219

103--114

PL

W pracy zaproponowano metodykę badań reologicznych laminatów polimerowych, ukierunkowaną na realizację następujących celów naukowych: ocena efektów reologicznych, weryfikacja modelu reologicznego laminatu, weryfikacja przydatności elementów skończonych zastosowanych do symulacji procesów reologicznych konstrukcji z laminatów. Zastosowano próbki płytowe kwadratowe wykonane z regularnego laminatu krzyżowego [0/90]ns, zginane bisymetrycznie lub skręcane oraz program obciążenia typu dwukrotne pełzanie z nawrotem. Metodologia została przetestowana na trzech laminatach krzyżowych, tj. CP E/E53, CP E/A590 i CP U/E53. Wyniki eksperymentalne wykazały poprawność i praktyczną przydatność tej metodologii.

EN

The paper presents a new methodology of rheological experiments of polymer-matrix laminates, aimed at performing the following scientific aims: assessment of rheological effects, verification of rheological models of laminates, verification of usefulness of finite elements used to simulate rheological responses of laminate structures. The methodology employs square plate specimens made of regular CP xFRP laminate of microstructure [0/90]ns, under bisymmetric bending or torsion, and the double creep – recovery load programme. The methodology has been tested on three cross-ply laminates, i.e. CP E/E53, CP E/A590 and CP U/E53. The experimental results certify to correctness and practical usability of the methodology developed in the study.

10

Composite materials for laryngology.

Błażewicz S., Pamuła E., Błażewicz M., Maliński M.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 4

231-233

PL

W pracy przedstawiono materiał kompozytowy wykonany z laminatów polimerowych wzmacnianych włóknami węglowymi jako implant dla laryngologii. Implant został wytworzony z polisulfonu i włókien węglowych. Zastosowano dwa rodzaje włókien węglowych dla otrzymania laminatów różniących się właściwościami mechanicznymi i biologicznymi. W pracy przedstawiono wstępne rezultaty dotyczące sposobu otrzymania i oceny parametrów mechanicznych kompozytu, które porównano do chrząstki naturalnej. Po wysterylizowaniu implanty zostały użyte do uzupełnienia ubytków krtani owcy.

EN

Composite material made of two polymer laminates reinforced with carbon fibres as reconstructive implant for laryngology is shown. The composite has been made from polysulphone and carbon fibres. Two different type of fibres were used to prepared two laminates differing in mechanical and biological properties. The paper presents preliminary results on manufacturing and mechanical evaluation of composite. Mechanical properties of composite were compared to natural cartilage tissue taken from sheep trachea. The samples were sterilized and implanted into the experimentally perforated thyroid cartilage of the sheep larynx.

11

Analiza numeryczna wybranych próbek, zaprojektowanych do wyznaczania GIIIc w odniesieniu do polimerowych kompozytów warstwowych

Czarnocki P.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Mechanika

|

1999

|

Z. 68, t. 1

83--89

PL

W pracy zamieszczono wyniki numerycznej analizy próbek mogących mieć zastosowanie do wyznaczania GIIIc w odniesieniu do laminatów polimerowych. Analizowano rozkłady GI, GII i GIII wzdłuż czoła rozwarstwienia. Stwierdzono, że w przypadku każdej z analizowanych próbek rozkład GIII jest nierównomierny a ponadto, prócz komponentu GIII, pojawiają się komponenty GI bądź też GII i GI łącznie. Powoduje to istotne komplikacje i uniemożliwia wyznaczenie krzywej R.

EN

The presented analysis focuses the distribution of the components of the strain energy release rate along the delamination fronts in the specimens that had been designed for determination of GIIIc. Five different designs were analyzed with the use of FEM. To determine the distributions of the strain energy release rate components along the delamination fronts the crack closure integral method was applied. It was found that non of the analyzed specimens could produce Mode III loading exclusively. In all the cases mixed mode loading took place. The degree of the mixity varied depending on location. Also, it was found that the distribution of GIII was not uniform and that the value of GIII depended on location along the delamination front. Presented results of the additional numerical analysis indicate that the initial non uniform distribution of the strain energy release is the cause of the bending of the originally straight delamination front line. Due to the bending the significant redistribution of the strain energy release rate components, the changes in the magnitude of the strain energy release rate components and the degree of their mixity occur. It was concluded that for those reasons no one of the specimens under consideration could be used for determination of the propagation value of GIIIc.