Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Deceleration behavior of multi‑layer cork composites intercalated with a non‑Newtonian material

Sheikhi Mohammad Rauf, Gürgen Selim

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 1

art. no. e2, 2023

EN

Impact or sudden accelerations are strictly avoided by sensitive systems such as electronic devices, robotic structures and unmanned aerial vehicles (UAVs). In order to protect these systems, various composites have been developed in recent years. Due to its excellent energy absorbing capabilities as well as eco-friendly and sustainable properties, cork is one of promising materials dedicated to protective applications. In this study, we beneft from cork agglomerates in multi-layer design considering its advantages such as high fexural stifnesstoweight ratio and good buckling resistance over monolithic structures. In addition, a non-Newtonian material, namely shear thickening fuid (STF) was incorporated in this design. STF shows rapid increase in its viscosity under loading and thereby enabling a stifer texture that contributes to protective performance. At rest state, STF exhibit fuidic behavior and provides fexibility for composite. In the experimental stage, deceleration behavior of these composites was investigated. According to the analyses, STF exhibits promising results to lower peak decelerations while extending time period of deceleration under impact loading. STF contribution is pronounced by using this material in a closed medium such as in wrapped foam to avoid spilling out of composite during impact. The designed eco-friendly smart composites are suggested to cover internal parts in sensitive systems. Micro-mobility helmet is another prospective application area for cork/STF structures since they provide light-weight, excellent fexibility and good deceleration behavior.

2

Rozkład temperatury w wieloskładnikowym wielowarstwowym kompozycie z poprzeczną gradacją właściwości efektywnych

Szlachetka O., Wągrowska M.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 1/I

61--68

PL

Przedmiotem rozważań jest jednowymiarowe, stacjonarne zagadnienie przewodnictwa ciepła w kierunku prostopadłym do uwarstwienia w wieloskładnikowym, wielowarstwowym kompozycie o poprzecznej gradacji właściwości efektywnych. W celu wyznaczenia rozkładu temperatury wykorzystano wariant asymptotyczny modelowania tolerancyjnego. Obliczono wartości efektywnego współczynnika przewodzenia ciepła oraz wyznaczono rozkłady temperatury dla pewnych szczególnych przypadków.

EN

The object of analysis was one-dimensional, stationary problem of heat conduction problem in direction perpendicular to layers within the frames of asymptotic variant of tolerance modelling in multicomponent, multilayered composites with transversal gradation of effective material properties. The influence of the composite microstructure on the temperature distribution was investigated. It has been shown that inhomogeneous structure of the considered construction influences for the gradient of micro-temperature in the zone close to the surfaces.

3

The Magnetoelectric Effect of a Ni0.3Zn0.62Cu0.08Fe2O4 - PbFe0.5Nb0.5O3 Multilayer Composite

Guzdek P., Sikora M., Góra Ł., Kapusta Cz.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 3

1011--1015

EN

The magnetoelectric effect in multiferroic materials has been widely studied for its fundamental interest and practical applications. The magnetoelectric effect observed for single phase materials like Cr2O3, BiFeO3, and Pb(Fe0.5Nb0.5)O3 is usually small. A much larger effect can be obtained in composites consisting of magnetostrictive and piezoelectric phases. This paper investigates the magnetoelectric effect of a multilayer (laminated) structure consisting of 6 nickel ferrite and 7 PFN relaxor layers. It describes the synthesis and tape casting process for Ni0.3Zn0.5Cu0.08Fe2O4 ferrite and relaxor PbFe0.5Nb0.5O3 (PFN). Magnetic hysteresis, ZFC - FC curves and dependencies of magnetization versus temperature for PFN relaxor and magnetoelectric composite were measured with a vibrating sample magnetometer (VSM) in an applied magnetic field up to 85 kOe at a temperature range of 10 – 400 K. Magnetoelectric effect at room temperature was investigated as a function of a static magnetic field (0.3 - 6.5 kOe) and the frequency of sinusoidal magnetic field (0.01 - 6.5 kHz). At lower magnetic field, the magnetoelectric coefficient increases slightly before reaching a maximum and then decreases. The magnetoelectric coefficient aME increases continuously as the frequency is raised, although this increase is less pronounced in the 1-6.5 kHz range. Maximum values of the magnetoelectric coefficient attained for the layered composites exceed about 50 mV/(Oe cm).

PL

Materiały kompozytowe wykazujące efekt magnetoelektryczny są obecnie szeroko badane zarówno dla celów poznawczych jak i aplikacyjnych. Szczególny nacisk kładzie się na kompozyty ferrytowo – relaksorowe, w których efekt magnetoelektryczny jest znacznie większy niż w materiałach jednofazowych. W opracowaniu przedstawiono technologię wytwarzania wielowarstwowego kompozytu ceramicznego składającego się z magnetycznych warstw ferrytu Ni0.3Zn0.62Cu0.08Fe2O4 rozdzielonych warstwami ferroelektryka PbFe0.5Nb0.5O3. Przedstawiono wyniki badań właściwości magnetycznych otrzymanego kompozytu. Badania te przeprowadzono przy użyciu magnetometru wibracyjnego w szerokim zakresie temperatur (10K- 400K) w polu magnetycznym dochodzącym do 85 kOe. Wykonano pomiary efektu magnetoelektrycznego w temperaturze pokojowej w zależności od częstotliwości zmiennego pola magnetycznego (0.01 - 6.5 kHz) oraz natężenia stałego pola magnetycznego (0.3 - 6.5 kOe). Współczynnik magnetoelektryczny najpierw rośnie, osiąga maksimum a następnie lekko maleje ze wzrostem natężenia stałego pola magnetycznego. Współczynnik magnetoelektryczny badanego kompozytu rośnie ze wzrostem częstotliwości sinusoidalnego zmiennego pola magnetycznego osiągając maksymalną wartość około 50 mV/(Oe cm).

4

Determination of effective properties of fiber-reinforced composite laminates

Skrzat A., Stachowicz F.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2014

|

Vol. 8, nr 22

56--59

EN

The determination of effective mechanical properties of multi-layer composite is presented in this paper. Computations based on finite element method predicting properties of inhomogeneous materials require solving huge tasks. More effective is Mori-Tanaka approach, typical for micromechanics problems. For regularly distributed fibers closed-forms for effective composite material properties are possible to derive. The results of homogenization are used in strength analysis of the composite pressure vessel.

5

Badania odporności na przestrzelenie karabinowym pociskiem wielowarstwowych kompozytów metalicznych zgrzewanych i umacnianych wybuchowo oraz jarzeniowo azotowanych

Nowaczewski J., Koperski W., Woźniak R., Rudnicki J.

Materiały Wysokoenergetyczne

|

2011

|

T. 3

78--83

PL

W pracy przedstawiono układ do badania odporności na przebicie karabinowym pociskiem (kalibru 7,62 mm) wielowarstwowych płytek kompozytów metalicznych (stal/Al/Ti) otrzymywanych w wyniku wybuchowego zgrzewania i obróbki termo-chemicznej. Opisano metodykę wykonywania przestrzeliwania płytek i zamieszczono zdjęcia kompozytów po przestrzeleniu. Porównano odporność na przestrzelenie wybranych kompozytów z odpornością na przestrzelenie odpowiadających im zestawów płytek niepołączonych. Przedstawiono także wyniki rozkładów mikrotwardości przestrzeliwanych kompozytów.

EN

The paper presents a system for testing resistance to puncture rifle bullet (caliber 7.62 mm) laminated composite plates of metal (steel/Al/Ti) obtained by explosive welding and thermo-chemical treatment. It is describes the methodology of execution overshooting plates and there are presented photos of overshoot composites. Compared the resistance to overshoot of the selected composites with resistance to overshoot the corresponding sets of uncombined tiles. It also provides charts of microhardness distributions in the various composites overshooting layers.

6

Processing, microstructure and properties of laminated Ni-intermetallic composites synthesised using Ni sheets and Al foils

Konieczny M., Mola R., Thomas P., Kopciał M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 3

693-702

EN

The laminated Ni-(NiAl3+Ni2Al3) and Ni-Ni2Al3 intermetallic composites were fabricated by reaction synthesis in vacuum using Ni sheets and Al foils. The aluminium layers were completely consumed due to the formation of intermetallic phases. The Ni-Al reaction at 620°C was studied by interrupting in steps the reaction process to observe the microstructural changes. The final microstructure consisted of alternating layers of intermetallic phases and unreacted nickel can be designed easily because the stable structures of the composites depend only on the treating time. Microstructural examinations using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and X-ray microprobe analysis (EDX) demonstrated that after 1h of treatment Ni2Al3 is the predominant intermetallic phase. The formation of the Ni2Al3 phase is thermodynamically favoured over the formation of the other phases and can be understood from the steps occurred through a series of solid state reactions. The tensile strength of the laminated composites increases with an increase of the volume fraction of the intermetallic products. However, it decreases after long heat treatment because the Ni2Al3/Ni2Al3 interfaces can very easily delaminate due to a very weak bonding caused by continuous Al2O3 inclusions. Observations show that the laminated composites exhibit a mixture of brittle fracture of intermetallics and ductile one of residual Ni layers.

PL

Używając blachy niklowej i folii aluminiowej wytworzono kompozyty warstwowe Ni-(NiAl3+Ni2Al3) oraz Ni-Ni2Al3. W wyniku reakcji syntezy zachodzących w temperaturze 620°C warstwy aluminium kompletnie przereagowały z częścią niklu i utworzyły fazy międzymetaliczne. Badano przebieg reakcji pomiędzy niklem i aluminium w temperaturze 620°C przerywając zachodzące reakcje i obserwując zmiany mikrostruktur. Stwierdzono, iż można łatwo sterować zmianami strukturalnymi wielowarstwowego kompozytu, gdyż zależą one jedynie od czasu wygrzewania. Badania z wykorzystaniem mikroskopu skaningowego, dyfraktometru oraz z zastosowaniem mikroanalizatora rentgenowskiego wykazały, że po 1 godzinie wygrzewania w 620°C dominującą fazą jest Ni2Al3, gdyż ma ona najniższą energię formowania w tej temperaturze. Wytrzymałość na rozciąganie kompozytów warstwowych Ni-fazy międzymetaliczne wzrasta wraz z czasem wygrzewania, a co za tym idzie, wraz ze wzrostem objętości faz międzymetalicznych. Jednak gdy czas wygrzewania jest dłuższy niż 2 godziny wytrzymałość na rozciąganie kompozytów zaczyna spadać. Spowodowane jest to występowaniem Al2O3 na styku uformowanych warstw Ni2Al3/Ni2Al3 i ich łatwą delaminacją. Obserwacje mikroskopowe wykazały, że przełom kompozytów warstwowych charakteryzuje się mieszanym charakterem, częściowo kruchym (dla faz międzymetalicznych) i częściowo ciągliwym (dla warstw niklu).

7

Wpływ poprzecznych odkształceń postaciowych na możliwość rozwoju delaminacji kompozytów włóknistych o strukturze warstwowej

Gołaś J.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy

|

2002

|

Z. 53(241)

79-90

PL

W artykule przedstawiono analizę mechanizmu rozwarstwiania niszczącego strukturę kompozytów. Rozszczepienie warstw obniża nośność i trwałość części. Wykonano dyskusję możliwości rozwarstwienia kompozytowych układów z włókna. Na podstawie modelu Timoszenki oraz liniowej teorii stateczności uzyskano analityczne rozwiązanie określające składowe energetyczne.

EN

Delamination is one of the most frequently occurring kinds of damage to the composite structure. It is a surface crack between the layers of the composite that leads to separation of layers and influences the carrying capacity and durability of a structural element. In this paper the author discusses the impact of the transverse shear strains on the possibility of development of delamination, using the axially compressed fiber-composite with a multi-layered system of reinforcing meshes. Within the Timoshenko model and the linearized theory of stability, the author obtained an analytical solution to the components of the energy release rate G\ and Gn. Numerous parameter analyses have been carried out.