Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Investigation of Fibre Orientation and Void Content in Bagasse Fibre Composites Using an Image Analysis Technique

Siddique Sheraz Hussain, Faisal Saira, Mohtashim Qurat-ul-Ain, Ali Muhammad, Gong R. Hugh

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2021

|

Vol. 29, no. 3 (147)

26--32

EN

In this research work, a nondestructive technique of image analysis was explored to determine the fibre orientation and void content in Bagasse fibre reinforced composites. Fibre length, alkali treatment and fibre loading were studied as variables. The fibre orientation was irrespective of the fibre length, fibre loading and alkali treatment variables. The void content and size decreased with increases in fibre length and alkali treatment. The alkali treatment resulted in the removal of lignin, making the surface of the fibres rough. It also led to making the fibre count fine i.e. reducing the diameter of the fibres and thus presenting more fibres for interaction with resin. Both these phenomena resulted in a slower flow of resin. The void content of bagasse fibre composites decreased with higher fibre loading because a higher number of fibres slows the resin flow. However, the size i.e. area of the voids increased with the fibre loading from 20 to 30%, probably due to increased wetting difficulty.

PL

W pracy badawczej zbadano nieniszczącą technikę analizy obrazu w celu określenia orientacji włókien i zawartości pustych przestrzeni w kompozytach wzmocnionych włóknem bagasse. Jako zmienne zbadano długość włókien, obróbkę alkaliami i obciążenie włókien. Orientacja włókien była niezależna od długości włókna, obciążenia włókna i parametrów obróbki alkalicznej. Ilość i rozmiar pustych przestrzeni zmniejszały się wraz ze wzrostem długości włókna i obróbką alkaliczną. Obróbka alkaliczna spowodowała usunięcie ligniny, powodując szorstkość powierzchni włókien. Doprowadziło to również do dokładnego zliczenia włókien, tj. zmniejszenia średnicy włókien, a co za tym idzie większej liczby włókien w interakcji z żywicą. Oba te zjawiska spowodowały wolniejszy przepływ żywicy. Ilość pustych przestrzeni w kompozytach włókien bagasse zmniejszyła się wraz ze wzrostem obciążenia włókien, ponieważ większa liczba włókien spowalnia przepływ żywicy. Jednak rozmiar, tj. obszar pustych przestrzeni, wzrastał wraz z obciążeniem włókien od 20% do 30%, prawdopodobnie z powodu zwiększonej trudności zwilżania.

2

Effect of fiber orientation and fiber loading on the mechanical and thermal properties of sugar palm yarn fiber reinforced unsaturated polyester resin composites

Mohd Nurazzi N., Khalina A., Chandrasekar M., Aisyah H. A., Ayu Rafiqah S., Ilyas R. A., Hanafee Z. M.

Polimery

|

2020

|

T. 65, nr 2

115--124

EN

Sugar palm [Arenga pinnata (Wurmb.) Merr] fiber reinforced unsaturated polyester resin composites with 0°, 45°, and 90° fiber different orientations were prepared and tested. The composites were characterized for tensile, flexural, impact and compression properties using ASTM D3039, ASTM D790, ASTM D250, and ASTM D3410 standards, respectively. For the thermal characterization, dynamic mechanical analysis (DMA) was conducted to characterize the on storage modulus (E’), loss modulus (E’’) and damping behavior (tan δ) of the composites. The highest mechanical performance of composites was achieved at 0° of fiber orientation composites followed by 45° and 90° fiber orientations. The fiber loading was insignificant for the 90° fiber orientation as the properties were inconsistent. The theoretical value of modulus from the tensile test was calculated using rules of mixture (ROM) and compared with the experimental values for all composites specimens. This research showed that the optimum properties occurred at 30 wt % fiber loading as reflected by the superior tensile and flexural strengths. The optimum properties of compression, impact, storage modulus and better damping properties were achieved at 40 wt % fiber loading.

PL

Przygotowano kompozyty na bazie nienasyconej żywicy poliestrowej wzmocnionej różną ilością włókien palmy cukrowej [Arenga pinnata (Wurmb.) Merr] o rozmaite jorientacji: 0°, 45° i 90°. Z zastosowaniem norm, odpowiednio, ASTM D3039, ASTM D790, ASTM D250 i ASTM D3410 oznaczono wytrzymałość na rozciąganie i zginanie oraz odporność na uderzenie i ściskanie otrzymanych kompozytów. Właściwości termiczne scharakteryzowano metodą dynamicznej analizy mechanicznej (DMA); wyznaczono moduł zachowawczy (E’), moduł stratności (E”) i tangens kąta stratności (tan δ) kompozytów. Najlepsze właściwości mechaniczne kompozytów uzyskano w wypadku zastosowania włókien o orientacji 0° względem przyłożonej siły, a najgorsze w wypadku ułożenia włókien pod kątem 90°. W odniesieniu do kompozytów wzmocnionych włóknami o orientacji 90° udział włókien miał nieistotny wpływ na oznaczane właściwości, ponieważ wyniki były niespójne. Wartość teoretyczną modułu rozciągania wszystkich próbek kompozytów obliczono z wykorzystaniem reguły mieszania (ROM) i porównano z wartościami uzyskanymi doświadczalnie. Stwierdzono, że doskonałą wytrzymałość na rozciąganie i zginanie wykazywał kompozyt z 30 % mas. udziałem włókien, podczas gdy optymalne: wytrzymałość na ściskanie, udarność, moduł zachowawczy i właściwości tłumiące uzyskano w wypadku udziału 40 % mas. włókien.

3

Ocena wpływu wyboru modelu mikromechanicznego na prognozowanie orientacji włókien oraz właściwości mechaniczne kompozytu WPC

Frącz Wiesław, Janowski Grzegorz

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2019

|

z. 91 [299], nr 1-2

5--16

PL

W pracy oceniono efektywność zastosowania modeli mikromechanicznych Folgara-Tuckera oraz RSC w prognozowaniu powtryskowej orientacji włókien w matrycy polimerowej dla specyficznego kompozytu WPC złożonego z matrycy polimerowej PP oraz napełniacza, tj. włókien drzewnych w ilości 15% mas. Obliczone wartości składowych tensora orientacji włókien w matrycy polimerowej pozwoliły również na ocenę wpływu zastosowanych modeli mikromechanicznych na możliwości prognozowania właściwości mechanicznych kompozytu WPC z zastosowaniem modelu homogenizacji Mori-Tanaka. Należy zauważyć, że domyślnym modelem mikromechanicznym stosowanym w wielu programach CAE specjalizowanych w zakresie procesu formowania wtryskowego jest model Folgara-Tuckera. Istotna staje się więc ocena przydatności modelu RSC, który nie jest modelem domyślnym i próba odpowiedzi, czy można go stosować w prognozowaniu właściwości przetwórczych i mechanicznych kompozytów WPC.

EN

This article evaluates the effectiveness of selected micromechanical models, such as Folgar-Tucker and RSC, in numerical calculations concerning fiber orientation prediction in a polymer matrix for the WPC composite containing 15% by mass of wood fibers. In addition, the obtained values of fiber orientation tensor in the polymer matrix allowed to assess the influence of the applied micromechanical models on the possibilities of predicting the mechanical properties of the WPC composite using the Mori-Tanaka homogenization model. It should be noted that the default micromechanical model suggested in CAE software including the injection moulding process modules is the Folgar-Tucker model. Hence, it is important to investigate whether the second optional model, i.e. RSC, should be the main model used in predicting the processing and mechanical properties of WPC composites.

4

Predicting effect of fiber orientation on chosen strength properties of wood-polymer composites

Frącz Wiesław, Janowski Grzegorz

Composites Theory and Practice

|

2019

|

R. 19, nr 2

56--63

EN

The paper presents an assessment of the effect of fiber orientation on the strength properties of products made from wood-polymer composites by the injection molding process based on micromechanical analysis. For this purpose numerical analysis was carried out for the product model with geometry of the sample intended for the uniaxial tensile test. To determine the actual fiber orientation after the manufacturing process, the orientation tensor values were calculated using Autodesk Moldflow Insight 2016 software. The micromechanical calculations were performed using Digimat FE commercial code. The results (stress-strain characteristics) of the numerical simulations taking into account the calculated fiber orientation tensor were compared to the experiment. To produce the wood-polymer composite, the polypropylene polymer matrix was Moplen HP 648T. As the filler Lignocel C120 wood fibers made by Rettenmeier & Sohns company were applied. A composite with a 10 vol.% content of wood fibers in the polymer was manufactured in the extrusion process by means of a Zamak EHP 25 extruder. For specimen manufacturing a Dr. Boy 55E injection molding machine equipped with a two cavity injection mold was used. Before the numerical simulations the uniaxial tensile test was performed using a Zwick Roell Z030 testing machine. The specimens were tested at the speed of 50 mm/min according to the PN-EN ISO 527 standard. The obtained stress-strain characteristics were used as a verification criterion for further numerical analysis. Moreover, the mechanical properties of the same composite products were predicted for hypothetical fiber orientation types. It was noted that the selection of fiber orientation has a significant impact on the quality of the obtained results compared to the experiment.

PL

Przedstawiono ocenę wpływu orientacji włókien na właściwości wytrzymałościowe wyrobów kompozytowych na przykładzie wyrobów z kompozytu typu drewno-polimer formowanych w technologii wtryskiwania. Przeprowadzono analizę numeryczną dla modelu wyrobu o geometrii próbki przeznaczonej do próby jednoosiowego rozciągania. W celu uzyskania danych o powtryskowej orientacji włókien w matrycy polimerowej przeprowadzono analizę numeryczną procesu wtryskiwania za pomocą oprogramowania Autodesk Moldflow Insigth 2016. Uzyskano w ten sposób wartości tensora orientacji włókien dla zadanych parametrów technologicznych procesu wytwarzania wyrobu. Obliczenia mikromechaniczne (analizy właściwości struktury kompozytu) przeprowadzono z wykorzystaniem oprogramowania Digimat FE. Wyniki analizy numerycznej dla obliczonej wartości tensora orientacji włókien porównano z eksperymentem. Ponadto, w celu ułatwienia definiowania w systemach CAE właściwości kompozytu wykonano prognozowanie jego właściwości mechanicznych dla hipotetycznych, uproszczonych przypadków orientacji włókien. Potwierdzono, iż dobór orientacji napełniacza (włókien) ma znaczący wpływ na zgodność prognozowanych właściwości kompozytu z wynikami badań eksperymentalnych.

5

Innovative steel fibers and their effect on fiber distribution in beams - experimental investigations

Huss M., Tue N. V.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2017

|

Vol. 10, no. 3

103--108

EN

This contribution presents experimental investigations on fiber reinforced concrete (FRC). A new type of straight steel fibers (company Feel Fiber) with a length of 60 mm was used. 12 beams with a length of 6 m, a height of 0.4 m and a width of 0.5 m were produced, in order to determine the fiber distribution along them. The beams differ in the manufacturing method (cast in layers or from one side), the fiber content and the way of fiber addition. After concretes hardening, slices were cut of the beams to determine the number of fibers in the cross section. The results showed that the number of fibers per unit area scatters about 10%, independent of manufacturing method and type of fiber addition. Finally, the results are discussed and a proposal to modify certain factors in the German and Austrian guideline for fiber reinforced concrete is made, to take the advantages of this new fiber type into account.

PL

W artykule zaprezentowano badania betonu zbrojonego włóknami (FRC). Zastosowano nowy typ włókien stalowych prostych (firmy Feel Fiber) o długości 60 mm. W celu rozpoznania jakości rozmieszczenia włókien w elemencie, wykonano 12 belek o rozpiętości 6 m, wysokości 0.4 m i szerokości 0.5 m. Belki różniły się sposobem wykonania (betonowanie warstwami lub z jednej strony), ilością włókien i sposobem aplikacji włókien. Po stwardnieniu betonu, belki przecinano w celu oceny dystrybucji włókien w przekroju poprzecznym. Wyniki badań wykazały, że ilość włókien przypadających na jednostkę powierzchni wykazuje rozrzut ok. 10%, niezależnie od metody wykonania i metody aplikacji włókien. Wyniki badań zestawiono i została przedstawiona propozycja zmian konkretnych współczynników w niemieckich i austriackich przepisach dot. betonu zbrojonego włóknami. Celem tych zmian jest ujęcie nowego typu włókien w przepisach.

6

Ocena dokładności modelu RSC w prognozowaniu orientacji włókien w kompozytach typu drewno-polimer

Frącz W., Janowski G., Bednarz A.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2016

|

R. 17, nr 12

918--921

PL

Orientacja włókien w kompozytach z napełniaczem włóknistym jest jednym z głównych aspektów związanych z formowaniem wtryskowym. Ułożenie tego typu napełniacza w matrycy polimerowej wpływa bezpośrednio na właściwości mechaniczne materiału. Najbardziej oczekiwaną orientacją jest ułożenie włókien w kierunku działania obciążenia, jednakże w warunkach przetwórstwa tego typu układ jest trudny do osiągnięcia ze względu na m.in. zmienną geometrię gniazda formującego oraz cechy napełniacza i matrycy polimerowej. Umiejętność przewidywania orientacji napełniacza, pozwala, między innymi, aktywnie wpływać na cechy konstrukcyjne wytworu np. poprzez dobór odpowiedniego miejsca wtrysku tworzywa. W obliczeniach orientacji włókien standardowo wykorzystuje się model Folgara-Tuckera, jednakże często za pomocą tego modelu otrzymuje się przeszacowane wyniki, które związane są ze zmianą tensora orientacji w stężonych zawiesinach, za które często traktuje się w tym modelu polimery. Model RSC (ang. the Reduced Strain Closure) jest zmodyfikowanym podejściem do wskazanego wyżej problemu i coraz szerzej stosowanym w programach symulacyjnych. W pracy oceniono wpływ tego modelu na prognozowanie orientacji włókien w kompozytach typu drewno-polimer (ang. WPC) w oparciu o analizy numeryczne oraz badania eksperymentalne.

EN

Fibers orientation in composites with fibrous filler is one of the main aspects of injection molding. The arrangement of this type filler has, among others, a direct effect on the mechanical properties of products. In this respect, the most effective orientation is in the direction of the load. This type of arrangement is often difficult to achieve. The processing conditions,. This is due, among others to variable geometry of the cavity and the features of the filler and the polymer matrix. The Folgar-Tucker model is a standard model used to calculate the orientation of the fibers, however, with the using of this model the overestimated results of changing the orientation tensor in concentrated suspension can be often obtained. RSC model is a modified approach to the above mentioned model and more widely used in commercial codes. In this study the accuracy evaluations of the RSC model to predict the orientation of fibers in wood-polymer composites (WPC), based on the numerical analysis and experimental studies was assessed.

7

Modelling the dynamics of flexible and rigid fibres

Kondora G., Asendrych D.

Chemical and Process Engineering

|

2013

|

Vol. 34, nr 1

87--100

EN

A particle-level simulation technique has been developed for modelling fibre suspension flow in a converging channel of a papermachine headbox. The fibre model is represented by a chain of elements connected together. The model was verified by the simulation of rigid fibre dynamics in a simple shear flow. The period of rotation was found to be in a very good agreement with theory and reference data. The model was then employed to simulate fibre motion in a converging channel of a papermachine headbox. Fibre suspension motion was resolved using two-step procedure. Velocity field was calculated by means of a commercial CFD code ANSYS Fluent with RSM turbulence model applied and used as an input to the in-house code allowing to simulate fibre dynamics. Results of the calculations were used to construct the fibre orientation probability distribution (FOPD) which was found to be consistent with available experimental data.

8

Fiber Orientation and Rheology Behavior of the Laminar Suspension Flow through a 2-D Curved Expansion Duct

Zhang Q., Tian F., Shi W., Gao X, Zhang D.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 9b

70-74

EN

By coupling the fiber extra stress into the laminar Newtonian flow equations, the fiber orientation and the fiber suspension rheology in a 2D curved expansion duct is numerically investigated. The orientation distribution probability function is numerically solved to obtain the bulk orientation distributions and the extra stress distributions. The results show that the overall distribution of the flow field parameters, such as velocity, pressure have not been significantly affected in the most regions of the duct. But for the shear stress and normal stress difference, the non-equilibrium is significant. In the inlet region, the fibers rotate frequently due to the nonuniform flow shear effects, the orientation becomes more random and are less aligned with the local streamlines. But in the downstream region, with flow shear becomes uniform, the non-equilibrium is less obvious. In addition, with the fiber extra viscosity increasing, the shear stress and normal stress difference increase correspondingly.

PL

Przeanalizowano numerycznie orientację włókna i naprężenia zawieszenia w zastosowaniach do reologii. Stwierdzono, że takie parametry jak ciśnienie i szybkość przepływu nie decydują o parametrach kanału. Natomiast istotny wpływ mają naprężenia.

9

Manufacturing of Fibreglass Nonwoven Webs Using a Paper Making Method and Study of Fibre Orientation in These Webs

Yousfani S. H. S., Gong R. H., Porat I.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 2 (91)

61-67

EN

Nonwovens are manufactured by different methods such as dry laying, wet laying, spunbonding and melt blowing. This paper discusses the processing of chopped fibreglass strands to form nonwoven webs using the wet laying process. Chopped fibreglass strands are used to manufacture fibreglass mats and also mixed with resins to form composites. In this project these strands were used to manufacture nonwoven webs by the wet laid method. Modification of the paper hand sheet making method was necessary at the stage of web formation and bonding in order to overcome problems caused by the stiffness and inert nature of glass fibres, as compared to pulp. The fibre orientation of the fibreglass webs was analysed using the Fast Fourier Transform, in which it was found that in most of the fibreglass webs, the fibres were oriented randomly.

PL

Włókniny można produkować za pomocą różnych metod, takich jak melt blowing, spunbonding oraz metod papierniczych. Artykuł omawia wytwarzanie włóknin z włókien szklanych odcinkowych metodą mokrą papierniczą. Należało dokonać modyfikacji technologii stosowanej w przemyśle papierniczym ze względu na sztywność włókien. Analizowano ułożenie włókien szklanych w runie za pomocą metody transformacji fourierowskiej, stwierdzono, że w większości przypadków ułożenie włókien było losowe.

10

Modeling of fiber orientation during injection molding process of polymer composites

Nabiałek J.

Kompozyty

|

2011

|

R. 11, nr 4

347-351

EN

Polymer composites with fibers are widely used as construction materials. Different fibers are used (eg. fiberglass). One method of forming composite materials is injection molding. The paper presents chosen results of investigations on polymer flow during the mould cavity filling phase of the injection molding process. The process is characterized by high dynamics, which causes several technological difficulties, both during injection mould design and during product implementation to the production stage. Deep understanding of the phenomena which occur during filling an injection mould may lead to a more effective design of the processing tools and shortening of the time for the implementation and production time. In the paper the theoretical basis for modeling fiber orientation in an injected polymer composite is described. The orientation and distribution of fibers have a substantial influence on the mechanical properties of a molded part. A computer simulation of the injection molding of a polypropylene composite with glass fiber (PP + 20% glass fiber, Aqualoy 125B, A Schulman NA) is conducted. Special attention is given to the results concerning the orientation of the fiber during processing. Selected results of the computer simulation of the flow velocity distribution of the composite, Poisson's coefficient and fiber orientation tensor across the molded part and selected cross-sections are presented. Significant discrepancies in the orientation of the fibers, depending on the nature of the flow of the injected composite are affirmed. These disparities affect the lack of uniformity of the mechanical strength of the molded part. The author plans to extend the scope simulation research to determine the effect of processing conditions on fiber orientation.

PL

Kompozyty polimerowe z włóknami szklanymi są szeroko stosowane jako materiały konstrukcyjne. Stosowane są różne włókna (m.in. włókna szklane). Jedną z metod formowania wyrobów kompozytowych jest wtryskiwanie. W pracy przedstawiono wybrane wyniki badań przepływu polimeru podczas wypełniania gniazda formy w procesie wtryskiwania. Proces ten charakteryzuje się dużą dynamiką, przez co stwarza szereg trudności technologicznych zarówno podczas projektowania form wtryskowych, jak i na etapie wdrożenia wytworu do produkcji. W pracy opisano teoretyczne podstawy modelowania orientacji włókien we wtryskiwanym kompozycie polimerowym. Orientacja i dystrybucja włókien wtryskowej mają zasadniczy wpływ na właściwości mechaniczne w wypraski. Przeprowadzono symulację komputerową procesu wtryskiwania kompozytu polipropylenu z włóknem szklanym (PP + 20% włókna szklanego, Aqualoy 125B, A Schulman NA). Szczególną uwagę zwrócono na wyniki dotyczące orientacji włókien podczas przetwórstwa. Przedstawiono wybrane wyniki symulacji komputerowej rozkładu prędkości przepływu kompozytu, współczynnika Poissona oraz tensora orientacji włókien w całej wyprasce i wybranych przekrojach poprzecznych. Stwierdzono duże rozbieżności orientacji włókien w zależności od charakteru przepływu wtryskiwanego kompozytu. Rozbieżności te decydują o braku jednorodności wytrzymałości mechanicznej wypraski. Autor planuje rozszerzyć zakres badań symulacyjnych w celu określenia wpływu warunków przetwórstwa na orientację włókien.

11

Optimization orientation of fibres in composite disc

Marks M., Marczewska I.

Archives of Civil Engineering

|

2005

|

Vol. 51, nr 1

3-22

EN

A disc, discretized into N composite elements is examined. Each composite element consists of the matrix reinforced by two families of fibres. The disc is therefore made of a non-homogeneous, anisotropic material and individual expressions of matrices connecting stresses with strains depend on the direction of fibre arrangement. The principal aim is to search fibre directions of two families that determine the minimum of strain energy of composite disc. The disc is calculated using a computer program based on Finite Element Method with built-in anisotropy model. The disc was discretized into 1200 elements and optimal orientation of fibres was determined by CAMOS computer program. The problem was solved using iterative method. In the first step it was assumed that the disc is made of homogeneous, isotropic material. Having determined the state of stress, optimum orientation of fibres was chosen and suitable expressions were determined inthe stiffness matrix of the disc. With these values, the stress state of the disc was determined again and optimum fibre directions were adjusted. This way of proceeding was repeated many times. In each iteration step the total elastic energy in the disc was computed. The criterion for ending the iteration process was suitably small change in the elastic energy of the disc in successive steps.

PL

Rozważana jest tarcza złożona z N elementów kompozytowych. Każdy z tych elementów składa się z matrycy uzbrojonej dwiema rodzinami włókien. Zatem tarcza wykonan jest z materiału niejednorodnego i anizotropowego, a poszczególne wielkości w macierzy wiążącej naprężenia z odkształceniami zależą od kierunków ułożenia włókien. Celem pracy jest poszukiwanie kierunków ułożenia rodzin włókien tak aby tarcza spełniała kryterium minimum energii odkształcenia. Tarczę rozwiązano za pomocą programu bazującego na metodzie elementów skończonych, z wbudowanym modelem anizotropii. Przyjęto podział tarczy na 1200 elementów, a optymalne kierunki ułożenia włókien wyznaczono za pomocą programu CAMOS. Zadanie zostało rozwiązane metodą iteracyjną. W pierwszym kroku przyjęto, że tarcza jest wykonana z materiału jednorodnego i izotropowego. Po wyznaczeniu stanu naprężenia dobrano optymalny układ włókien i wyznaczono odpowiednie wyrazy w macierzy sztywności tarczy. Przy tych wielkościach ponownie wyznaczono stan naprężenia w tarczy i dobrano optymalne kierunki włókien. Ten sposób postępowania powtarzano wielokrotnie. W każdym kroku iteracyjnym obliczano całkowitą energię sprężystą w tarczy. Jako warunek zakończenia procesu iteracyjnego przyjęto dostatecznie małą różnicę w wielkości energii sprężystej tarczy w kolejnych krokach.

12

On optimal orientation of fibres in disc element

Marks M.

Archives of Civil Engineering

|

2004

|

Vol. 50, nr 3

365-379

EN

A disc element is considered in which the matrix is reinforced with two families of continuous fibres. The stress and strain states were determined in an element subjected to normal and tangential loads. The minimum strain energy is chosen as the optimization criterion. The strain energy is determined with respect to the system of principal axes of stress. It is shown that for optimal angles of fibres the principal stress directions and the principal strain directions are aligned. Assuming particular cases of loading in the high performance cementitious composite element reinforced by steel fibres the optimal angles of inclination of fibres as well as their dependence on principal stress directions were obtained. The optimal angles of fibre arrangement depend on the material constants of matrix and fibres, on the magnitude of load, and on the volumetric content of fibres.

PL

Niniejsza praca dotyczy elementu tarczowego utworzonego z matrycy uzbrojonej dwiema rodzinami włókien ciągłych. Określono stan naprężenia i odkształcenia w elemencie poddanym obciążeniom normalnym i stycznym. Jako kryterium optymalizacji przyjęto minimum energii odkształcenia elementu kompozytowego, wyrażoną w układzie kierunków naprężeń głównych. Wykazano, że przy optymalnych kątach ułożenia włókien kierunki główne naprężeń i odkształceń są współliniowe. Przy różnych obciążeniach normalnych i stycznych wyznaczono optymalne kąty ułożenia włókien i ich zależność od kierunku naprężeń głównych w wysokowartościowym kompozycie o matrycy cementowej uzbrojonej włóknami stalowymi. Optymalne kąty ułożenia włókien zależą od stałych materiałowych matrycy i włókien, od działających obciążeń oraz od zawartości objętościowej włókien.