Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Improving mechanical and thermal properties of unsaturated polyester resin by adding automotive glass waste

Hemadi Assis Ekhlass K., Al-Ahmady Kossay K., Sulyman Ebtahag Z.

Ochrona przed Korozją

|

2024

|

nr 10

294--305

EN

The primary goal of this study was to improve a number of mechanical properties of UPE (unsaturated polyester) by using available and cheap particulate fillers, such as reinforcement with powder with a particle size of 75 μm. A composite of UPE with automotive glass waste (as filler materials) was prepared, and some mechanical and thermal properties were studied at certain weight percentages (5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, and 50%). A comparison was made between the polymeric composites before and after the process of reinforcing them with waste automotive glass, and it was found that with a 30% content of these additives they showed good mechanical properties. These additions were made at different temperatures: 8°C, 25°C and 50°C. The results before and after the reinforcement process for polymer composites showed that there was an improvement in the mechanical properties (compressive strength, hardness and impact resistance) with a decrease in the modulus of elasticity (Young’s modulus). When processing was carried out at a temperature of 8°C, a decrease in the values of the mechanical properties (compressive strength, impact strength, modulus of elasticity, thermal conductivity) was observed in varying proportions, with an increase in the values of hardness. Conversely, when the samples were heated to a temperature of 50°C, there was an increase in the values of the above-mentioned properties and a significant decrease in the hardness values. Throughout the research, various measurement techniques were used, including scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy (IR) and thermogravimetric analysis (TGA). Their purpose was to monitor the changes that occurred in the polymer as a result of the use of the reinforcing material (automotive glass).

PL

Głównym celem badań było poprawienie właściwości mechanicznych UPE (nienasyconego poliestru) poprzez zastosowanie dostępnych i tanich wypełniaczy cząsteczkowych, na przykład przez wzmocnienie proszkiem o wielkości cząstek wynoszącej 75 μm. Przygotowano kompozyt UPE ze szklanymi odpadami przemysłu motoryzacyjnego (jako materiałem wypełniającym) i zbadano wybrane właściwości mechaniczne i termiczne przy określonych procentach wagowych (5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45% i 50%). Porównano kompozyty polimerowe przed procesem wzmacniania odpadami szklanymi i po nim. Stwierdzono, że przy 30-procentowym udziale tych dodatków wykazywały one dobre właściwości mechaniczne. Dodatki zostały wprowadzone w różnych temperaturach: 8°C, 25°C i 50°C. Analiza wyników przed wzmocnieniem kompozytów polimerowych i po tym procesie wykazała, że nastąpiła poprawa właściwości mechanicznych (wytrzymałości na ściskanie, twardości i udarności) przy spadku modułu sprężystości (modułu Younga). Po przetwarzaniu w temperaturze 8°C odnotowano spadek wartości parametrów mechanicznych (wytrzymałości na ściskanie, udarności, modułu sprężystości, przewodności cieplnej) w różnych proporcjach przy jednoczesnym wzroście twardości. Z kolei po podgrzaniu próbek do temperatury 50°C zwiększyły się wartości wymienionych właściwości i znacznie zmniejszyła twardość. W badaniach wykorzystano różne techniki pomiarowe, w tym skaningową mikroskopię elektronową (SEM), spektroskopię w podczerwieni (IR) i analizę termograwimetryczną (TGA), w celu zweryfikowania zmian zachodzących w polimerze w wyniku zastosowania materiału wzmacniającego (szklanych odpadów przemysłu motoryzacyjnego).

2

Optimising the impact strength of 3D printed PLA components using metaheuristic algorithms

Jatti Vijaykumar S., Tamboli Shahid, Patel Parvez, Shaikh Sarfaraj, Gulia Vikas, Chaudhari Lalit R., Saiyathibrahim A., Mohan Dhanesh G., Krishnan R. Murali

Advances in Materials Science

|

2024

|

Vol. 24, nr 2(80)

5--20

EN

This study investigates the correlation among the impact strength of Polylactic acid (PLA) material as well as many 3D printing parameters, including layer height, infill density, extrusion temperature, and print speed, using Fused Deposition Modelling (FDM) in Additive Manufacturing (AM). By using well-planned trials, the ASTM D256 standard assessed the impact strength of samples. Impact strength was optimized using six distinct techniques: Genetic Algorithm (GA), Particle Swarm Optimization (PSO), Simulated Annealing (SA), Teaching Learning Based Optimization (TLBO), and Cohort Intelligence (CI). These approaches are reliable since they consistently delivered similar impact strength values after several iterations. The best algorithms, according to the study, were TLBO and JAYA, which produced a maximum impact strength of 4.08 kJ/m2. The algorithms' effectiveness was validated by validation studies, which showed little error and near matches between the expected and actual impact strength values. The advantages of employing these methods to increase the impact strength of PLA material for 3D printing are illustrated in the present research, which provides helpful insights on how to improve FDM procedures.

3

The influence of adhesive material properties on the impact strength of adhesive block joints

Komorek Andrzej, Godzimirski Jan, Imiłowski Szymon

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2023

|

nr 4

20--27

EN

Adhesive joints are becoming increasingly popular in the construction of aircraft and other means of transport. Today, bonding is mainly used in the construction of helicopter fuselages, wings or lifting rotors. The increased popularity of bonding is forcing designers to seek new and improve research methods as well as enhancing the existing test methods which specify the static, fatigue or impact strength of joints. A variety of tests are used to determine the strength of structures, although new ones are constantly being sought so as to be applied more quickly and without specialised equipment. Current testing standards are also being modified in order to speed up and simplify the testing process, resulting in safer structures that use adhesive joints. The aim of the research presented in this paper was to test whether there is a relationship between the mechanical properties of adhesive materials and the impact strength of adhesive block joints with a cylindrical top element. Construction steel S235JR, commercially marked wear-resistant steel Raex 400 and 2017A aluminium alloy were used for the manufacture of the samples. From each material, 10 samples were prepared with upper elements of different diameters, namely: 17.8 mm, 12.6 mm and 8.9 mm. A pendulum hammer was used to determine the strength of the adhesive joint against dynamic load application. For the sake of the research, the authors used a modified PN-EN ISO 9653 with a mounted hammer equal to the maximum energy of 15 J. Lower failure energy was characteristic of samples made from material with a lower value of Young's modulus (aluminum alloy) and from steel with a lower yield strength. The joint failure energy grew with increasing the joint area, which was approximately parabolic.

PL

Połączenia klejowe są coraz bardziej popularne w konstrukcji statków powietrznych oraz innych środków transportu. Dziś klejenie stosuje się głównie przy budowie kadłubów, skrzydeł lub wirników nośnych śmigłowców. Zwiększenie popularności klejenia zmusza konstruktorów do poszukiwania nowych oraz udoskonalania istniejących metod badawczych określających wytrzymałość połączeń statyczną, zmęczeniową czy udarową. Stosuje się różnorodne badania by określić wytrzymałość konstrukcji, lecz wciąż poszukiwane są nowe, które można stosować szybciej oraz bez specjalistycznego wyposażenia. Także obecne normy badawcze są modyfikowane by przyśpieszyć oraz uprościć proces badawczy co skutkuje zwiększeniem bezpieczeństwa konstrukcji w których wykorzystano połączenia klejowe. Celem przedstawionych w artykule badań było sprawdzenie czy istnieje zależność pomiędzy właściwościami mechanicznymi materiałów klejonych i wytrzymałością udarową połączeń klejowych blokowych z górnym elementem o kształcie cylindrycznym. Do wykonania próbek wykorzystano stal konstrukcyjną S235JR, stal trudnościeralną o oznaczeniu handlowym Raex 400, oraz stop aluminium 2017A. Z każdego materiału przygotowano po 10 próbek z górnymi elementami o różnej średnicy, mianowicie: 17,8 mm, 12,6 mm oraz 8,9 mm. W celu określenia wytrzymałości połączenia klejowego na dynamiczne przyłożenie obciążenia wykorzystano młot wahadłowy. Do badania wykorzystano zmodyfikowaną normę PN-EN ISO 9653 z zamontowanym młotem o maksymalnej energii wynoszącej 15 J. Niższa energia niszczenia cechowała próbki wykonane z materiału o mniejszej wartości modułu Younga (stopu aluminium) oraz ze stali o mniejszej granicy plastyczności. Energia niszczenia połączeń rosła wraz ze wzrostem powierzchni spoin - w przybliżeniu parabolicznie.

4

Analysis of the properties of orthotropic composites in terms of their use in airframe repairs

Arkuszyńska Angelika, Godzimirski Jan, Rośkowicz Marek

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2023

|

nr 3

3--12

EN

The aim of the research was to determine the basic strength properties of orthotropic composites in terms of their use in the repair of aircraft airframes. The objects of the tests were three types of composites reinforced with carbon fibers: producedusing the wet method with a thickness of 2.5 mm, commercial with a thickness of 2 mm and commercial with a thickness of 7.3 mm. Specimens cut out from the first two types of materials were subjected to a static tensile test with a force applied in the direction of the fibers and at an angle of 45°, whichenabled the determination of tensile strength and modulus of elasticity. Specimens made of 7.3 mm thick composite were subjected to four-point bending and tensile tests to determine Young's modulus, compression and impact strength, also taking into account two directions of load application. The values of stresses and Young's modulus determined in this way indicate much lower strength and stiffness of orthotropic composites apart from the reinforcement fibers’ directions, which is the basis for replacing them with quasi-isotropic composites in repairs of aircraft airframes.

PL

Celem badań było wyznaczenie podstawowych właściwości wytrzymałościowych kompozytów ortotropowych w aspekcie wykorzystania ich w naprawach płatowców statków powietrznych. Obiektami badań były trzy rodzaje kompozytów zbrojonych włóknami węglowymi: wytworzony metodą na mokro o grubości 2,5 mm, komercyjny o grubości 2 mm oraz komercyjny o grubości 7,3 mm. Próbki wycięte z dwóch pierwszych rodzajów materiałów poddano statycznej próbie rozciągania siłą przyłożoną w kierunku ułożenia włókien oraz pod kątem 45°, co umożliwiło wyznaczenie wytrzymałości na rozciąganie oraz modułów sprężystości podłużnej. Próbki wykonane z kompozytu o grubości 7,3 mm poddano czteropunktowemu zginaniu oraz próbom rozciągania w celu określenia modułu Younga, ściskania oraz wytrzymałości udarnościowej także z uwzględnieniem dwóch kierunków przyłożenia obciążenia. Wyznaczone w ten sposób wartości naprężeń oraz modułów Younga wskazują na znacznie mniejszą wytrzymałość i sztywność kompozytów ortotropowych poza kierunkami ułożenia włókien zbrojenia, co stanowi podstawę do zastąpienia ich kompozytami quasi-izotropowymi w naprawach płatowców statków powietrznych.

5

Statistical methods in the analysis of strength parameters of epoxy-glass composites modified with rubber recyclate

Drewing S., Abramczyk N., Żuk D., Dyl T.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2023

|

Vol. 117, nr 2

71--78

EN

Purpose: The article presents a statistical analysis of strength parameters of newly developed epoxy-glass composite materials modified with the addition of rubber recyclate. Design/methodology/approach: Three variants of materials with a percentage of recyclate content in the composite matrix of 3%, 5%, 7% and a reference variant without the addition of recyclate were used for the study. The samples were subjected to an impact test on a ZWICK RKP 450IR-GE impact hammer. Resilience measurement values were subjected to statistical analyses at the significance level α = 95%, such as: testing the normality of distributions with the Shapiro-Wilk test, testing differences between pairs with the Student's t-test for dependent groups, and testing ANOVA differences for independent groups. Findings: The Shapiro-Wilk test confirmed that the resilience variables for all tested samples were in normal distributions; therefore the highest power parametric tests were used to test the differences. Using the Student's t-test, it was confirmed that between pairs of variables in configurations: standard sample with the modified sample, there were significant statistical differences in the distribution of resilience values for all samples. ANOVA confirmed significant changes in impact strength in 10 comparison variants. Research limitations/implications: The obtained test results showed that in 9 compared cases, there were significant statistical differences, and in one case, there were no significant differences. Practical implications: The performed statistical analyses confirmed their significant usefulness in the process of qualification of strength parameters for materials with high anisotropy, such as composites. Originality/value: The manufactured products are innovative in terms of the method of using the addition of rubber recyclate as a filler for epoxy-glass composites. The use of static methods for their study also has practical value. It optimizes the analysis methods of the results of measurements of strength parameters of new composite materials.

6

Reinforcement of compatibilized nanoclay/Inviya fibers to epoxy‑based glass fiber nanocomposites for high‑impact strength applications

Shelly Daksh, Nanda Tarun, Mehta Rajeev

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 2

art. no. e84, 2023

EN

This research work is the first successful trial in which silanized nanoclay and compatibilized Inviya fibers were reinforced in epoxy-based glass fiber reinforced composites (EGFCs) resulting in significant improvements in impact strength without degrading tensile properties. Vacuum assisted resin infusion moulding (VARIM) technique was used for processing of multi-scale filler reinforced EGFCs. Inviya fibers were used, because of their high ‘elastic recovery’ and ‘stretchability’ (five times the original length) due to alternative flexible and rigid molecular structure. Nanoclay and Inviya fibers were subjected to compatibilization with different surface treatments. Compatibilization of fillers was confirmed through Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and Field emission scanning electron microscopy-Energy-dispersive spectroscopy (FE-SEM/EDS) analysis. Nanoclay dispersion and morphology in EGFCs was ascertained through X-ray diffraction (XRD) and Transmission electron microscopy (TEM) analysis. Reinforcement of compatibilized Inviya fibres (First Method: maleic anhydride grafting, and Second Method: combination of phosphoric acid treatment followed by silanization) enhanced the impact strength by 132% and 150%, respectively, over the reference composition. FE-SEM micrographs of fracture surface of impact test specimens were utilized to identify the mechanisms causing improvement in impact behaviour.

7

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.

8

The effect of basalt knitted fabric on the properties of green epoxy resin

Jamshaid Hafsa, Rajput Abdul Waqar, Zahid Bilal, Memon Sanam, Qureshi Raja Fahad, Aslam Sarmad, Nadeem Muhammad

Polimery

|

2022

|

Vol. 67, nr 2

67--71

EN

The influence of basalt fabric on the tensile mechanical properties and the impact resistance of green epoxy resin was investigated. Composites with parallel arrangement of insert yarns had better properties than in the case of their perpendicular arrangement. The properties were also influenced by the number of layers of the fabric. The tensile strength and impact resistance of the composites were better than the commercially available side mirror covers due to the superior properties of the basalt fiber.

PL

Zbadano wpływ tkaniny bazaltowej na właściwości mechaniczne przy rozciąganiu i odporność na uderzenie „zielonej” żywicy epoksydowej. Kompozyty o równoległym ułożeniu przędzy charakteryzowały się lepszymi właściwościami niż te o prostopadłym ułożeniu. Na właściwości miała również wpływ liczba warstw tkaniny. Wytrzymałość na rozciąganie i odporność na uderzenie kompozytów były lepsze niż dostępnych na rynku osłon lusterek bocznych ze względu na dobre właściwości włókna bazaltowego.

9

Modyfikowanie nienasyconych żywic poliestrowych nanododatkami

Stępka Dominik

Inżynieria Materiałowa

|

2022

|

Vol. 43, nr 4

10--12

PL

W pracy przedstawiono różnego rodzaju podejście do kwestii modyfikacji żywic poliestrowych przy użyciu nanododatków. Poruszono zagadnienia nasiąkliwości kompozytów na bazie żywic, ich ognioodporności, a także udarności i wytrzymałości na zginanie. Zwrócono szczególną uwagę na metody z którymi wiąże się najbardziej korzystne rokowania.

EN

The paper presents a different approach to the modification of polyester resins with the use of nano-additives. The issues of absorbability of resinbased composites, their fire resistance, as well as impact strength and flexural strength were discussed. Particular attention was paid to the methods with the most favorable prognosis.

10

Properties and characteristics of alkali treated Calotropis gigantea fiber-reinforced particle-filled epoxy composites

Jeyapragash R., Sathiyamurthy S., Srinivasan V., Prithivirajan R., Swaminathan G.

Composites Theory and Practice

|

2022

|

R. 22, nr 2

99--105

EN

The presence of particles and fibers as reinforcement in a polymer matrix greatly enhances the mechanical properties. Agricultural residues and natural fibers are commonly used nowadays due to the fact that they easily decompose even after a longer period and they are eco-friendly in nature. f Fiber that was extracted from stem of Calotropis gigantea was selected as reinforcement in the present investigation. Initially the fiber was treated with a sodium hydroxide solution and CG fiber-epoxy composites were prepared. The properties of alkaline treated CG fiber-reinforced epoxy composites were further improved by the addition of particles such as chitosan, red mud and rice husk. Properties such as the tensile strength, flexural strength, impact toughness, hardness, water absorption, thickness swelling behaviour, specific wear rate and coefficient of friction were evaluated and compared. The XRD pattern of the chemically treated CG fiber-reinforced parrticle-filled epoxy composites was presented in the present study.

11

Study on uniaxial impact compression characteristics of basalt fiber cement soil

Cao Hai, Zhang Xiangyang

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 1

667--678

EN

In order to study the dynamic mechanical properties of cement soil, uniaxial impact compression tests with different strain rates of cement soil with no fiber and with 0.2% basalt fiber were carried out by using a 50 mm steel split Hopkinson pressure bar device. The test results show that the impact compressive strength, dynamic increase factor and peak strain increase with the increase of strain rate under the same basalt fiber content, showing obvious strain rate effect. The dynamic stress-strain curve of basalt fiber cement soil underwent elastic deformation stage, plastic deformation stage and failure stage. With the increase of strain rate, the degree of fracture of cement soil samples gradually increases, which shows that the number of fragments increases, the size decreases and tends to be uniform. After adding basalt fiber in cement soil, the crack can be delayed, the degree of fracture is smaller than that without fiber and the plasticity of the samples is enhanced. It shows that basalt fiber can improve the impact compressive strength of cement soil.

12

Influence of FFF process parameters and macrostructure homogeneity on PLA impact strength

Bączkowski Michał, Marciniak Dawid, Bieliński Marek

Polimery

|

2021

|

T. 66, nr 9

480--483

EN

The article presents studies of the additive manufacturing printing parameters influence on the impact strength of PLA samples obtained by the fused filament fabrication (FFF) method. Two process variables were taken into account in the research program: the height of the printed layer and the printing temperature. An optical microscope was used to analyze the cross-section image (breakthrough) of the samples. The impact strength was determined at −40°C and 23°C. Selected geometric features of the macrostructure (uniformity and thickness of individual layers, voids) determined on the basis of the sample cross-section image analysis, enhanced the possibility of assessing the PLA impact strength, depending on the adopted process variables and the temperature at which the experiment was carried out.

PL

W artykule przedstawiono badania wpływu parametrów druku addytywnego na udarność próbek z PLA otrzymanych metodą FFF (fused filament fabrication). W programie badań uwzględniono dwie zmienne procesowe: wysokość drukowanej warstwy i temperaturę druku. Do analizy obrazu przełomu próbek wykorzystano mikroskop optyczny. Oznaczono udarność w temperaturze -40°C oraz 23°C. Wybrane cechy geometryczne makrostruktury (równomierność i grubość poszczególnych warstw, puste przestrzenie) wyznaczone na podstawie analizy obrazu przekroju próbek, pogłębiły możliwość oceny udarności PLA w zależności od przyjętych zmiennych procesowych, a także temperatury w jakiej zrealizowano eksperyment.

13

A comparison of some properties of the computer controlled nitriding process versus carburizing

Senatorski Jan, Mączyński Paweł, Tacikowski Jan

Inżynieria Powierzchni

|

2021

|

nr 1

25--35

EN

A comparison is presented of the nitriding and carburizing processes. Traditional gas nitriding, despite its several advantages over carburizing, has still not achieved its due popularity. The key factor is inadequate process control. An industrial-scale computerized system, employing the nitriding potential as the fundamental controlling parameter, can produce repeatable, superior nitriding results, limiting layer brittleness and enhancing usable properties. Results obtained showed that nitriding layers match carburized layers in fatigue, while exceeding them in both impact strength and wear resistance. The superiority of the computer-controlled process over traditional nitriding is illustrated by results of wear testing. The advent of controlled nitriding makes this process a viable alternative to carburizing.

PL

W niniejszej pracy porównano procesy azotowania oraz nawęglania. Tradycyjne azotowanie gazowe, pomimo szeregu zalet w stosunku do nawęglania, nie zyskało jeszcze wystarczającego rozpowszechnienia. Głównym powodem tego stanu rzeczy jest niewystarczająca kontrola procesu. W skali przemysłowej system sterowania komputerowego stosowany w odniesieniu do potencjału azotowego jako podstawowego parametru kontrolnego, jest wystarczający i nadaje się do realizacji powtarzalnej produkcji zapewniającej korzystne wyniki azotowania, ograniczającej kruchość warstw uzyskanych w tym procesie, a także zwiększający ich własności użytkowe. Uzyskane wyniki wskazują, że warstwy azotowane dobrze sprawują się w warunkach narażenia na zmęczenie, w których przewyższają zarówno oddziaływania udarnościowe, jak i odporność na zużycie przez tarcie. Przewagę procesu sterowanego komputerowo nad procesem tradycyjnego azotowania dobrze ilustruje próba odporności na zużycie przez tarcie. Stosowanie kontrolowanego procesu azotowania sprawia, że proces ten jest bardzo korzystną alternatywą procesu nawęglania.

14

Analyzing mechanical behavior of ABS-SiO2 polymer-based nanocomposite based on ANOVA method

Afzali Mohammad, Asghari Vahid

Composites Theory and Practice

|

2021

|

R. 21, nr 3

61--69

EN

The fabrication of polymer-based nanocomposites by means of twin extruders is a typical method for manufacturing lightweight and high-strength structures. However, selection of the optimal parameters for this process to study the material characteristics is important. The primary aim of the present study was to ascertain the optimum extruder temperature and nanosilica content in an acrylonitrile-butadiene-styrene matrix composite. The response surface methodology was based on two factors and three levels. The identification of the effect of the parameters on the fatigue behavior of the fabricated composite was comprehensively analyzed. The results were analyzed using scanning electron microscopy (SEM). The obtained results revealed that up to 4% nano-SiO2 improves tensile strength and reduces the impact toughness. On the other hand, an increase in the extrusion temperature yields a higher impact toughness and lower tensile strength. The optimization results showed that 2.5% nanosilica and the extrusion temperature of 225°C result in the maximum tensile strength of 41 MPa, and impact toughness of 30 KJ/m2.

15

Influence of fibre loading and surface treatment on the impact strength of coir polyester composites

Karthikeyan S.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2021

|

Vol. 107, nr 1

16--20

EN

Purpose: In this work, coir fibre with varying fibre content was selected as reinforcements to prepare polymer-based matrices and the problem of reduced fibre-matrix interfacial bond strength has been diluted by chemical treatment of coir fibres with alkali solution. Design/methodology/approach: The effect of fibre loading, solution concentration and soaking time on the impact strength of the composites were analyzed using statistical techniques. Response Surface Methodology (RSM) approach was used to model and optimize the impact properties of coir-polyester composites. Findings: The impact strength of coir fibre reinforced polyester composite depends mainly on the fabrication parameters such as fibre-polyester content, soaking time, concentration of soaking agent and adhesive interaction between the fibre and reinforcement. Research limitations/implications: The mechanical properties of any coir polyester composite depend on the nature bonding between the fibre and reinforcement. The presence of cellulose, lignin on the periphery of any natural fibre reduces the bonding strength of the composite. This limitation is overcome by fibre treatment over sodium hydroxide to have better impact properties. Practical implications: Now days, natural fibre reinforced composites are capable of replacing automotive parts, subjected to static loads such as engine Guard, light doom, name plate, tool box and front panels etc. These materials can withstand any static load due to its higher strength to weight ratios. Originality/value: The effect of fibre loading, solution concentration and soaking time on the impact strength of the composites were analyzed using statistical techniques. Response Surface Methodology (RSM) approach was used to model and optimize the impact properties of coir-polyester composites. The impact strength of NaOH impregnated coir fibre reinforced polyester composites was evaluated.

16

The calculation of stress intensity factor steel of railway wheels

Vakulenko Igor, Proydak Svetlana, Askerov Hangardas

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2020

|

z. 109

187--193

EN

From an analysis of the dependence complex of carbon steel properties on structural parameters, it was found that for an isostructural state, the influence of austenite grain size on impact strength exceeds the dependence on carbon content. As a result of explaining correlation relationships between individual mechanical characteristics, to evaluate critical stress intensity factor, a relationship is proposed based on the use of impact strength. The proportionality coefficient in proposed dependence is determined by ratio of elongation to narrowing at tensile test.

17

Production technology and mechanical properties of a new grade of steel for forgings with increased strength and impact strength

Burdek Marek, Marcisz Jarosław, Stępień Jerzy

Journal of Metallic Materials

|

2020

|

Vol. 72, no. 4

15--21

EN

The study involved the development of the basics of production technology and the testing of the mechanical properties of a new grade of steel for forgings with increased strength and impact strength, intended for special products. The scope of the tests included a proposal for a new steel composition along with the production of ingots and its further processing into forgings in industrial conditions, using an input with various dimensions of the cross-section, proposed as a result of numerical calculations, including the performance of heat treatment in two variants. As a result of tests and analyses, it was found that the proposed technology enables the production of semi-finished products with the assumed level of strength and impact strength.

PL

Opracowano podstawy technologii produkcji oraz przeprowadzono badania właściwości mechanicznych nowego gatunku stali na odkuwki o podwyższonej wytrzymałości i udarności z przeznaczeniem dla wyrobów specjalnych. Zakres badań obejmował propozycję nowego składu stali wraz z wykonaniem wlewków i jej dalszym przetwarzaniem na odkuwki w warunkach przemysłowych, wykorzystując wsad o różnych wymiarach przekroju poprzecznego zaproponowanych w wyniku obliczeń numerycznych łącznie z wykonaniem obróbki cieplnej w dwóch wariantach. W wyniku badań i analiz stwierdzono, że zaproponowana technologia umożliwia uzyskanie półwyrobów o założonym poziomie wytrzymałości i udarności.

18

Właściwości inżynierskich kompozytów cementowych zawierających granulowany żużel wielkopiecowy

Arivusudar N., Suresh Babu S.

Cement Wapno Beton

|

2020

|

R. 25, nr 2

95--103

PL

Inżynierskie kompozyty cementowe [IKC] n z dodatkiem włókien należą do grupy wysokowartościowych fibrokompozytów. Zawierają one drobnoziarniste składniki: cement, drobny piasek i popiół lotny, natomiast nie zawierają kruszywa grubego. Zawartość cementu w typowym inżynierskim kompozycie cementowym wynosi około 1000 kg/m3, co sprawia, że jest to materiał niezgodny z koncepcją zrównoważonego rozwoju. Popiół lotny w mieszankach IKC poprawia właściwości mechaniczne i trwałość, a optymalna ilość popiołu zastępującego cement mieści się w granicach od 30% do 40%. W przeprowadzonych badaniach podjęto próbę dodania do IKC granulowanego żużla wielkopiecowego zastępującego cement, wraz z popiołem lotnym. Przygotowano pięć mieszanek, jedną kontrolną i cztery o różnej zawartości żużla od 10% do 50%, w odstępach co 10%. Zawartość granulowanego żużla wielkopiecowego w takiej zaprawie ma korzystny wpływ na właściwości mechaniczne oraz odporność na udar.

EN

Engineered Cementitious Composites are belonging to the ultrahigh performance fiber reinforced composites. Engineered Cementitious Composites are composed of fine grained ingredients like cement, fine sand, fly ash, but don’t coarse aggregate. Presence of cement in the typical Engineered Cementitious Composites mix is nearly 1000 kilograms per cubic meter, which make this material to keep far from the sustainability. The content of fly ash in the mix improves the performance of mechanical properties and durability, however, the percentage of replacement of cement has the optimum up to 30 to 40 %. In this study, an attempt is made to add granulated blast furnace slag to Engineered Cementitious Composites mix replacing the cement, along with fly ash. Five different mix proportions are used in this investigation, from 10%, to 50%, at 10% intervals of the granulated blastfurnace slag, replacing cement. The content of granulated blast-furnace slag exhibit remarkable achievement in the mechanical parameters and impact toughness.

19

Impact Strength of AE-type Alloys High Pressure Die Castings

Braszczyńska-Malik K., Malik M. A.

Archives of Foundry Engineering

|

2020

|

Vol. 20, iss. 3

5--8

EN

The results of the Charpy impact test of AE-type magnesium alloys produced by the high pressure die casting method are presented. Three alloys with different weight fractions of rare earth elements (RE; e.g. 1, 3 and 5 wt%) and the same mass fraction of aluminium (5 wt%) were prepared. The casts were fabricated using a typical cold chamber high pressure die casting machine with a 3.8 MN locking force. Microstructural analyses were performed by means of a scanning electron microscope (SEM). The impact strength (IS) was determined using a Charpy V hammer with an impact energy equal to 150 J. The microstructure of the experimental alloys consisted of an [alpha]-Mg solid solution and Al11RE3, Al10Ce2Mn7 and Al2RE intermetallic compounds. The obtained results show the significant influence of the rare earth elements to aluminium ratio on the impact strength of the investigated materials. Lower the RE/Al ratio in the chemical composition of the alloy results in a higher impact strength of the material.

20

Towards the optimization of process parameters for impact strength of natural fiber reinforced composites: Taguchi method

Yusuf S. S., Islam M. N., Ali M. H., Akram M. W., Siddique M. A.

Advances in Materials Science

|

2020

|

Vol. 20, nr 2(64)

54--70

EN

This paper presents an investigation of impact strength of sponge gourd, coir, and jute fibers reinforced epoxy resin-based composites. Impact strength of specimens, made of composites with various proportions of wt% ratio of resin and hardener, wt% of resin and hardener, wt% ratio of sponge gourd and jute, wt% ratio of sponge gourd and coir, was measured. Design of experiment was done by Taguchi method using four control factors with three levels. Effect of the above control factors on impact strength was examined and the best combinations of control factors are advised. Confirmation test was performed by using this combination and the percentage of contribution of the above factors on impact strength was investigated by Analysis of Variance (ANOVA). Contour and interaction plots provide helpfully examines to explore the combined influences of different control factors on output characteristics. The regression equation represents a mathematical model that relates control factors with impact strength.