Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Przemieszczenia nawiniętego wzmocnienia kompozytowego zbiornika ciśnieniowego

Kościuk J., Błażejewski W., Rybczyński R.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2011

|

[R.] 17, nr 6

470-474

PL

W pracy badano przemieszczenia w warstwie kompozytowej (wykonanej metodą nawijania) zbiornika ciśnieniowego. Oplot kompozytowy o grubości ok. 4,5 mm wykonano metodą nawijania na mokro z włókna szklanego i żywicy epoksydowej na linerze stalowym o grubości ścianki 1,25 mm i średnicy 113 mm. Zbiorniki w stanie obciążonym i bez obciążenia poddano skanowaniu światłem strukturalnym. Stan obciążony uzyskiwano przez ściskanie osiowe z siłą 240 kN gumy znajdującej się wewnątrz części cylindrycznej butli. Z uzyskanych wyników skanowania sporządzono modele 3D nawiniętej warstwy w stanie obciążonym i bez obciążenia. Porównanie modeli 3D pokazuje występowanie przemieszczeń o różnej wartości zależnej od charakterystycznych punktów architektury włókien wzdłuż tworzącej zbiornika. W miejscach przeplotów oraz obszarach pierwszych nawiniętych wiązek przemieszczenia są mniejsze od przemieszczeń występujących w obszarach bez przeplotów oraz wiązek nawijanych jako ostatnie - zewnętrzne.

EN

The displacements in the wound layer of the high pressure composite vessels have been investigated. The composite pressure vessels have been made by wet filament winding of the glass fiber roving impregnated with the epoxy resin (composite layer thickness: 4,5 mm) on the steel liner (diameter: 113 mm, wall thickness: 1,25 mm). After scanning of the loaded (inner axial compression with 240 kN force) and the unloaded pressure vessels with structured light scanner, 3D cylinder models (loaded and unloaded) have been built. The results obtained from the comparison of the 3D models indicate the different levels of the displacements which seem to be related to the characteristic points of the winding architecture. The displacements in the interweavings zones (undulation zone) and the displacements near to the first wound bundles are smaller than these in the areas out of the interweavings and near to the latest wound bundles.

2

Manufacturing and pressure tests of braided vessels with integrated optical fiber sensors

Hufenbach W., Gude M., Czulak A., Gąsior P., Kretschmann M.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2011

|

[R.] 17, nr 6

454-459

EN

The novel braiding technology of glass fiber reinforcement structures has high potential to fabricate near-net-shaped fiber preforms of complex shaped composite vessels and to allow an accelerated manufacturing process, ensuring the reproducibility and good quality of the specimens. In this paper, the methodology of prototyping high-pressure composite vessels, manufactured with this novel technique, according to this construction type is shown. High pressure composite vessels have broad applications in many areas such as: automotive industry, aeronautics, rescue services, etc. In comparison to standard steel vessels, composite vessels have many advantages. High mechanical strength and strong weight reduction make composite vessels popular in novel technologies. An interesting example is a lightweight, high pressure vessel destined to store compressed fuels like methane or hydrogen. These gases are necessary to supply the fuel cell (mainly H2) or to direct burning of the gases in cars, special mobiles, and different equipment (ex. Stationary power generator etc.). However, the novel high-pressure composite vessel needs a very efficient manufacturing process and precise monitoring system. For suitable monitoring system, optical fiber sensors were used to register deformation areas, enabling their on-line or periodical technical monitoring. During the braiding process, between the last reinforcement layers, two types of optical fiber sensors were installed. Point sensors in the form of Fiber Bragg Gratings were used. FBGs are novel optical sensors recorded within the core of the standard optical fiber. Additional optical fiber sensors in form of FBGs for reference measurement were installed on the outer surface of the pressure vessel.

PL

Nowoczesne technologie wytwarzania konstrukcji zbrojonych wyplatanym włóknem szklanym mają duży potencjał w wytwarzaniu zbiorników kompozytowych o wysokiej dokładności wymiarowo-kształtowej, pozwalając na przyspieszenie procesu produkcyjnego, wraz z zapewnieniem powtarzalność oraz dobrej jakości próbek. W niniejszym opracowaniu pokazano metodologie produkcji prototypów wysokociśnieniowych zbiorników kompozytowych, wytwarzanych techniką dopasowaną do tego typu konstrukcji. Wysokociśnieniowe zbiorniki kompozytowe znajdują szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach jak: przemysł motoryzacyjny, lotniczy czy w służbach ratowniczych itp. W porównaniu do standardowych zbiorników stalowych, zbiorniki kompozytowe posiadają wiele zalet. Wysoka wytrzymałość mechaniczna oraz niewielka masa sprawiają, że w produkcji kompozytowych zbiorników stosuje się coraz częściej nowoczesne technologie. Interesującym przykładem są lekkie wysokociśnieniowe zbiorniki przeznaczone do przechowywania sprężonych paliw, takie jak metan lub wodór. Gazy te są niezbędne do zasilania ogniw paliwowych (głównie H2) lub do bezpośredniego spalania w samochodach, pojazdach specjalnych oraz innych urządzeniach (np. w stacjonarnych agregatach prądotwórczych itp.). Ale te nowoczesne wysokociśnieniowe zbiorniki kompozytowe potrzebują wydajnego procesu produkcyjnego, jak również precyzyjnego systemu monitorowania. Z tego względu, w pracy wykorzystano czujniki optyczne do rejestracji obszarów odkształceń, pozwalające na ciągły lub okresowy monitoring. Podczas procesu wyplatania, dwa rodzaje siatek Bragga (FGB) zostały zintegrowane ze strukturą, pomiędzy przedostatnią, a ostatnią warstwą zbrojenia. W celu uzyskania wartości referencyjnych, dodatkowe optyczne czujniki zostały również zainstalowane na zewnętrznej powierzchni zbiornika ciśnieniowego.

3

Manufacturing and pressure test using infrared camera of carbon fibre reinforced braided composite vessels

Hufenbach W., Gude M., Blazejewski W., Czulak A., Borkowski A.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2011

|

[R.] 17, nr 6

448-453

EN

Due to high specific mechanical properties, high design freedom combined with economic and reproducible manufacture processes, braided composites based on glass fibre reinforced hardening matrix systems exhibit a high application potential for high-pressure composite vessels. High-pressure composite vessels find broad application in many areas such as: automotive industry, aeronautics, rescue services, etc. In comparison to standard steel vessels, composite vessels have many advantages. High mechanical strength and high weight reduction make composite vessels popular in novel technologies. An interesting example is a lightweight, high-pressure vessel destined to store compressed fuels like methane or hydrogen. These gases are necessary either to supply the fuel cell (mainly H2) or for a direct combustion in cars, special mobile devices and different equipment (e.g. stationary power generator etc.). But the modern high-pressure composite vessel needs a research to recognize the emergence of damage leading to the destruction of its structure. The novel braiding technology of glass fibre reinforced structures has high potential to fabricate near-net-shaped fibre preforms of complex shaped composite vessels and allows to accelerate the manufacturing process, ensuring the reproducibility and good quality of the specimens. This publication contributes to the development of pressure test methods of braided high pressure composite vessels, describing the method of recognizing the change of temperature in the places where the structure damage occurs.

PL

Ze względu na dobre własności mechaniczne, dużą swobodę konstruowania oraz w połączeniu z ekonomicznymi i powtarzalnymi procesami produkcji, kompozyty wyplatane na bazie włókien szklanych z osnową chemoutwardzalną charakteryzują się wysokim potencjałem szczególnie w przypadku wytwarzania ciśnieniowych zbiorników kompozytowych. Obecnie wysoko ciśnieniowe zbiorniki kompozytowe znajdują szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach, jak: przemysł motoryzacyjny, lotniczy, ratunkowy itd. W porównaniu do standardowych zbiorników stalowych, kompozytowe posiadają wiele zalet. Wysoka wytrzymałość mechaniczna i duża redukcja masy zbiorników kompozytowych powoduje, że stają się one popularne dzięki wykorzystaniu nowych technologii. Interesującym przykładem są lekkie, wysokociśnieniowe zbiorniki przeznaczone do przechowywania paliw sprężonych, takich jak metan lub wodór. Gazy te są niezbędne do zasilania ogniw paliwowych (głównie H2) lub do bezpośredniego spalania w samochodach, i innych urządzeniach mobilnych i specjalistycznych (np. stacjonarny agregat prądotwórczy itd.). W celu zrozumienia zachowania się tych materiałów wyplatanych niezbędne jest przeprowadzenie badań pozwalające na rozpoznanie uszkodzeń prowadzących do zniszczenia struktury zbiorników kompozytowych, pracujących w dużym zakresie ciśnienia gazu. Niniejsza publikacja przedstawia rozwój metod badawczych z wykorzystaniem kamery termowizyjnej pozwalających rozpoznać zmiany temperatury w miejscu uszkodzenia struktury wysokociśnieniowych zbiorników wyplatanych.

4

Wysokociśnieniowe zbiorniki kompozytowe wzmocnione wyplotem z włókna szklanego ze zintegrowanymi czujnikami światłowodowymi

Hufenbach W., Czulak A., Błażejewski W., Gąsior P.

Kompozyty

|

2009

|

R. 9, nr 2

107-111

PL

Przedstawiono metodykę wytwarzania prototypowych, wysokociśnieniowych zbiorników kompozytowych, wykonanych nowatorską - w odniesieniu do tego typu konstrukcji - techniką wyplatania włókna ciągłego. Wysokociśnieniowe zbiorniki kompozytowe znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach, takich jak: przemysł samochodowy, lotnictwo, służby ratownicze itp. Tak duża popularność zbiorników kompozytowych jest głównie związana ze znaczną redukcją masy tego typu konstrukcji w porównaniu do standardowych zbiorników stalowych, przy zapewnieniu odpowiednio wysokiej wytrzymałości mechanicznej. Ciekawym przykładem jest lekki, wysokowytrzymały zbiornik przeznaczony do gromadzenia sprężonych paliw (np. metan lub wodór), niezbędnych do zasilania ogniw paliwowych (głównie H2) lub bezpośredniego spalania w samochodach, pojazdach specjalistycznych komunikacji miejskiej itp. Zastosowana innowacyjna technologia nakładania wzmocnienia z włókien szklanych w postaci wyplotu pozwoliła na zapewnienie powtarzalności wykonania oraz otrzymanie jakościowo dobrego materiału badawczego, przy porównywalnym czasie wytwarzania do metody nawijania. Do rejestracji pola odkształceń badanych obiektów wykorzystano czujniki światłowodowe (ang. Optical Fiber Sensors, OFS), umożliwiające ciągły (tzw. on-line) bądź też okresowy monitoring ich stanu technicznego. W trakcie procesu wyplatania zbiorników pomiędzy ostatnimi warstwami wzmocnienia zainstalowane zostały dwa rodzaje czujników OFS. Zastosowano czujniki punktowe w postaci światłowodowych siatek Bragga (FBG) oraz światłowodowe czujniki interferometryczne o długich ramionach pomiarowych (SOFO). Dodatkowo zainstalowano referencyjne czujniki FBG na zewnętrznej powierzchni zbiornika.

EN

In this paper, manufacture methodology of prototyping high-pressure composite vessel, manufactured with novel technique of braiding; according to this construction type is shown. High pressure composite vessels find broad application in many areas as: automotive industry, aeronautics, rescue services, etc. In comparison to standard steel vessels, composite vessels have many advantages. High mechanical strength and strong weight reduction make composite vessels popular in novel technologies. An interesting example is a lightweight, high pressure vessel destined to store compressed fuels like methane or hydrogen. These gases are necessary to supply the fuel cell (mainly H2) or to direct burning in the cars, special mobiles and different equipments (ex. Stationary power generator etc.). But the novel high-pressure composite vessel needs a very efficient manufacturing process and precise monitoring system. The novel braiding technology of glass fiber reinforcement structures has high potential to fabricate near-net-shaped fiber preforms of complex shaped composite vessels and allow to accelerate manufacturing process, ensuring the reproducibility and good quality of the specimens. The optical fiber sensors were used to register deformation areas, enabling their on-line or periodical technical monitoring. During braiding process, between last reinforcement layers, two types of optical fiber sensors were installed. Point sensors in form of Fiber Bragg Gratings as well as optical interferometrical sensors with long measure-ment arms (SOFO) were used. A FBG are novel optical sensors recorded within the core of the standard optical fiber. Addi-tional optical fibre sensors in form of FBGs for reference measurement were installed on the outer surface of pressure vessel.