Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 6

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
PL
W artykule przedstawiono procedurę modelowania w różnych skalach długości nawijanej rury kompozytowej. Modelowanie w skali mikro posłużyło do wyznaczenia efektywnych właściwości mechanicznych kompozytu jednokierunkowego (homogenizacja numeryczna), natomiast w skali makro wykonano uproszczony model nawijanej rury kompozytowej, w którym uwzględniono obszary o zmienionej orientacji włókna. Dane potrzebne do modelowania wyznaczono metodą eksperymentalną poprzez wykonanie zgładów z rzeczywistej struktury, obserwację przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego oraz przetworzenie cyfrowe zdjęć.
EN
This publication presents the procedure of multiscale modeling. Model in micro scale was used to determine the effective mechanical properties of one-directional composite (numeric homogenization). Simplified model of wound composite pipe was made in macro scale. In presented simulation changed orientation of fibers were included. Informations needed for modeling were determinated by experimental method: perfomation of speciments from the real structure and observation of it by using a scanning electron microscope (with digital image processing).
EN
The paper presents the measurements and the analysis of deformations between layers and the outside surface of a multilayer filament wound composite pipe. The pipe was made through the hoop wrap of roving stripes hence ring-shaped samples were prepared for test purposes. Carbon fibers and glass fibers were used for winding. In the course of their manufacturing, strain gauges and fiber optic sensors were placed between the composite layers. Then, the strength tests were performed. The samples were subjected to the internal pressure of 30 MPa. During the tests peripheral deformations were measured on outside surfaces of individual layers of the structure.
PL
Praca dotyczy analizy zagadnień związanych z modelowaniem struktur kompozytowych o geometrii rurowej. Głównym celem pracy było zaprojektowanie struktury wielowarstwowej nawijanej rury kompozytowej w taki sposób, aby po obciążeniu rozkład naprężeń obwodowych był możliwie jednorodny, co dawałoby szansę na redukcję masy kompozytu przy zachowaniu jego odpowiedniej wytrzymałości. Opracowane wyniki modelowania mogą służyć do opracowania technologii wytwarzania kompozytowych rur do transportu sprężonych gazów pod wysokim ciśnieniem. W ramach pracy wykonano model obliczeniowy dedykowany dla jedno- oraz wielowarstwowych struktur kompozytowych. Równania opisujące rozkłady naprężeń wyprowadzono na podstawie zagadnienia Lamego, określające rozkład naprężeń w rurze grubościennej w warunkach płaskiego stanu naprężenia.
EN
The paper concerns analysis of the issues concerning the modeling of tubular composite structures. The main issue of the work is to design a multilayer structure of filament-wound composite pipes in such a manner, that following loading, the hoop stress distibution would be as uniform as possible. That would allow for the reduction of the mass of the composite, while maintaining the proper mechanical strength. The application goal is the use of the modeling to develop a new manufacturing technology of composite pipes for the transportation of compressed gases under high pressure. The project included the development of a calculation model dedicated to both the mono- and multilayer composite structures. The equations describing the stress distribution were derived based on the Lame’s problem, which specifies the stress distribution in a thick-walled pipe under the conditions of plane stress state.
PL
Prezentowana praca dotyczy zagadnień związanych w wytwarzaniem oraz analizą mikrostruktury kompozytów, wykonanych na bazie ciągłych włókien szklanych i węglowych na osnowie polimerowej. Na potrzeby pracy wykonano pięć pierścieni z włókna węglowego oraz trzy z włókna szklanego, przy czym każda próbka wykonana było z jednakowej ilości materiału. Pierścienie wytwarzano techniką nawijania obwodowego włókna na sztywny rdzeń. Podczas nawijania dla każdej próbki zmieniano siłę naciągu włókna, aby sprawdzić, czy ilość i rozkład włókien w kompozycie zależy od zastosowanej siły naciągu. W kolejnym etapie z wykonanych pierścieni wycięto fragmenty, które następnie zainkludowano w żywicy epoksydowej. Tak przygotowane zgłady poddano szlifowaniu oraz polerowaniu. Po tych zabiegach wykonano zdjęcia mikroskopowe powierzchni. Następnie zdjęcia analizowano pod względem zawartości w kompozycie: włókien, żywicy oraz pustek. Do weryfikacji wykorzystano metodę analizy obrazu, wyznaczając histogram rozkładu poszczególnych faz struktury. Wnioski z przeprowadzonych analiz pozwalają stwierdzić, że uzyskano kompozyty o wysokich zawartościach włókien oraz, że naciąg wiązek włókien podczas nawijania nie wpływa na gęstość upakowania włókien w strukturze.
EN
In this paper, we have presented the problem of composites manufacture and microstructure analysis. The specimens were made of continuous glass and carbon fibers on a polymer matrix (epoxy resin). Eight special rings were designed for project needs. They were made of carbon (five of them) and glass (the rest) fibers. The same amount of material was used for the production of each sample. An analysed rings were made by circumferential fibres wound on a rigid core. Each sample was wound with a different tensile force of fibers to verify the distributions changes and the packing density of the fibers in the composite material. In the next stage, samples were cut to obtain small pieces, which were mounted in epoxy resin. Next, prepared elements were grind on sand papers and polished. After these procedures, prepared areas were analysis by microscope images. The volume fraction of voids, fibers and discontinuities holes in the matrix were analyzed. To verify obtained results method of the image analysis was used, the histogram of structure phase distribution was determined. In both composite materials: fiber volume friction is very high and there was no observable effect of fiber tension during the winding procedure on fiber packing density in the obtained structures.
PL
W pracy przedstawiono zagadnienia dotyczące modelowania oraz obliczania wielowarstwowych nawijanych struktur kompozytowych o geometrii rurowej. Na wstępie zaprojektowano i wykonano dwa rodzaje próbek kompozytowych na bazie włókien ciągłych, szklanych i węglowych. Następnie wykonano analizę mikroskopową ich przekrojów, a na tej podstawie określono zawartość objętościową włókien w osnowie oraz wyznaczono stałe materiałowe metodą homogenizacji. W kolejnym kroku, na podstawie opracowanego modelu obliczeniowego, wyznaczono rozkłady naprężeń obwodowych oraz promieniowych w rurowych strukturach wielowarstwowych.
EN
The paper presents the issues concerning the modeling and calculation of the multilayer wound composite structures of tubular shapes. The starting point was to design and prepare two types of composite samples based on glass and carbon filaments. When it was done, the group performed a microscopic analysis of their cross sections in order to determine the volume content of the fibers in the matrix. The mechanical properties were obtained by means of a homogenization method. In the next step, distributions of radial and circumferential stress in the tubular multilayer structures were determined according to the developed computational model.
EN
In this work authors presented distribution of circumferential stress in wound composite structures made from different layers. The cylindrical shape specimens were made from layers which have different elastic moduli. Manufactured specimens underwent strength test to obtain distribution of circumferential stress as a function of radius. Circumferential strain on outside surface was measured by fiber optic strain gauge. In order to verify the experimental results were made microscopy specimens, obtained material properties by homogenization method and calculated the strain using analytical approach. In the end, authors compared results obtained from both methods.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.