Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Investigation of the initial degradation stage and tensile strength of polylactide and its composites with eggshells

Szatkowski P., Greń K., Kisilewicz M.

Engineering of Biomaterials

|

2018

|

Vol. 21, no. 146

18--23

EN

The degradation rate of the composite polylactide (PLA) – eggshell powder (ESP), depends on many factors. The main are porosity, particle distribution, the weight load of ESP and chain length, the microstructure of bio-based and biodegradable PLA polymer. Bio-additives introduced to polymer matrix may have an impact on mechanical properties of the composite. Natural bone structure inspires to design mimicry materials. Materials which combine inorganic and organic components are of highly complex structure. The paper focuses on the investigation of tensile strength and the initial stage of degradation of PLA and its composites with ESP in two media, i.e. H2O and PBS. ESP was obtained by grinding, stirring with mixture 14.5 wt.% NaOH and 85.5 wt.% ethanol, and drying. Samples containing: 0, 10 and 20 wt.% of ESP were prepared. Dumbbell-samples were made by injection molding, and their mechanical properties were measured. Tensile results suggest that Young’s modulus increased and tensile strength decreased as the amount of ESP is increased. Conductivity and pH of incubation media differed according to the material composition. SEM-EDS observations of PLA-ESP composites after fracture test were performed, and showed good adhesion between ESP and the polymer matrix. Influence of the incubation in H2O and PBS on PLA and PLA- -ESP composite surface degradation was checked. The PLA-ESP composites are characterized by a combination of unique properties, which may be suitable to use them as an eco-friendly packaging or medical material.

2

Struktury peryglacjalne na stanowisku Łubienica-Superunki (Wysoczyzna Ciechanowska) : wstępne wyniki badań

Dąbski M., Zawadzka-Pawlewska U., Greń K.

Landform Analysis

|

2017

|

Vol. 33

17--24

PL

W zachodniej części piaskowni Łubienica-Superunki, położonej na Wysoczyźnie Ciechanowskiej (północne Mazowsze), stwierdzono występowanie struktur peryglacjalnych, takich jak: inwolucje, bruk peryglacjalny oraz pseudomorfozy po dużych epigenetycznych klinach mrozowych z wypełnieniem lodowo-piaszczystym (ang. composite wegdes). Struktury te wykształcone są w większości bezpośrednio pod współczesną glebą i warstwą piasków pokrywowych o małej miąższości poza jednym z klinów, który występuje w obrębie osadów fluwioglacjalnych w transgresji młodszego stadiału zlodowacenia warty.

EN

In the western part of the Łubienica-Superunki sand pit, located on the Ciechanowska Upland (northern Mazovia), periglacial structures were observed such as: involutions, periglacial pavement and large epigenetic composite wegde psuedomorphs. The structures occur usually below contemporary topsoil and thin layer of cover sands, besides one frost wedge, which is developed in fluvioglacial sediments from transgression of younger Saalian ice sheet.

3

Investigation of initial degradation stage and tensile strength of polylactide and its composites with eggshells

Greń K., Szatkowski P.

Engineering of Biomaterials

|

2017

|

Vol. 20, no. 143 spec. iss.

61

4

Characteristics of failure mechanisms and shear strength of sandwich composites

Greń K., Szatkowski P., Chłopek J.

Composites Theory and Practice

|

2016

|

R. 16, nr 4

255--259

EN

Sandwich composites are very popular nowadays due to their beneficial mechanical parameters and low weight. The aim of the paper was to investigate the failure mechanisms of different sandwich structures under shear stresses. Composites consisting of carbon laminate skins and cores with different geometry were tested. The core materials included various expanded polymer foams, balsa wood and honeycomb structures - aramid and cellulose. These material combinations enabled the authors to compare the specific shear strength and fracture energy of different sandwich structures, describe the factors which influence the behavior of materials under shear tension, and characterize the failure mechanisms. Sandwich composites were manufactured by two methods: the one-step method in which carbon fabric was laminated directly onto the core, and by the two-step method. The faces made employing the first method failed to meet the appropriate strength criteria, therefore the second method was used. In the first step, faces made of four layers of carbon fabric and epoxy resin were pre-manufactured by hand lay-up. After crosslinking, the faces were glued to the core and left in higher pressure conditions. Samples were cut to the required dimensions. Shear strength was tested by three point bending of a short beam. The method is simple and allows shear stresses to dominate in the sample. Tests were made on a testing machine, Zwick 1435. The density of the samples was considered as well, so as to compare their specific strength. The highest value of specific shear strength, (8.7 ±0.7)·103 Nm/kg, was demonstrated by the composite with balsa, whereas for the composite with the honeycomb it reached (3.3 ±0.3)·103 Nm/kg and for samples with foams (4.2 ±0.2)·103 Nm/kg. Additionally the failure energy was calculated for each material. The composite with aramid honeycomb had the highest value - it reached (9.3 ±0.5) kJ/m2 , while value of this parameter for balsa was the lowest: (3.3 ±0.3) kJ/m2 . The composite with balsa deformed elastically until break point and a crack between the layers appeared. The sandwich structure with the aramid honeycomb core is a promising material as it exhibited a multi-stage failure mechanism. Firstly, it deformed elastically, then the cells collapsed. Only in the composite with balsa and honeycomb with four-layer skins was shear the dominant failure mechanism. The composites with isotropic foams did not fulfill expectations, they deformed plastically and a notch appeared. That is why they need further examinations to increase their shear strength. In this study, the cracking mechanisms of the composites were evaluated based on microscopic observations using a digital microscope. Depending on the core geometry, the following mechanisms were identified: core shear for the honeycomb, delamination and crack for balsa, and notch appearance for the foam composites. The presented results are an introduction to further investigations of sandwich failure under different conditions.

PL

Kompozyty sandwich cieszą się dużą popularnością, ponieważ, posiadając niską masę, wykazują korzystne parametry wytrzymałościowe. Celem pracy było zbadanie mechanizmów zniszczenia różnego rodzaju kompozytów sandwich w warunkach ścinania. Przedmiotem badań przedstawionych w artykule są kompozyty przekładkowe, zbudowane z okładek - laminatów z tkaniny węglowej - oraz rdzeni o odmiennej geometrii. Jako materiały na rdzenie zastosowano różnego rodzaju pianki polimerowe, balsę oraz struktury typu plaster miodu - aramidową i celulozową. Dzięki modyfikacji składu kompozytu można było porównać wytrzymałość na ścinanie oraz pracę zniszczenia otrzymanych struktur „sandwich”, opisać czynniki wpływające na zachowanie się materiału pod wpływem naprężeń ścinających oraz mechanizmy zniszczenia. Do wykonania kompozytów wykorzystano dwie metody produkcji okładek - jednoetapową (przyklejenie jednej warstwy tkaniny węglowej osnową epoksydową bezpośrednio do rdzenia) i dwuetapową. Okładki wykonane pierwszą metodą nie spełniły oczekiwań wytrzymałościowych, dlatego zastosowano drugą metodę. Najpierw wykonano czterowarstwowe laminaty z tkaniny węglowej i żywicy epoksydowej za pomocą metody laminowania ręcznego. Laminaty te pozostawiono do usieciowania, a w kolejnym etapie utwardzone okładki przyklejono do rdzeni. Następnie próbki przycięto do wymaganych wymiarów. Do zbadania wytrzymałości na ścinanie wykorzystano test trójpunktowego zginania krótkiej belki. Jest to prosta metoda, która pozwala wytworzyć w próbkach dominujące naprężenia ścinające. Badania zostały przeprowadzone na maszynie wytrzymałościowej Zwick 1435. W pracy uwzględniono również gęstość próbek, dzięki czemu można było porównać ich wytrzymałość właściwą. Najwyższą wartość wytrzymałości na ścinanie właściwej, (8.7 ±0.7)·103 Nm/kg, uzyskał kompozyt z rdzeniem z balsy, podczas gdy dla kompozytu z aramidowym plastrem miodu wyniosła ona (3.3 ±0.3)·103 Nm/kg i dla pianek (4.2 ±0.2)·103 Nm/kg. Dodatkowo obliczono pracę zniszczenia poszczególnych materiałów. Dla kompozytu z plastrem miodu była ona najwyższa i wyniosła (9.3 ±0.5) kJ/m2, natomiast wartość tego parametru dla balsy była najniższa: (3.3 ±0.3) kJ/m2. Materiał z balsą odkształca się sprężyście do momentu pojawienia się pęknięcia w rdzeniu i oddzielenia się od siebie warstw. Kompozyt z plastrem miodu również jest obiecującym materiałem. Odkształcenie jego przebiega kilkuetapowo - najpierw sprężyście, a następnie poprzez zapadanie się komórek. Tylko te dwa materiały w połączeniu z czterowarstwową okładką węglową ulegają ścinaniu. Izotrotropowe pianki w badanym zestawieniu nie spełniły oczekiwań, zaobserwowany mechanizm zniszczenia to odkształcenie plastyczne i powstanie karbu, dlatego kompozyty te wymagają dalszych badań nad poprawą ich wytrzymałości na ścinanie. W pracy na podstawie zdjęć wykonanych na mikroskopie cyfrowym scharakteryzowano również mechanizmy pękania poszczególnych kompozytów. W zależności od ich geometrii obserwowano następujące mechanizmy zniszczenia: ścinanie rdzenia w kompozycie z plastrem miodu, pękanie rdzenia i delaminację warstw w kompozycie z balsą oraz pojawienie się karbu w strukturze z pianką. Przeprowadzone badania stanowią wstęp do dalszych eksperymentów nad mechanizmami zniszczenia kompozytów przekładkowych w różnych warunkach.

5

Dyssypacja energii w metalowym absorberze wypełnionym sprężonym powietrzem

Greń K.

Zeszyty Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2002

|

z. 4/47

19-34

PL

Praca przedstawia analizę procesu rozpraszania energii w absorberze wypełnionym sprężonym powietrzem. W pierwszej części rozdzielnie potraktowano proces deformacji kolumny Aleksandra i sprężania powietrza. W drugiej wyznaczono zdyssypowaną energię zakładając interakcje deformacji metalu i sprężania powietrza.

EN

The paper presents an elementary analysis of the crushing process of thin-walled circular tubes filled with compresses air. The fundamental Alexander solution is taken as a starting point to develop analytical solutions for quasi-static crushing response of pressurized tubes. The paper investigates two models: one without interactions between compressed air and deforming tube and the more advanced model that takes into account the influence of the gas filter into the folding pattern of the tube. It is demonstrated that the energy absorption capacity of a tube pressurized to 1 MPa is increased up to 50%.