Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 14

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
EN
The aim of this work was to determine the influence of thermal pretreatment of thermoset semi-finished products on the thermal properties as well as the subsequent processing parameters. For this purpose, the curing behavior in the pretreatment of thermoset fiber reinforced semi-finished products was analyzed. A semi-finished product with glass fiber reinforcement and powder resin system A.S.SET 1010 was investigated. During processing of the rigid semi-finished products, melting-up of the matrix system is necessary before shaping. To determine the influence of this process, samples were pretreated and tested at different heating temperatures and times. The change in the glass transition temperature and the degree of cross-linking was determined using thermogravimetry analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). Thanks to this, the curing behavior and thermal properties of the semi-finished products were evaluated during their pretreatment depending on the heating temperature and time. It was confirmed that the pretreatment has a major influence on the degree of cross-linking, glass transition temperature as well as the later processing parameters.
PL
Celem pracy było wyznaczenie wpływu wstępnej obróbki cieplnej na właściwości termiczne włóknistych półproduktów na bazie termoutwardzalnych polimerów, a także na późniejsze parametry przetwórcze. W tym celu wyznaczona została charakterystyka sieciowania półproduktów w trakcie wstępnej obróbki termicznej. Analizowane półprodukty składały się z tekstylnego wzmocnienia z włókna szklanego oraz sproszkowanej żywicy epoksydowej A.S.SET 1010. Proces przetwórczy włóknistych półproduktów na bazie sproszkowanej żywicy epoksydowej wymaga stopienia materiału osnowy w celu umożliwienia formowania struktur trójwymiarowych. W celu wyznaczenia wpływu tego procesu przygotowane próbki zostały wstępnie poddane obróbce termicznej z różnymi charakterystykami procesu nagrzewania. Zmiany w temperaturze zeszklenia, jak również stopniu usieciowania zostały wyznaczone za pomocą analizy termograwimetrycznej (TGA) i różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC). Dzięki temu została wyznaczona zarówno charakterystyka procesu sieciowania, jak i zmiana własności termicznych półproduktów na bazie sproszkowanej żywicy epoksydowej w trakcie wstępnej obróbki cieplnej w zależności od temperatury i czasu nagrzewania. Potwierdzono również znaczący wpływ obróbki cieplnej na stopień usieciowania, temperaturę zeszklenia i parametry procesu przetwórczego.
EN
In this paper, an investigation of the dynamic effects of the low-amplitude, high-frequency excitation of a composite aerofoil by means of integrated actuators on the flow is presented. For this purpose, a well-established elastic NACA 64-418 profile was manufactured from a glass fibre reinforced epoxy resin with integrated active elements. The modal properties of the profile were optimized during the design process in such a way that the spatial distribution of nodes and antinodes of the profile is potentially advantageous for the influence of the flow behaviour around the profile. Additionally, the respective eigenfrequency of the profile should be high enough to efficiently influence the flow. The first numerical and experimental results confirm that the aimed modal properties could be obtained. The optimized profile design has been implemented in the resin transfer moulding manufacturing process and selected low-profile actuating elements were applied after fibre-reinforced plastics consolidation on the inner surface of the NACA profile. The applicability of the proposed flow control approach will be evaluated in detail in a specially developed flow channel in further investigations.
PL
W pracy przedstawiono badania dynamicznego wpływu niskoamplitudowego, wysokoczęstotliwościowego pobudzenia za pomocą zintegrowanych w kompozytowy profil lotniczy elementów wykonawczych na opływające profil medium. W tym celu dobrze poznane profile typu NACA 64-418 zostały wytworzone z materiału kompozytowego na bazie żywicy epoksydowej wzmocnionej włóknami szklanych i wyposażone w zintegrowane elementy wykonawcze. Parametry modalne profili zoptymalizowano w procesie projektowania w taki sposób, iż przestrzenne rozmieszczenie węzłów i strzałek profilu ma potencjalnie korzystny wpływ na opływające go medium. Dodatkowo, odpowiadająca tej postaci częstotliwość własna profilu musi być wystarczająco wysoka, aby efektywnie wpływać na przepływ. Pierwsze numeryczne i eksperymentalne wyniki potwierdzają możliwość uzyskania zamierzonych parametrów modalnych. Do wytworzenia zoptymalizowanej konstrukcji profilu wykorzystano technologię RTM (ang. Resin Transfer Moulding). Po skonsolidowaniu profilu wybrane cienkie elementy wykonawcze zostały zaaplikowane na wewnętrznej powierzchni profilu NACA. Możliwość zastosowania proponowanego podejścia do kontroli przepływu medium będzie określana szczegółowo w dalszych badaniach w specjalnie skonstruowanym kanale przepływowym.
EN
This paper describes the research work to characterise the strain rate dependent on the deformation and failure behaviour of glass fibre reinforced polypropylene. The experimental and theoretical analysis of the mechanical behaviour under highly dynamic loading is performed within the German DFG research project "Textile reinforced composite components for function integrating multi material design in complex lightweight applications". The investigations are used for the development of novel material models for the strain rate dependent on material behaviour under in-plane and out-off-plane loads. Therefore, highly dynamic tensile and compression tests on textile reinforced composites with a thermoplastic matrix and woven or knitted fabric reinforcement are performed for determination of the strain rate, orientation dependent stiffness, strength characteristics, as well as for identification of the material specific failure and damage behaviour. Within the research work, novel testing methods and devices were developed, which enable a defined loading and accurate strain and damage analysis. Based on the experimental results, approaches for extended material models were developed, which include the strain rate dependent deformation behaviour on the one hand and the fracture mode specific failure behaviour on the other hand.
PL
W artykule przedstawiono badania określające rozmiar deformacji oraz powstałych uszkodzeń od szybkości odkształcenia polipropylenu wzmacnianego włóknem szklanym. Analiza zarówno eksperymentalna, jak i teoretyczna zachowań mechanicznych badanych materiałów, w zależności od przyłożonego obciążenia dynamicznego, została przeprowadzona w ramach projektu badawczego DFG "Textile-reinforced composite components for function-integrating multi-material design in complex lightweight applications". Badania te mają posłużyć opracowaniu nowych modeli materiałowych opisujących zachowanie materiału obciążonego w płaszczyźnie wzmocnienia, a także w kierunku prostopadłym do ułożenia wzmocnienia w zależności od szybkości jego odkształcenia. Przeprowadzone badania (dynamiczne rozciąganie i ściskanie) termoplastów wzmocnionych tkaninami lub dzianinami zostały wykonywane w celu określenia charakterystyk sztywności i wytrzymałości w zależności od szybkości odkształcenia i orientacji włókien oraz identyfikacji powstałych uszkodzeń w zależności od wykorzystanego rodzaju materiału. W ramach pracy opracowano nowe metody oraz urządzenia badawcze pozwalające na dokładne zdefiniowanie obciążenia oraz analizę odkształceń i uszkodzeń. Na podstawie wyników eksperymentalnych w opracowywanych modelach materiałowych należało uwzględniać nie tylko rozmiar deformacji w zależności od szybkości odkształcenia, ale również rodzaje powstałych przełomów. Opracowane modele zostały następnie wykorzystane w symulacjach numerycznych zjawiska zderzenia w płaszczyźnie wzmocnienia.
EN
Technological progress in the field of fibre and textile reinforced composites caused that these materials are increasingly used in the process of rotating machinery design including aircraft engines, turbines, etc. Reduction of mass and increase of strength of composite rotor elements by means of optimization of matrix and anisotropic reinforcement properties allows us to decrease dynamical forces and thereby to increase the machinery efficiency. This unique material optimization is impossible in the case of rotors made of classical isotropic materials. The application of the composite rotors with high reliability demands causes that it is important to evaluate their durability and to investigate phenomena related to the complex material degradation process and to the rotor failures. One of the ways of the failure detection and observation of its evolution is to apply a diagnostic system which use methods based on relations between features of diagnostic signals and the technical state of the machine. Diagnostic signals, e.g. vibroacoustic signals, can be observed and supplied on-line to the diagnostic system. Signal observation requires an application of suitable sensors, which should be mounted as close as possible to the place where the failure can occur. Among of different solutions, a big attention is paid to piezoelectric sensors, which are embedded in composites. Such type of sensors, especially in high-speed rotors, can cause unintended changes of their dynamical properties. In the article, a short overview of requirements for a diagnostic system at the different stages of life of a composite rotor was shown. Exemplary results of numerical modal analysis of a composite rotor disk with embedded piezoelectric sensors was presented. The aim of the experiment was to identify how the size and the number of piezoelectric patches effect on dynamic behavior of the disk at different values of rotational speed.
PL
Postęp technologiczny w dziedzinie materiałów kompozytowych na osnowie włóknistej lub tekstylnej spowodował, że znalazły one zastosowanie w procesie projektowania i konstruowania maszyn wirnikowych, takich jak np. silniki odrzutowe, turbiny itp. Obniżenie masy i zwiększenie wytrzymałości wirników kompozytowych poprzez optymalizacje własności i właściwości osnowy oraz matrycy pozwala na obniżenie poziomu sił dynamicznych, a tym samych na podniesienie wydajności i efektywności działania maszyny, co w przypadku wirników wykonanych z klasycznych materiałów nie byłoby możliwe. Stosowanie wirników kompozytowych o wysokich wymaganiach niezawodnościowych powoduje, że konieczne jest określanie ich trwałości i poznanie zjawisk leżących u podstaw powstawania uszkodzeń. Jednym ze sposobów detekcji uszkodzeń i obserwacji ich rozwoju jest stosowanie systemów diagnostycznych, w których wykorzystuje się metody diagnozowania oparte na relacjach diagnostycznych miedzy cechami sygnałów diagnostycznych i cechami stanu technicznego maszyny. Sygnałami diagnostycznymi mogą być m.in. sygnały wibroakustyczne obserwowane i analizowane w sposób ciągły przez systemy monitorowania. Obserwacja sygnałów wymaga stosowania odpowiednich czujników, które powinny być zamontowane jak najbliżej miejsc, gdzie mogą wystąpić uszkodzenia. Spośród wielu rozwiązań dużym zainteresowaniem cieszą się czujniki wykonywane z materiałów piezoelektrycznych, które są wbudowywane w strukturę kompozytową. Zastosowanie tego typu czujników, szczególnie w wirnikach wysokoobrotowych, może mieć wpływ na ich własności dynamiczne. W artykule poza podstawowymi informacjami o procesie diagnozowania i wymaganiach dotyczących trwałości wirników kompozytowych przedstawiono przykładowe wyniki badań uzyskanych podczas prowadzenia numerycznego eksperymentu modalnego prostego modelu tarczy wirnikowej z wbudowanymi czujnikami piezoelektrycznymi. Eksperyment miał na celu określenie wpływu wielkości i liczby czujników na właściwości dynamiczne tarczy przy różnych prędkościach obrotowych.
EN
The profitable application of the fiber-reinforced ceramics with high loaded carbon fiber-textile reinforcement and wear resistant ceramic surface is by means of adjustable material properties or dynamic and tribological loaded component parts in the chassis range. For this, the dimensioned structure, free from leakage and tribological optimized piston rod used in the shock absorber will be acquired. The several variants of the load transmission in component parts will be investigated and the resistance values of searched fiber-reinforcement as well as the measurements taken will be determined, in regards to friction and wear of tribological systems. The aim is to reduce the weight of piston rod and to minimize the friction between the rod the rod seal.
EN
The requirements on aircraft engine design have increased rapidly over the last decades. Future aircrafts engines are expected to be more efficient with lower operation costs and without compromising safety. Concerning the complex requirements for fan systems or fan containments composite materials are able to fully avail their high potential with regard to a significant weight reduction and an increased efficiency by using their high specific strength and stiffness. In this respect, the almost unexplored field of through thickness reinforced structures is expected to be a very promising way to optimise 2D textile reinforced materials. An experimental investigation approach for 3D reinforced materials under impact loading conditions is presented in this article, which includes the description of the testing procedure as well as the tested material configurations and test results. Two layers of multi-layered weft knitted fabrics were used to manufacture the laminates using the Bakelite L1000 epoxy resin in a resin transfer moulding process. For fabrication of stitched laminates by the double locked stitch technology two different stitching thread materials, glass and aramid, were used. In order to compare stitching configuration effects, the lengths from 1.0 to 4.8 st/10 mm and stitch distances of 5 and 10 mm were used as well as unstitched specimens. The laminates were subjected to a subcritical impact velocity of 8 m/s at the impact-bending-test device, which is explained in detail here. The damage was characterised with the focus on delamination and matrix cracking through computer tomography, optical, x-ray and ultrasonic inspections. The results of the study indicate that the used testing device is capable to evaluate the influence of the stitching pattern on the damage resistance, where particular stitching setups tend to result in higher delamination resistance.
PL
W ostatnich latach gwałtownie wzrosły wymagania dotyczące projektowania silników lotniczych. W przyszłości silniki lotnicze powinny mieć jeszcze większą sprawność przy niższych kosztach eksploatacji i bez pogorszenia bezpieczeństwa. Materiały kompozytowe mogą spełnić złożone wymagania stawiane systemom wirnikowym czy obudowom wirników, w pełni wykorzystując swój potencjał, gdyż ich specyficzna wytrzymałość i sztywność pozwalają na znaczące obniżenie ciężaru i podwyższenie sprawności tych urządzeń. Obiecującą drogą optymalizacji dwuwymiarowych materiałów wzmacnianych wyrobami włókienniczymi może być prawie niezbadana dziedzina konstrukcji wzmacnianych także w kierunku grubości. Niniejszy artykuł omawia badania eksperymentalne dla trójwymiarowo wzmocnionych materiałów w warunkach obciążenia udarowego, zawiera również opis procedury badawczej oraz parametrów badanego materiału i wyniki badań. Do wytworzenia laminatów użyto dwóch warstw wielowarstwowej dzianiny nasyconej żywicą epoksydową Bakelite L1000 w procesie RTM. Laminaty igłowane uzyskano, używając dwóch rodzajów włókna: szklanego i aramidowego. W celu porównania wpływu parametrów igłowania użyto długości od 1,0 do 4,8 ściegów/10 mm i odległości igłowania 5 i 10 mm, badaniom poddano także próbkę nieigłowaną. Laminaty zostały poddane testom przy podkrytycznej prędkości udarowej 8 m/s na urządzeniu do badania zginania przy udarze, które zostało tu szczegółowo opisane. Charakterystyka zniszczenia skupiała się na delaminacji i pękaniu osnowy, które było wykrywane za pomocą tomografii komputerowej oraz badań optycznych, rentgenowskich i ultradźwiękowych. Wyniki pracy wskazują, że zastosowane urządzenie badawcze jest w stanie oszacować wpływ parametrów splotu na odporność laminatu na zniszczenie, wyznaczając konkretne nastawy igłowania, które zwiększają odporność na delaminację.
7
Content available remote Tribological behaviour of textile-reinforced ceramic matrix composites
EN
Fibre and textile reinforced ceramic composites with silicon carbide as matrix material are gaining increasing importance for complexly loaded structures in high-temperature and tribological applications. Besides improving the strength, the main target of the reinforcement is to increase the composite toughness. Furthermore, using an adapted reinforcement an optimized thermo-mechanical property profile and an adaptation of the tribological behaviour of the anisotropic composite can be achieved. Therefore a specific arrangement of the fibres, the matrix and the fibre matrix interface have to be developed. The objective of this paper is to present the anisotropic mechanical material properties of different fibre and textile reinforced ceramics which were experimentally determined in adapted material tests. Furthermore a detailed investigation of the tribological behaviour of ceramic composite was performed using pin-to-disk tests. The results show clearly, that the material behaviour of fibre ceramic composites is essentially depending on the production procedure. Whereas the elastic structural behaviour of C fibre reinforced SiC ceramics made by the chemical--vapour-infiltration-technique is nearly isotropic, liquid-silicon-infiltrated SiC materials show a high degree of anisotropy, which has to be principally considered within the design process of fibre ceramic structures. The tribological tests indicate that reinforced ceramics exhibit an excellent tribological behaviour with low wear rates and coefficients of friction. In further studies adapted material pairing has to be developed for tribological applications.
PL
Kompozyty ceramiczne o osnowie z węglika krzemu i wzmocnieniu włóknistym lub tekstylnym zdobywają coraz większe znaczenie w budowie struktur poddawanych złożonym stanom obciążenia w warunkach wysokiej temperatury i tarcia. Istotnym zadaniem wzmocnienia jest w tym przypadku, poza poprawą wytrzymałości, również podniesienie twardości kompozytu. Zastosowanie odpowiedniego wzmocnienia pozwala także na osiągniecie optymalnych właściwości termomechanicznych oraz wpływa na właściwości tribologiczne kompozytu anizotropowego. Wynika stąd potrzeba określenia specyficznego dla danego zastosowania układu włókien, osnowy oraz warstwy granicznej między wzmocnieniem i osnową. W artykule zaprezentowano anizotropowe właściwości mechaniczne różnych kompozytów ceramicznych o wzmocnieniu włóknistym lub tekstylnym, które zostały doświadczalnie wyznaczone w specjalnych próbkach materiałów. Przeprowadzono szczegółowe badania własności tribologicznych za pomocą testów typu "trzpień na tarczy" (pin-to-disk). Uzyskane wyniki pokazują jednoznacznie, że właściwości kompozytów ceramicznych o osnowie SiC wzmocnionych włóknami węglowymi są silnie zależne od technologii wytwarzania. Podczas gdy infiltracja metodą osadzania chemicznego powoduje uzyskanie prawie izotropowych własności sprężystych, infiltracja płynnym SiC skutkuje istotną anizotropią, która powinna być uwzględniana w projektowaniu z użyciem opisywanych materiałów. Wyniki badań tribologicznych potwierdzają również bardzo dobre właściwości tribologiczne tych materiałów - niskie zużycie i niskie współczynniki tarcia. Przedmiotem dalszych badań powinno być opracowanie par tarciowych dopasowanych do konkretnych zastosowań.
8
Content available remote Fabrication of fibre reinforced magnesium alloys
EN
Textile reinforced magnesium alloys as new group of lightweight material offers an interesting property profile. Three different processing techniques for the infiltration of textile preforms are presented. The thixocasting was applied to produce locally reinforced magnesium matrix structures. This technology needs an adapted clamping fixture to locate the textile preform in the form tool. The high pressure die casting technique enables to produce magnesium composite structures with high number of pieces. For the infiltration a BUHLER real-time operating high pressure die casting machine will be applied. Textile reinforced specimens and structures were fabricated using the pressure infiltration technique, which enables to produce complex shaped magnesium matrix components in a well controllable process.
PL
Stopy magnezu wzmocnione tekstylnie jako nowa grupa materiałów lekkich oferują interesujące zestawienie własności. Przedstawiono trzy różne techniki infiltracji form tekstylnych. Metodę nazwaną thixocasting zastosowano do produkcji lokalnie zbrojonych struktur w osnowie magnezu. Ta technologia wymaga wykorzystania dodatkowego mocowania półfabrykatu tekstylnego w formie. Wysokie ciśnienie odlewania pozwala wytwarzać struktury kompozytów w osnowie magnezu złożonych z dużej ilości elementów. Specjalnie do tych celów została przystosowana maszyna firmy BUHLER, pozwalająca w czasie rzeczywistym sterować ciśnieniem w procesie wtrysku. Zbrojone tekstylnie próbki oraz złożone struktury zostały wykonane z użyciem technik infiltracji ciśnieniowej, które umożliwiają kontrolowany odlew skomplikowanych komponentów w osnowie magnezu.
9
Content available remote Damage behaviour of high speed textile reinforced composite rotors
EN
Textile reinforced plastics with their excellent light weight characteristics, good resistance to chemicals and their wide scope of design-ability - e.g. possibility of creating a load-adapted thermo-mechanical anisotropic property profile - offer a new range of performance for advanced high-speed rotors. For the load adapted design of variable axial composites for those applications, material adapted calculation methods and optimisation tasks with modified physically based failure criteria and anisotropic, fracture mode specific damage models are developed. The calculation and optimization of the textile reinforcement for complexly loaded composite rotors is performed using extended analytical and numerical calculation methods, which realistically simulate the mechanically or the hygro-thermally induced material strains for the individual textile reinforcement. A linear elastic approach can be applied for the stress strain analysis until the first fracture occurs. After initiation of the first failure, non linear deformation behaviour caused by different damage phenomena of the textile reinforced composite has to be considered within the calculation. In the present work a phenomenological plane stress damage mechanics based model for textile reinforced composites is presented. Damage variables are introduced to describe the evolution of the damage state and as a subsequence the degradation of the material stiffness.
PL
Tworzywa ze wzmocnieniem tekstylnym ze względu na niski ciężar właściwy, odporność na działanie substancji chemicznych oraz możliwość projektowania ich właściwości w szerokim zakresie - na przykład dopasowania anizotropii mechanicznej i termicznej do występujących obciążeń - oferują nowy zakres parametrów eksploatacyjnych nowoczesnych szybkoobrotowych wirników. Zostały opracowane metody umożliwiające projektowanie wirników wykonanych z wieloosiowo wzmocnionych kompozytów z uwzględnieniem stanu obciążenia. Obejmują one fizykalnie uzasadnione kryteria uszkodzeniowe oraz modele procesu niszczenia uwzględniające anizotropię materiału i rodzaj uszkodzenia. Obliczenia i optymalizacja parametrów wzmocnienia tekstylnego wirników poddanych złożonym stanom obciążenia zostały przeprowadzone z użyciem zaawansowanych metod analitycznych i numerycznych, które pozwalają na realistyczną symulację odkształceń wywołanych obciążeniami mechanicznymi lub higrotermicznymi dla określonych rodzajów wzmocnienia. Teoria liniowo-elastyczna może być zastosowana do analizy naprężeń i odkształceń tylko do momentu, w którym zostaje zapoczątkowana degradacja materiału. Zjawiska składające się na proces niszczenia powodują, że w obliczeniach dotyczących odpowiadającego mu zakresu obciążeń stosowane są zależności nieliniowe. Artykuł przedstawia fenomenologiczny model mechaniki pękania kompozytu wzmocnionego tekstylnie dla płaskiego stanu naprężenia. Wprowadzono specjalne zmienne opisujące przebieg procesu niszczenia i towarzyszący mu spadek sztywności.
EN
Wooden structures with bolded joints and cut-outs can be reinforced with textile composites, which offer a load adapted fibre orientation. Because of the anisotropic material behaviour of the wood and the textile reinforcement complex stress and strain effects occur at bolded joints and cut-outs. Extensive experimental research using modern, optical 3D measurement methods is conducted for the determination of the complex strain fields at bolded joints and cut-outs of reinforced wooden structures. In addition, the finite element method is utilised for selected parameter combinations as a support.
PL
Kierunkowe właściwości kompozytów tekstylnych umożliwiają poprawę wytrzymałości w strukturach drewnianych, szczególnie w obszarach połączeń. W tych strefach drewno jest osłabione różnymi otworami albo metalowymi złączami, które są odpowiedzialne za wystąpienie spiętrzeń naprężeń. Szerokie badania eksperymentalne wzmocnionych struktur drewna z wykorzystaniem zaawansowanych metod optycznych, przeprowadzone w ILK, służyły określeniu niejednorodnego stanu naprężeń oraz dodatkowo zweryfikowano je metodą elementów skończonych.
EN
Novel textile reinforced composites have outstanding specific mechanical properties and superb energy absorption capabilities, which makes them excellent candidates for impact and crash resistant elements. Despite their distinguished properties, textile reinforced composites have not experienced a broad application yet, mainly due to the lack of realistic failure models, that account for the complex mechanisms involved in the dynamic failure of such materials. In developing appropriate simulation and failure models for textile composites under dynamic loading, basic experimental investigations are required to understand the complex structural and failure mechanisms. The performed experiments provide the necessary knowledge to develop adapted material models, which take into account the textile reinforcement structure and serve for the simulation of the impact and crash behaviour with the help of numerical programs.
PL
Nowe kompozyty ze wzmocnieniem tekstylnym posiadają znakomite właściwości mechaniczne oraz doskonale zdolności absorpcji energii, dlatego są one predestynowane do zastosowań w elementach i konstrukcjach obciążonych udarowo. Kompozyty tekstylne nie są do tej pory w pełni wykorzystane w praktyce z powodu braku realistycznych modeli zniszczenia, wyjaśniających złożone mechanizmy pękania przy szybko narastających obciążeniach. Do opracowania modeli umożliwiających symulację niszczenia kompozytów tekstylnych niezbędne jest przeprowadzenie szczegółowych badań eksperymentalnych w celu zrozumienia przebiegu pękania. Eksperymenty wykonane w ILK dostarczyły danych służących dopasowaniu modelu materiału, uwzględniającego tekstylną strukturę wzmocnienia przy bardzo dużych prędkościach obciążenia.
12
Content available remote Novel fabrication technologies for carbon fibre reinforced magnesium
EN
Carbon fibre reinforced magnesium composites (CF-Mg) offer a considerable potential for lightweight applications especially in aerospace and automotive industry. Due to their outstanding specific stiffness and strength as well as the excellent fatigue and creep properties CF-Mg composites are predestined not only for static loads but also particularly for applications with dynamic loads and complex superimposed stress conditions. The fabrication of the CF-Mg samples as well as component structures was accomplished with the aid of a modified gas infiltration technique. Furthermore, tensile tests for the determination of stiffness and strength data were performed on samples of the fabricated CF-Mg composites for various fibre orientations.
PL
Magnez wzmocniony włóknami węglowymi (CF-Mg) oferuje bardzo duże możliwości w konstrukcjach lekkich, szczególnie w przemyśle lotniczym i samochodowym. Z powodu znakomitych parametrów sztywności i wytrzymałości oraz dobrej odporności na zmęczenie oraz pełzanie te kompozyty nadają się nie tylko do elementów obciążonych statycznie, ale także do zastosowań w komponentach obciążonych zmiennymi w czasie ze złożonym stanem naprężeń. Wytworzenie próbek i kompo­zytów z CF-Mg udało się osiągnąć, po licznych eksperymentach, za pomocą zmodyfikowanej metody infiltracji gazowej. Testy w celu określenia własności sztywności i wytrzymałości zostały przeprowadzone na próbkach z kompozytów CF-Mg ze zmienną orientacją włókien.
13
Content available remote Failure analysis of textile-reinforced ceramic matrix composites
EN
The high lightweight potential of modern long-fibre reinforced ceramics for the application in components under complex thermo-mechanical loads can only be used optimally, if the anisotropic fibre reinforcement is designed according to the acting loads. For the component optimisation adapted analytical and numerical simulation techniques as well as suitable realistic failure criteria are required. By applying analytical and numerical computing methods developed so far for fibre- and textile-reinforced ceramics, the thermo-mechanical induced stresses and strains can be sufficiently determined. In contrast, undertaking the failure analysis adapted to textile ceramic structures still remains a source of considerable difficulty. One principal reason for this is that the use of the ,,homogenisation technique" in the sense of a ,,blurred" continuum is not permissible for a realistic description of the fracture behaviour of textile-reinforced ceramics. The often applied generalising fracture criteria, such as, for example, the quadratic failure criteria of Sacharov and Tsai-Wu cannot be used to simulate the actual fracture behaviour realistically and there remains a great uncertainties in the interpretation of the results of fracture tests. Only the development of a new type of so-called fracture mode criteria can enable a physically based description of the prevailing failure modes of fibre- and textil-reinforced ceramics. Subsequently, the action plane criterion of Hashin-Puck and the invariant criterion of Cuntze are applied to the failure analysis of fibre- and textile-reinforced SiC ceramics and correspondingly modified. The objective of this paper is to improve the strength analysis of fibre- and textile-reinforced ceramic structures applying novel fracture mode related failure criteria. By means of multi-axial failure tests carried out on reinforced ceramics, the fail­ure mode criteria were able to be verified in the stress planes.
PL
Właściwości nowoczesnych materiałów ceramicznych wzmocnionych włóknami tekstylnymi stwarzają potencjalne możliwości konstruowania ultralekkich elementów, podlegających złożonym naprężeniom termomechanicznym. Potencjał tych materiałów może być optymalnie wykorzystany tylko wtedy, jeżeli cechy ich anizotropowego wzmocnienia włóknistego dobrane zostaną na podstawie występującego stanu naprężeń. Optymalizacja konstrukcji wymienionych elementów wymaga zastosowania odpowiednich analitycznych i numerycznych technik symulacji oraz realistycznych kryteriów zniszczenia. Istniejące metody obliczeń naprężeń i odkształceń pozwalają na ich wystarczająco dokładne określenie. W odróżnieniu od tego analiza pękania rozważanych materiałów stwarza istotne problemy. Wynika to z faktu, że zastosowanie „technik homogenizacji" nie pozwala na rzeczywisty opis zniszczenia w tych materiałach. Często stosowane uogólniające kryteria zniszczenia, takie jak np. kwadratowe kryterium Sacharowa i Tsai-Wu również nie pozwalają na uzyskanie dokładnych wyników. Jedynie rozwój nowego typu kryteriów zniszczenia uwzględniających tzw. tryby pękania może prowadzić do uzasadnionego fizycznie opisu materiałów ceramicznych wzmacnianych włóknami i tkaninami w realnych warunkach zniszczenia. Następnie, zastosowano kryteria Hashin-Puck i kryterium wartości niezmiennych według Cuntze do analizy uszkodzeń zaistniałych we wzmacnianych włóknami i tkaninami SiC i odpowiednio je zmodyfikowano. W artykule przedstawiono ulepszoną metodę weryfikacji wytrzymałości jedno- i wielowarstwowo wzmocnionych struktur ceramicznych przy zastosowaniu nowych kryteriów zniszczenia uwzględniających różne rodzaje pękania materiału. Wieloosiowe próby wytrzymałościowe, przeprowadzone na kompozytach ceramicznych, pozwoliły zweryfikować wyżej wymienione kryteria w płaszczyznach naprężeń.
14
Content available remote Analiza koncentracji naprężeń dla drewna wzmocnionego materiałem tekstylnym
PL
W Insitut fur Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) rozwinięto modele obliczeń analitycznych do opisu koncentracji naprężeń w konstrukcjach drewnianych wzmacnianych materiałem tekstylnym, wykonanym z włókien szklanych lub węglowych. Prezentowany model oparto na teorii wzmocnionego laminatu w kombinacji z metodą złożonych funkcji przemiesz­czeń i odwzorowań konforemnych. Pozwoliło to na uzyskanie rozwiązań naprężeń i przemieszczeń. Właściwości materiałowe konieczne do obliczeń określono w ILK w wyniku rozległych badań eksperymentalnych, z użyciem nowoczesnych technik pomiarów 3D. Ponadto, badania te przeprowadzono w celu weryfikacji wyprowadzonych rozwiązań.
EN
For the description of stress concentrations of wooden constructions with textile reinforcement made of glass or carbon fibres, analytical calculation models have been developed at the Institut fiir Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK). The model presented here is based on the enhanced laminate theory combined with the method of complex-valued displacement functions and the method of conformal mappings. Using these, adapted solutions for the stresses and displacements are obtained. The material properties needed for the calculations are determined at the ILK within extensive experimental studies using modern optical 3D measuring techniques. Furthermore, these experiments are applied for the verification of the derived solutions.
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.