Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Modeling of fiber orientation during injection molding process of polymer composites

100%

Nabiałek J.

Kompozyty

|

2011

|

tom R. 11, nr 4

347-351

EN

Polymer composites with fibers are widely used as construction materials. Different fibers are used (eg. fiberglass). One method of forming composite materials is injection molding. The paper presents chosen results of investigations on polymer flow during the mould cavity filling phase of the injection molding process. The process is characterized by high dynamics, which causes several technological difficulties, both during injection mould design and during product implementation to the production stage. Deep understanding of the phenomena which occur during filling an injection mould may lead to a more effective design of the processing tools and shortening of the time for the implementation and production time. In the paper the theoretical basis for modeling fiber orientation in an injected polymer composite is described. The orientation and distribution of fibers have a substantial influence on the mechanical properties of a molded part. A computer simulation of the injection molding of a polypropylene composite with glass fiber (PP + 20% glass fiber, Aqualoy 125B, A Schulman NA) is conducted. Special attention is given to the results concerning the orientation of the fiber during processing. Selected results of the computer simulation of the flow velocity distribution of the composite, Poisson's coefficient and fiber orientation tensor across the molded part and selected cross-sections are presented. Significant discrepancies in the orientation of the fibers, depending on the nature of the flow of the injected composite are affirmed. These disparities affect the lack of uniformity of the mechanical strength of the molded part. The author plans to extend the scope simulation research to determine the effect of processing conditions on fiber orientation.

PL

Kompozyty polimerowe z włóknami szklanymi są szeroko stosowane jako materiały konstrukcyjne. Stosowane są różne włókna (m.in. włókna szklane). Jedną z metod formowania wyrobów kompozytowych jest wtryskiwanie. W pracy przedstawiono wybrane wyniki badań przepływu polimeru podczas wypełniania gniazda formy w procesie wtryskiwania. Proces ten charakteryzuje się dużą dynamiką, przez co stwarza szereg trudności technologicznych zarówno podczas projektowania form wtryskowych, jak i na etapie wdrożenia wytworu do produkcji. W pracy opisano teoretyczne podstawy modelowania orientacji włókien we wtryskiwanym kompozycie polimerowym. Orientacja i dystrybucja włókien wtryskowej mają zasadniczy wpływ na właściwości mechaniczne w wypraski. Przeprowadzono symulację komputerową procesu wtryskiwania kompozytu polipropylenu z włóknem szklanym (PP + 20% włókna szklanego, Aqualoy 125B, A Schulman NA). Szczególną uwagę zwrócono na wyniki dotyczące orientacji włókien podczas przetwórstwa. Przedstawiono wybrane wyniki symulacji komputerowej rozkładu prędkości przepływu kompozytu, współczynnika Poissona oraz tensora orientacji włókien w całej wyprasce i wybranych przekrojach poprzecznych. Stwierdzono duże rozbieżności orientacji włókien w zależności od charakteru przepływu wtryskiwanego kompozytu. Rozbieżności te decydują o braku jednorodności wytrzymałości mechanicznej wypraski. Autor planuje rozszerzyć zakres badań symulacyjnych w celu określenia wpływu warunków przetwórstwa na orientację włókien.

2

Weryfikacja doświadczalna modelowania wybranych zjawisk występujących w procesie wtryskiwania tworzyw termoplastycznych

100%

Nabiałek J.

|

tom [R.] 19, nr 3 (153)

235--238

PL

W pracy przedstawiono wybrane wyniki badań przepływu polimeru podczas wypełniania gniazda formy w procesie wtryskiwania. Proces ten charakteryzuje się dużą dynamiką, przez co stwarza szereg trudności technologicznych zarówno podczas projektowania form wtryskowych, jak i na etapie wdrożenia wytworu do produkcji. Dogłębne poznanie zjawisk zachodzących podczas wypełniania formy wtryskowej może prowadzić do efektywniejszego projektowania narzędzi przetwórczych oraz skrócenia czasu wdrożenia i czasu produkcji. Porównano wyniki symulacji komputerowych procesu wtryskiwania z rezultatami rejestracji video przepływu tworzywa podczas trwania fazy wypełniania. Wykorzystano specjalistyczną formę wtryskową umożliwiającą obserwację i rejestrację przepływu tworzywa w procesie przetwórstwa. Forma ta umożliwia bezpośrednie monitorowanie przebiegu zjawisk wewnątrz gniazda formującego w dwóch płaszczyznach. Zastosowano transparentne wzierniki wykonane z materiału o nazwie Zerodur®, który charakteryzuje się współczynnikiem rozszerzalności cieplnej bliskim zeru. Do rejestracji przepływu zastosowano cyfrową kamerę wideo. Kamera ta umożliwiła rejestrację przepływów z szybkością 25 fps. Ograniczyło to zakres badań, gdyż przy dużych prędkościach przepływu tworzywa obraz rejestrowany stawał się mało czytelny. Sekwencje video zarejestrowane podczas badań poddano obróbce cyfrowej w celu wnikliwej ich analizy. Do badań symulacyjnych zastosowano profesjonalny program komputerowy Autodesk Moldflow Insight 2013. Wyniki badań umożliwiły udokumentowanie specyficznych zjawisk zachodzących w procesie wtryskiwania tworzyw polimerowych i ich kompozytów. Porównano zarejestrowane sekwencje video z wynikami obliczeń numerycznych i oceniono, w jakim stopniu symulacje komputerowe procesu wtryskiwania mogą być użyteczne w praktyce. Badania przeprowadzono w bardzo szerokim zakresie, jednak z konieczności przedstawiono tylko wybrane wyniki badań. Jako przykład opisano zagadnienie opływania prostokątnej przeszkody przez strumień tworzywa oraz przepływ strumieniowy. Otrzymane wyniki badań są na tyle zachęcające, iż skłoniły autora do kontynuacji tego typu eksperymentów.

EN

The paper presents chosen results of investigations on polymer flow during mould cavity filling phase of injection moulding process. The process is characterized by high dynamics, which causes several technological difficulties, both during injection mould design and during product implementation to production stage. Deep understanding of the phenomena which occur during filling the injection mould may lead to more effective design of the processing tools and shortening of the time for implementation and production time. The results of computer simulations of injection process have been compared with the results of video recording for the plastic flow during filling phase. A specialized injection mould which enables observation and registration of the plastic flow during processing has been employed. The mould enables direct monitoring of the course of phenomena inside the mould cavity in two planes. The transparent sight-glasses have been used, made of a material called Zerodur® which is characterized by the coefficient of thermal expansion close to zero. To record the flow, a digital video camera has been employed. The camera enabled to register the flows with the rate of 25fps. This reduced the scope of the investigations, since at higher plastic flow speeds the registered image became less clear. The video sequences registered during the investigations were later digitally processed in order to ensure in-depth analysis. For the simulation investigations a professional computer software Autodesk Moldflow Insight 2013 has been employed. The results of the investigations enabled documenting of specific phenomena which occur during plastics or their composites injection process. The registered video sequences have been compared with the results of numerical calculations and then it was estimated to what degree the computer simulation of injection process may be useful in practice. The investigations were performed on a wide scale, however, only chosen results have been presented. As an example the issue of flowing around the rectangular obstacle of the plastic stream and jetting have been described. The obtained results of the investigations are so encouraging that they made the author continue such experiments.

3

Wpływ konstrukcji kanałów doprowadzających na wypełnianie gniazda formującego w procesie wtryskiwania kompozytów polimerowych. Badania modelowe.

100%

Nabiałek J.

|

2010

|

tom Nr 12

253-258

PL

W pracy przedstawiono wyniki komputerowych symulacji procesu wtryskiwania wybranego ranpozytu polimerowego. Wykorzystano w tym celu pakiet oprogramowania inżynierskiego CAD/CAM/CAE - I-DEAS NX ver.l 1 oraz program symulacyjny Moldflow Plastics Insight ver. 6.l. Przeprowadzono symulacje wtryskiwania obudowy złącza elektrotechnicznego. Wypraska charakteryzowała się zróżnicowaną grubością ścianki. Symulowano wtryskiwanie kompozytu polipropylenu z kredą Isofil H 40 C2 F NAT. Wyniki symulacji procesu wtryskiwania przedstawiono w postaci graficznej. Analizowano między innymi rozkład temperatury, ciśnienia i szybkości ścinania. Szczególny nacisk położono na analizę spływania się strumieni kompozytu. Modyfikowano konstrukcję kanałów doprowadzających tworzywo w celu osiągnięcia najkorzystniejszego ' wypełniania gniazda formującego. Rozpatrywano zmianę ilości przewężek oraz wymiarów kanałów oprowadzających. Wyniki obliczeń pozwoliły na optymalną konstrukcję układu wlewowego formy wtryskowej.

EN

In the paper results of computer simulations of the injection molding process of selected j mer composite were presented. At work the package of the engineering software CAD/CAM/C - I-DEAS NX ver. 11 and simulation software Moldflow Plastics Insight ver. 6.1 were used.' simulation of electrotechnical joint housing injection was conducted. The molded part was cha terized by diverse wall thickness. For this simulation polypropylene with chalk Isofil H 40 I NAT was used. Results of simulations of injection molding process were presented in grapŁ form. There distribution of temperature, pressure and shear rate was analyzed. Composite s' flow was also emphasized. Construction of runners system was modified to reach the most be: cial cavity filling. There was considered changing gates number and changing dimensionst numbers. The results of calculations allowed to make the optimal mold feeding system construction

4

Komputerowe symulacje procesu wtryskiwania kompozytów polimerowych

63%

Kwiatkowski D. , Nabiałek J.

Kompozyty

|

2005

|

tom R. 5, nr 4

93-95

PL

Przedstawiono przykładowe wyniki komputerowych symulacji procesu wtryskiwania kompozytów tworzyw sztucznych. Autorzy podjęli próbę wykazania zasadności stosowania zaawansowanych metod komputerowych w modelowaniu procesów przetwórstwa tworzyw sztucznych. Jako program symulacyjny wykorzystano aplikację Moldflow Plastics Insight ver. 4.1, stanowiącą integralną część pakietu oprogramowania EDS I-DEAS NX 11ml. Program ten umożliwił wykonanie szeregu analiz numerycznych, dotyczących procesu wtryskiwania tworzyw sztucznych ze szczególnym uwzględnieniem ich kompozytów. Do symulacji zastosowano kompozyty polipropylenu i poliamidu z włóknem szklanym oraz talkiem. Porównano wyniki symulacji komputerowych wtryskiwania kompozytów o różnym stopniu napełnienia dwoma rodzajami napełniaczy (włókno i proszek). Z konieczności przedstawiono tylko wybrane wyniki badań symulacyjnych. Jako przykładową wypraske wykorzystano prostopadłościenną belkę z różnego rodzaju karbami w środkowej jej części. Szczególną wagę przywiązano do modelowania zjawisk zachodzących w okolicy karbu. W wyniku przeprowadzonych symulacji komputerowych otrzymano obszerny materiał badawczy, który poddano szczegółowej analizie w celu właściwej jego interpretacji.

EN

This research displayed result of computer simulations of process the moulding injection of the plastic composites. The authors have undertaken the test of legitimacy proof of advanced computer methods in modeling the processes of plastics. For application simulating programmer was used with Moldflow Plastics Insight ver. 4.1 integral unit of software module the EDS I-DEAS the NX 11ml. This programme has made possible the realization of numeric analyses' relating sequence the process of the moulding injection of plastics from special composite materials. The composite materials of polypropylene and polyamide 6 with glass fiber and powder were used to simulation. The results of computer simulations of moulding injection with composite materials were compared to different filling stages of two kinds of fillers (glass fiber and powder). In necessity only selection results of simulating researches were introduced. As the example moulded piece were used rectangular prism (cubicoid) beam with different kind of notches in the middle of beam.. The special attention was attached significance to effect about notches. In the result of conducted computer simulations was received detailed analysis which was subjected in specific aim for interpretation.

5

Modelowanie wybranych zjawisk zachodzących podczas wypełniania gniazda formy wtryskowej

63%

Nabiałek J. , Koszkul J.

|

2007

|

tom Nr 4

167-172

PL

W pracy przedstawiono przegląd metod modelowania przepływu polimeru podczas wypełniania gniazda formy wtryskowej. Dynamiczny rozwój w zakresie oprogramowania symulacyjnego oraz dostępność sprzętu komputerowego o wysokiej wydajności pozwala prowadzić obliczenia numeryczne o wysokim stopniu skomplikowania. Możliwe jest obecnie modelowanie zjawisk, które dotąd były tylko opisywane teoretycznie. Jako przykład takiego zjawiska przedstawiono przepływ strumieniowy. Porównano rezultaty symulacji procesu wtryskiwania wykonanych różnymi metodami- Wyniki obliczeń komputerowych porównano z rezultatami badań wizualizacyj-nych. Zastosowanie do badań specjalistycznej formy wtryskowej pozwalającej na rejestrację przepływu tworzywa podczas wtryskiwania pozwoliło przeprowadzić weryfikację doświadczalną symulacji komputerowych oraz ocenę wiarygodności wyników obliczeń numerycznych. W pracy z konieczności przedstawiono tylko wybrane wyniki badań.

EN

In the paper review of modeling methods of polymer flow during cavity injection mold filling have been presented. Dynamical progress in the software simulation field and availability of computer equipment that efficiency is very high let us conduct numerical calculations of high degree of complicate. Nowadays it is possible to modelize phenomena, which till now have been described only theoretically. For an example of that phenomenon stream flow have been shown. Results of simulation injection process preformed using different methods were compared. Results of computer calculations and polymer flow video recording were compared. Using for research specialist injection mold that allow registration the plastic flow during injection process let us conduct experimental verification of computer simulation and evaluate the credibility of numerical calculates results. In the paper from necessity only selected research results have been showed.

6

Badanie odporności na pękanie kompozytów PP z talkiem na podstawie współczynnika intensywności naprężeń

63%

Kwiatkowski D. , Nabiałek J.

|

tom R. 9, nr 4

369-372

PL

W kompozytach polimerowych wzmacnianych napełniaczami pojawiają się problemy z koncentracją naprężeń na granicy napełniacz-osnowa. Naprężenia te mają ogromny wpływ na odporność na pękanie. Zmniejszenie wytrzymałości badanego materiału w stosunku do jego wytrzymałości teoretycznej jest związane z obecnością różnorakich defektów. W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu zawartości talku w kompozytach polipropylenu na wartość współczynnika intensywności naprężeń. Do badań użyto polipropylenu o nazwie firmowej RESLEN PPH oraz kompozytów na osnowie tego znanego tworzywa termoplastycznego z talkiem. Kompozyt z maksymalną zawartością talku, tj. 25%, został wytworzony na wytłaczarce dwuślimakowej w firmie POLIMARKY w Rzeszowie. Pozostałe kompozyty polipropylenu o zawartości talku 5, 10, 15, 20 i 25% wytworzono na wtryskarce firmy Krauss Maffei o symbolu KM65-160. Wtryskarkę wyposażono w wysokiej klasy układ sterowania o symbolu C4. Do wyznaczenia współczynnika intensywności naprężeń stosuje się próbki trójpunktowo zginane, oznaczane jako SENB (Single Edge Notch Bend). Badania odporności na pękanie przeprowadzono na urządzeniu umożliwiającym pomiar podstawowych parametrów mechaniki pękania, takich jak: współczynniki intensywności naprężeń, rozwarcie szczeliny oraz całka J. Jako miarę odporności na pękanie przyjęto krytyczną wartość współczynnika intensywności naprężeń KQ . Wyznaczenie krytycznej wartości współczynnika intensywności naprężeń wiąże się z wyznaczeniem krytycznej wartości obciążenia PQ . Graficznie polega to na umieszczeniu na uzyskanym wykresie siły w funkcji przemieszczenia siecznej, pochylonej o 5% w stosunku do wcześniej wyznaczonej stycznej do wykresu. Opuszczenie siecznej o 5% jest równoważne z poszukiwaniem punktu, w którym szczelina zwiększyła swoją długość o 0,2% w stosunku do swojej długości początkowej. Miejsce przecięcia siecznej z wykresem wyznacza siłę PQ . Należy też pamiętać o sprawdzeniu wartości dopuszczalnej nieliniowości wykresu oraz stosunku siły PQ do siły maksymalnej Pmax, tak by ta ostatnia nie przewyższała krytycznej o więcej niż 10%. Przedstawiono graficznie wpływ zawartości napełniacza w postaci talku na wartość współczynnika intensywności naprężeń KQ w kompozytach PP. W miarę wzrostu zawartości talku w kompozycie PP wartość współczynnika intensywności naprężeń ulega podwyższeniu do pewnego udziału tego napełniacza proszkowego, tj. do około 10%. Po przekroczeniu tej zawartości talku wartość współczynnika intensywności naprężeń ulega zmniejszeniu. Dokonano porównań i sformułowano wnioski.

EN

In the composites reinforced polymer fillers, there are problems of stress concentration at the border filler-warp. These stresses have a great impact on the crack resistance. The reduction in the strength of the material in relation to its theoretical strength is associated with the presence of various defects. The results of examinations of the influence of a talc content in PP composites on the stress intensity factor have been presented in this article. The RESLEN PPH polypropylene and composites warp material with talc was used in this work. Composite with a maximum content of 25% of talc powder was produced at the two screw extruder in POLIMARKY Rzeszów company. The test specimens from PP composites with 5, 10, 15 and 25% talc content were injected using Krauss-Maffei KM65-160 C1 injection molding machine. Injection molding machine is equipped with high-level control system called C4. To determine the stress intensity factor, the sample three point bending, as indicated by SENB (Single Edge Notch Bend). Crack resistance examination were carried out using a special device allowing measurements of basic parameters of crack mechanics, such as: stress intensity factor, gap divergence and J integral. As far as crack resistance was adopted by a critical value of stress intensity factor. Designation of critical stress intensity factor is related to the designation of critical load PQ. Graphically this relies on the location on obtained graph of the load in the function of the displacement of the secant, oblique for 5% with relation to of the earlier appointed tangent to the graph. Secant leave by 5% is equivalent to the search for the point at which the gap has increased its length by 0.2% compared to its initial length. Please also remember to check the limit of non-linearity and the ratio of the graph of force against the PQ maximum power Pmax, so that the latter does not exceed the critical by more than 10%. The place of intersection of the secant PQ performance graph sets. The impact of graphic content in the form of talc filler on the stress intensity factor KQ in PP composites was presented.

7

Modelowanie procesu otryskiwania kompozytów polimerowych - wybrany przykład

63%

Nabiałek J. , Kwiatkowski D.

|

tom R. 9, nr 4

400-403

PL

Przedstawiono wyniki komputerowych symulacji procesu otryskiwania wybranego kompozytu polimerowego. W pracy wykorzystano pakiet oprogramowania inżynierskiego CAD/CAM/CAE - I-DEAS NX ver. 11 do modelowania przestrzennego wypraski. Do badań symulacyjnych wykorzystano program symulacyjny Moldflow Plastics Insight ver. 6.1. Do symulacji zastosowano wypraskę, która składa się z dwóch elementów: elastycznej membrany i sztywnego korpusu. Przeprowadzano symulację komputerową wtryskiwania membrany oraz otryskiwania jej kompozytem polimerowym. Zastosowano dwa różne materiały polimerowe: termoplastyczny elastomer Evoprene G 968 (membrana) oraz kompozyt polipropylenu z kredą Isofil H 40 C2 F NAT (korpus). Wyniki symulacji procesu wtryskiwania i otryskiwania przedstawiono w postaci graficznej. Badano wpływ gorącego kompozytu na otryskiwaną membranę. Stwierdzono, iż materiał membrany zostanie częściowo ponownie uplastyczniony podczas procesu otryskiwania. Analizowano między innymi rozkład temperatury, ciśnienia, szybkości ścinania. Wyniki badań mają charakter wstępny. Planuje się analizę chłodzenia i skurczu przetwórczego w ramach dalszych badań. Przewiduje się porównanie symulacji z procesem rzeczywistym.

EN

In the paper results of computer simulations of the overmolding process of selected polymer composite were presented. At work the package of providing the engineering software CAD/CAM/CAE - I-DEAS NX ver. 11 to plastic parts spatial modeling, were used. For simulation research - simulation software Moldflow Plastics Insight ver. 6.1 was used. A molded part was used to the simulation, which contains elements: elastic membrane and rigid body. Computer simulations were preformed for injection of membrane and its overmolding with polymer composite. Materials for which investigations were performed are: thermoplastic elastomer Evoprene G 968 (membrane) and polypropylene composite with Isofil H 40 C2 NAT chalk (body). The results of the injection molding and overmolding simulation were presented in the graphical way. The hot composite influence on overmolding membrane was examinated. It is proved that membranes' material will be partially plasticized again during overmolding process. Hot composite (temperature over 200°C) which overflows cold membrane causes membrane material passing into plastic state. We may assume that permanent connection membrane with composite will take place. Temperature, pressure and shear rate were analyzed. The analysis of simulation research results helps us assert that specialist computer programs let us predict appearance of phenomena specific for given (processing ???). Modern simulation programs ensure us true reality projection (if we assume that initial and boundary conditions which were entered are correct and that material data of processing composite is reliable). Simulation programs let us model wider and wider scale of polymer composites processing. The results of investigation have preliminary character. Cooling, shrinkage and warpage analysis will be planned within the limit of further research. Valuation of research results reliability will be possible after reference them to real process, what authors of present research paper intend to do in near future.

8

Komputerowe modelowanie wybranych zjawisk występujących w procesie wtryskiwania kompozytów polimerowych

63%

Nabiałek J. , Kwiatkowski D.

Kompozyty

|

2007

|

tom R. 7, nr 4

176-180

PL

Przedstawiono wyniki komputerowych symulacji procesu wtryskiwania wybranego kompozytu polimerowego. Autorzy podjęli próbę modelowania wybranych zjawisk występujących podczas procesu wtryskiwania. W pracy wykorzystano pakiet oprogramowania inżynierskiego CAD/CAM/CAE - I-DEAS NX ver. 11 oraz program symulacyjny Moldflow Plastics Insight ver. 6.1. Do symulacji zastosowano próbkę o kształcie prostopadłościennej płytki. Próbkę wtryskiwano w różnych warunkach, a następnie przeprowadzano symulacje komputerowe dla identycznych warunków wtryskiwania. Materiał, z którego wykonano próbkę, to kompozyt PBT/PET z 15% zawartością włókna szklanego. Wyniki symulacji procesu wtryskiwania przedstawiono w postaci graficznej. W wyniku przeprowadzonych symulacji komputerowych otrzymano obszerny materiał badawczy. Rezultaty badań pozwoliły stwierdzić, iż obecnie możliwe jest modelowanie zjawisk, których do niedawna symulować nie można było.

EN

In the paper results of computer simulations of the injection molding process of selected polymer composite were presented. Authors made an attempt at modeling the selected phenomena occurring during injection molding process. At work the package of providing the engineering software CAD/CAM/CAE - I-DEAS NX ver. 11 and simulation software Moldflow Plastics Insight ver. 6.1. A sample was used to the simulation about the shape of the cubicoidal plate. Samples ware injected in different conditions and then computer simulations for identical conditions ware performed. They assumed that material from which the sample was made, was a composite PBT/PET with content 15% of the glass fiber. Results of the simulation of the process of injection molding were presented in the graphical form. As a result of computer simulations carried out a research large body. The results of research make possible to say that nowadays it is possible to model some kinds of phenomena, that recently mustn't have been simulated.

9

Wstępne symulacje procesu pękania na przykładzie kompozytu polipropylenu z 25% zawartością włókna szklanego

63%

Kwiatkowski D. , Nabiałek J.

Kompozyty

|

2007

|

tom R. 7, nr 3

160-162

PL

Przedstawiono wyniki komputerowych symulacji procesu pękania próbek do badań odporności na pękanie. Autorzy podjęli próbę modelowania komputerowego procesu pękania w oparciu o pakiet oprogramowania inżynierskiego typu CAD/CAM/CAE - I-DEAS NX ver. 11. Do symulacji zastosowano próbkę o kształcie prostopadłościennej belki z karbem prostokątnym w środkowej jej części. Próbkę poddano działaniu trójpunktowego zginania. Materiał, z którego wykonano próbkę, to kompozyt polipropylenu z 25% zawartością włókna szklanego. Z konieczności przedstawiono tylko wybrane wyniki badań symulacyjnych procesu pękania w postaci graficznej. W wyniku przeprowadzonych symulacji komputerowych otrzymano obszerny materiał badawczy, który poddano szczegółowej analizie w celu właściwej jego interpretacji.

EN

In this development work the results of computer simulation of cracking the samples for crack resistance tests have been presented. Authors made an attempt of computer modeling of the cracking process on pack of engineering software type CAD/CAM/CAE - I-DEAS NX ver. 11. Sample with the shape of rectangular prism beam with rectangular notch in its middle part has been used for simulation. The sample has been subjected to three-point bending. Material, from which the sample was made of, was composite of polypropylene with 25% content of glass fibre. It was necessary to present only selected tests results of simulation process of cracking. The results of simulation the cracking process have been presented in graphic form. In result of carried out the computer simulation, very wide research material was obtained, which has been subjected to detailed analysis for its right interpretation.

10

Analysis of forming geometrical macrostructure in walls of extrusion products manufactured from polypropylene composite filled with CaCO3

63%

Klepka T. , Nabiałek J.

Kompozyty

|

2011

|

tom R. 11, nr 3

273-277

EN

Extrusion products in the form of polymeric ducts are mainly manufactured in the process of single-screw extrusion, coextrusion and extrusion with the expansion of an extrudate wall under negative pressure in movable segments. Different methods of forming the extrusion product allow one to obtain products with solid, cellular or corrugated walls. In addition, in all the mentioned extrusion processes, it is possible to apply extra technological treatments enhancing a given quality which might be significant in terms of the function to be fulfilled by the product or conditions of its use. Products obtained in this manner from the material display special, extra properties enabling their application in the latest technological solutions. At the moment, the greatest technical progress has been observed in optical communications technologies and it is in this sector that duct-shaped extrusion products have been applied most widely. They are laid in special concrete conduit installations and subsequently, innerducts of smaller dimensions or directly teletechnical, power or optotelecommunication cables are installed inside them. Considering all this, it is required that the structures of modern extrusion products have good mechanical properties. Less resistance to motion during the introduction of cables into the interior part of the extrusion product can be obtained through the manufacture of its internal wall with a proper geometrical macrostructure in the form of special slide ribs. Until present, extrusion products in the form of such ducts have been manufactured from high density polyethylene (PE-HD), however, due to the need to obtain enhanced circumferential rigidity, other alternative polymeric materials, copolymers as well as calcium carbonate (CaCO3) or talc (Mg3(OH)2Si4O10) filled composites have been pursued. The article presents the patterns of changes in the rheological properties of propylene composites with different CaCO3 content during their flow through the channel gap in the extrusion die. Numerical analysis was conducted with the use of the finite element method (FEM) in the area between the core forming the slide ribs and a cylinder-shaped external wall. The material within the core area flows through a specific number of macro depths whose shape corresponds to the shape of the slide ribs which are manufactured in the inner surface of the extrusion product. The ratio of rib height to wall thickness was 1:8. The rheological sevenparameter Cross-WLF model was used to analyze changes in the shear rate and viscosity of the material in a given section of the extrusion die. The results for the filled polypropylene composite (PP + CaCO3) were compared to the results obtained for a PE-HD without additives or fillers in the same processing conditions.

PL

Wytłoczyny będące w efekcie kanałami z tworzywa polimerowego wytwarza się głównie w procesie wytłaczania ślimakowego, współwytłaczania oraz wytłaczania z podciśnieniowym rozciąganiem ścianki kanału w ruchomych segmentach. Różne metody kształtowania wytłoczyny pozwalają na otrzymywanie wytworów o ściance litej, porowatej lub strukturalnej. Ponadto do wszystkich wymienionych procesów można stosować dodatkowe zabiegi technologiczne, poprawiające wybraną cechę, ważną na przykład z uwagi na funkcje, jakie ma spełniać wytwór, lub warunki, w jakich będzie eksploatowany. Otrzymane w ten sposób produkty z tworzywa wykazują specjalne, dodatkowe właściwości, które pozwalają na stosowanie ich w nowoczesnych rozwiązaniach technicznych. Obecnie największy postęp techniczny można zaobserwować w technikach optotelekomunikacyjnych i właśnie tam wytłoczyny kanałowe z tworzyw znalazły największe zastosowanie. Układa się je w specjalnych betonowych instalacjach, a do nich wciąga się rurociągi o mniejszych wymiarach lub bezpośrednio kable teletechniczne, energetyczne lub optotelekomunikacyjne. Wszystko to powoduje, że nowoczesne konstrukcje wytłoczyn muszą mieć dobre właściwości mechaniczne. Uzyskanie mniejszych oporów ruchu przy zaciąganiu do wnętrza wytłoczyny kabli otrzymuje się, wykonując wewnętrzną jej ściankę z odpowiednią makrostrukturą geometryczną, w postaci żeber ślizgowych. Dotychczas wytłoczyny w postaci kanałów tego typu były wytwarzane z polietylenu dużej gęstości (PE-HD), jednak z uwagi na potrzebę uzyskania większej sztywności obwodowej poszukuje się również innych alternatywnych tworzyw polimerowych, kopolimerów, a także kompozytów napełnionych kredą (CaCO3) lub talkiem (Mg3(OH)2Si4O10). W artykule przedstawiono przebieg zmian właściwości reologicznych kompozytu polipropylenu z różną zawartością CaCO3, podczas przepływu przez szczelinę w głowicy wytłaczarskiej. Analizę numeryczną prowadzono metodą MES, w obszarze pomiędzy rdzeniem kształtującym żebra ślizgowe a walcową ścinką zewnętrzną. Przepływ tworzywa w obszarze rdzenia przebiegał przy określonej liczbie wgłębień, odpowiadających kształtom żeber ślizgowych wytwarzanej wytłoczyny. Stosunek wysokości żebra w odniesieniu do grubości ścianki wynosił 1:8. Obliczenia prowadzono przy wykorzystaniu siedmioparametrowego modelu reologicznegoCross-WLF, analizując rozkład zmian wartości szybkości ścinania oraz lepkości tworzywa na interesującym odcinku głowicy. Wyniki otrzymane dla kompozytu (PP + CaCO3) porównano z wynikami uzyskanymi dla PE-HD bez dodatków i napełniaczy w tych samych warunkach przetwórstwa.

11

Komputerowe symulacje procesu wtryskiwania próbek do badania odporności na pękanie

63%

Kwiatkowski D. , Nabiałek J.

Kompozyty

|

2006

|

tom R. 6, nr 4

75-78

PL

Przedstawiono przykładowe wyniki komputerowych symulacji wtryskiwania próbek do badania procesu pękania. Autorzy podjęli próbę wykazania zasadności stosowania zaawansowanych metod komputerowych w modelowaniu procesów przetwórstwa tworzyw sztucznych. Jako program symulacyjny wykorzystano aplikację Moldflow Plastics Insight ver. 4.1. stanowiącą integralną cześć pakietu oprogramowania EDS I-DEAS NX 11ml. Program ten umożliwił wykonanie szeregu analiz numerycznych dotyczących procesu wtryskiwania próbek do badań odporności na pękanie. Do symulacji zastosowano kompozyty polipropylenu i poliamidu 6 z włóknem szklanym oraz talkiem. Porównano wyniki komputerowych symulacji procesu wtryskiwania próbek do badań odporności na pękanie wykonanych z wybranych kompozytów przy zmiennych warunkach wtryskiwania. Z konieczności przedstawiono tylko wybrane wyniki badań symulacyjnych. Jako przykładową wypraske wykorzystano prostopadłościenną belkę z karbem prostokątnym w środkowej jej części. Szczególną uwagę przywiązano do modelowania zjawisk zachodzących w okolicy karbu. W wyniku przeprowadzonych symulacji komputerowych otrzymano obszerny materiał badawczy, który poddano szczegółowej analizie w celu właściwej jego interpretacji.

EN

In the paper the exemplary results of computer simulations of the injection molding of specimens for cracking process test have been presented. The authors have made an attempt to proof the usage of advanced computer methods in modeling of the plastics processing. Moldflow Plastics Insight ver. 4.1 program being the integral unit of the package EDS I-DEAS NX 11ml was used for numerical simulation of the process. The software made it possible to perform the series of numerical analyses of the plastics injection molding - especially plastics composites. Composites of polypropylene and polyamide with glass fiber as well as talc were taken into the investigations. The results of the computer simulation of the injection molding of specimens for cracking process test of composites with different injection moulding conditions were compared. For the purposes of the paper the chosen results of simulation have been presented. A cubicoid beam with a notch in the centre of its unit was used as example. Special attention was drawn into the modeling of the phenomena in the neighborhoods of the notch. A capacious investigative material resulting from the simulations was subjected to the detailed analysis in order to perform a thorough interpretation.

12

Badania symulacyjne i wizualizacyjne przepływu kompozytu polipropylenu z talkiem w procesie przetwórstwa metodą wtryskiwania

63%

Nabiałek J. , Kwiatkowski D.

Kompozyty

|

2006

|

tom R. 6, nr 4

79-82

PL

Przedstawiono wybrane wyniki badań przepływu kompozytu polipropylenu z kredą podczas wypełniania gniazda formy wtryskowej. Porównano wyniki symulacji komputerowych procesu wtryskiwania z rezultatami rejestracji wideo przepływu tworzywa podczas trwania fazy wypełniania. Wykorzystano specjalistyczną formę wtryskową umożliwiającą obserwację i rejestrację przepływu tworzywa w procesie przetwórstwa. Forma ta umożliwia bezpośrednie monitorowanie przebiegu zjawisk wewnątrz gniazda formującego w dwóch płaszczyznach. Do rejestracji przepływu wykorzystano cyfrową kamerę wideo. Do badań symulacyjnych zastosowano profesjonalny program komputerowy Moldflow Plastics Insight ver. 4.1. Wyniki badań umożliwiły udokumentowanie specyficznych zjawisk zachodzących w procesie wtryskiwania kompozytów tworzyw sztucznych oraz porównanie ich z wynikami obliczeń numerycznych. Badania przeprowadzono w bardzo szerokim zakresie, jednak z konieczności przedstawiono tylko wybrane wyniki badań. Jako przykład opisano zagadnienie opływania półkolistej przeszkody przez strumień tworzywa.

EN

The project shows the results of researches of the flow of polypropylene composite with talc during the filling the mould. The results of the injection moulding computer simulations were compared with the results of video recording, the flow of polymer composite in duration of the filling phase. The form allows direct monitoring of the phenomena inside the forming socket in two planes. Digital video camera has been used to record the flow. The specialist mouid witch enables the observation and recording of the flow of polymer composite in processing was used. Moldflow Plastic Insight ver 4.1, professional computer program was used to simulation researches. The results of researches enabled documentation of specific occurrences in injection moulding process of polymer composite and comparison of those results with the results of numerical calculations. The tests have been performer for a very wide range of injection moulding conditions but in the paper only chosen results were shown. Problems of flowing round the semicircular barrier by the polymer stream have been presented as the example.

13

Influence of injection moulding parameters on resistance for cracking on example of PP

51%

Kwiatkowski D. , Nabiałek J. , Postawa P.

|

2006

|

tom Vol. 17, nr 1-2

97--100

EN

Purpose: Purpose of this paper is analysis of injection moulding conditions influence on fracture mechanics on example of PP. Design/methodology/approach: For the cracking tests, polypropylene with the commercial name Reslen manufactured by Polimarky has been used. Samples for the tests have been made by injection method on injection machine Krauss-Maffei with symbol KM65 – 160. The machine was equipped with high class control system with symbol C4. Variability of the four following parameters of injection process was taken into consideration: injection temperature, temperature of mould, pressure of closing and injection speed. It also should be reminded about analysis of correlation multidimensional, analysis Pareto enabling evaluation of weight of following entrance values in model comparing (regression), what is the base of optimal actions. Crack resistance examination were carried out using a special device allowing measurements of basic parameters of crack mechanics, such as: coefficients of stress intensity, gap divergence and J integral. Findings: On value of the integrity J being measure of crack resistance the biggest influence have the mould temperature and injection temperature. Research limitations/implications: Analysis of influence the values of following injection parameters for changing the crack resistance during dynamic bending for PP has been done in the future. Practical implications: The results of experiments will allow to determine the recommendations referring to the optimization of processing conditions, and as a result of this polymer will have high fracture resistance. Originality/value: The samples for the test have been prepared on base of elaborated schedule. It has been prepared with help of specialist modulus DoE Design of Experiment from packet STATISTICA 6.0 PL.

14

Numerical analysis of residual stress and deformation of injection moulded parts manufactured from polymeric composite with different processing conditions

51%

Kwiatkowski D. , Gnatowski A. , Nabiałek J.

Kompozyty

|

2011

|

tom R. 11, nr 4

294-298

EN

Simulations of the injection moulding process of polypropylene with a glass fibre content were conducted using special software - MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT ver. 4.1. A seven - parametric rheological Cross - WLF model was chosen for the research. For holding phase simulation as well as to determine the inner stresses and deformation of the parts, the pvT dependence should be known. The Tait equation was used in the numerical calculations. In the first step of the simulation a solid model of the part was created using the Master Modeller modulus of I-DEAS NX software. A sample for cracking resistance tests, of the SENB type, with runners was modelled. Then the cooling conditions were introduced to the program. The next step modelled the injection mould geometrical shape and mesh creation. The crucial moment in the simulation is the introduction of the data describing the processed polymer properties. They were the thermal properties as well as the rheological and mechanical properties of the injected composite: PP with a 25% glass fibre content. In the next step, the processing conditions were entered into the simulation program (Moldflow Plastisc Insight ver. 4.1). The simulation research was conducted on the basis of the design of an experiment that was prepared with the use of Statistica 6.0 software. The changes of four processing parameters were taken into account: holding pressure, injection temperature, injection velocity and mould temperature. The simulations were made for extreme values of these parameters. The results of the numerical simulations of the residual stresses and strains on the injection moulded parts are presented graphically and conclusions were drawn from them.

PL

Symulację procesu wtryskiwania kompozytu polipropylenu z włóknem szklanym przeprowadzono za pomocą specjalistycznego programu MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT ver. 4.1. Do badań przyjęto siedmioparametrowy model reologiczny Crossa - WLF. Do symulacji fazy docisku oraz w celu określenia naprężeń własnych i odkształcenia wyprasek jest niezbędna znajomość zależności pvT. W obliczeniach numerycznych wykorzystano równanie Taita. W pierwszym etapie symulacji zbudowano model bryłowy wypraski, który przeprowadzono za pomocą modułu Master Modeler Pakietu I- DEAS NX. Model obejmuje próbkę pomiarową do badań odporności na pękanie typu SENB i układ wlewowy. Następnie wprowadzono do programu warunki chłodzenia wypraski. W kolejnym kroku zamodelowano kształt geometryczny formy wtryskowej i nałożono siatkę MES. Kluczowym momentem w badaniach symulacyjnych jest wprowadzenie do symulatora danych opisujących właściwości przetwarzanego tworzywa. Dane te obejmują właściwości cieplne, reologiczne i mechaniczne wtryskiwanego kompozytu PP z 25% zawartością włókna szklanego. W kolejnym kroku wprowadzono do programu symulacyjnego (Moldflow Plastisc Insight ver. 4.1) warunki procesu wtryskiwania. Badania symulacyjne przeprowadzono, opierając się na sporządzonym programie badań. Program ten został opracowany z wykorzystaniem pakietu Statistica 6.0. Uwzględniono w nim zmienność czterech parametrów procesu wtryskiwania: ciśnienia docisku, temperatury wtryskiwania, prędkości wtryskiwania oraz temperatury formy. Symulacje przeprowadzono dla skrajnych parametrów procesu wtryskiwania. Wyniki symulacji numerycznych naprężeń własnych i odkształceń wyprasek przedstawiono graficznie i sformułowano wnioski.

15

Experimental validation of polymer composite injection moulding process simulation

51%

Nabiałek J. , Kwiatkowski D. , Gnatowski A.

Kompozyty

|

2011

|

tom R. 11, nr 4

283-287

EN

The paper presents the chosen results of investigations on polymer flow during the mould cavity filling phase of the injection moulding process. The process is characterized by high dynamics, which causes several technological difficulties, both during injection mould design and during product implementation to the production stage. Greater understanding of the phenomena which occur during filling of the injection mould may lead to more effective design of processing tools and shortening of the time for implementation and production time. The results of computer simulations of the injection process have been compared with the results of video recording of the plastic flow during the filling phase. A specialized injection mould which enables observation and registration of the plastic flow during processing has been employed. The mould enables direct monitoring of the course of the phenomena inside the mould cavity in two planes. Transparent sight-glasses have been used, made of a material called Zerodur which is characterized by a coefficient of thermal expansion close to zero. To record the flow, a digital video camera has been employed. The camera enabled registration of the flows with the rate of 25 fps. This reduced the scope of the investigations, since at higher plastic flow speeds the registered image became less clear. The video sequences registered during the investigations were later digitally processed in order to ensure in-depth analysis. For the simulation investigations, professional computer software, Autodesk Moldflow Insight 2011, has been employed. The results of the investigations enabled the documentation of specific phenomena which occur during the plastics or their composites injection process. The registered video sequences have been compared to the results of numerical calculations and then it was estimated to what degree the computer simulation of the injection process may be useful in practice. The investigations were performed on a wide scale, however, only chosen results have been presented. As an example, the issue of flowing around a rectangular obstacle of the plastic stream has been described. The obtained results of the investigations are so encouraging that they made the authors continue such experiments.

PL

Przedstawiono wybrane wyniki badań przepływu polimeru podczas wypełniania gniazda formy w procesie wtryskiwania. Proces ten charakteryzuje się dużą dynamiką, przez co stwarza szereg trudności technologicznych zarówno podczas projektowania form wtryskowych, jak i na etapie wdrożenia wytworu do produkcji. Dogłębne poznanie zjawisk zachodzących podczas wypełniania formy wtryskowej może prowadzić do efektywniejszego projektowania narzędzi przetwórczych oraz skrócenia czasu wdrożenia i czasu produkcji. Porównano wyniki symulacji komputerowych procesu wtryskiwania z rezultatami rejestracji wideo przepływu tworzywa podczas trwania fazy wypełniania. Wykorzystano specjalistyczną formę wtryskową umożliwiającą obserwację i rejestrację przepływu tworzywa w procesie przetwórstwa. Forma ta umożliwia bezpośrednie monitorowanie przebiegu zjawisk wewnątrz gniazda formującego w dwóch płaszczyznach. Zastosowano transparentne wzierniki wykonane z materiału o nazwie ZerodurR, który charakteryzuje się współczynnikiem rozszerzalności cieplnej bliskim zeru. Do rejestracji przepływu zastosowano cyfrową kamerę wideo, która umożliwiła rejestrację przepływów z szybkością 25 fps. Ograniczyło to zakres badań, gdyż przy dużych prędkościach przepływu tworzywa obraz rejestrowany stawał się mało czytelny. Sekwencje wideo zarejestrowane podczas badań poddano obróbce cyfrowej w celu wnikliwej ich analizy. Do badań symulacyjnych zastosowano profesjonalny program komputerowy Autodesk Moldflow Insight 2011. Wyniki badań umożliwiły udokumentowanie specyficznych zjawisk zachodzących w procesie wtryskiwania tworzyw polimerowych i ich kompozytów. Porównano zarejestrowane sekwencje wideo z wynikami obliczeń numerycznych i oceniono, w jakim stopniu symulacje komputerowe procesu wtryskiwania mogą być użyteczne w praktyce. Badania przeprowadzono w bardzo szerokim zakresie, jednak z konieczności przedstawiono tylko wybrane wyniki badań. Jako przykład opisano zagadnienie opływania prostokątnej przeszkody przez strumień tworzywa. Otrzymane wyniki badań są na tyle zachęcające, iż skłoniły autorów do kontynuacji tego typu eksperymentów.

16

The examination of the structure of PP composites with the glass fibre

51%

Kwiatkowski D. , Nabiałek J. , Gnatowski A.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2007

|

tom Vol. 28, nr 7

405-408

EN

Purpose: of the examination is determination of selected physical properties: melting and crystallization temperature for polypropylene PP and its composites with glass fiber during observation the melting and congealing process by means of optical microscope in white light. Design/methodology/approach: Examination of melting and crystallization temperature of polypropylene composites with glass fibre became carried out by means of the set for the microscopic observation of phase transformations. The set consist of polarized microscope and computer system recording. By means of the set the crystal objects were tested during melting and crystallization process of polymer plastic going through the sample in normal light. The melting and crystallization temperatures were determined visuallily. Examination were carried out registering by means of the microphotography at the definite temperature occurring transformations during heating polymer samples and composites with speed of 200 °C /min, and also during cooling with speed of 50 °C/min in white light. Findings: Fibrous filler in the form of the glass fibre nucleation and modifies the process of the crystallization of the polypropylene composites. Research limitations/implications: The influence of other fillers on crystallization process of polypropylene composites will be defined in future. Practical implications: The carried out tests of structure are useful especially for determination how the used filler nucleates and modifies the crystallization process of polypropylene and its composites. Originality/value: The computer system of recording of the picture enables the carrying out of proceeding processes on-screen of the computer monitor and the recording of single frames and sequences the video, what enables more precise analysis of processes occurring at the high speed.

17

Modelowanie numeryczne procesu wtryskiwania kompozytów polimerowych - wybrany przykład wypraski

51%

Nabiałek J. , Kwiatkowski D. , Gnatowski A.

Kompozyty

|

2008

|

tom R. 8, nr 4

419-422

PL

Przedstawiono wyniki komputerowych symulacji procesu wtryskiwania wybranego kompozytu polimerowego. Autorzy podjęli próbę modelowania wtryskiwania wypraski nastręczającej trudności technologiczne. Po analizie wyników poprawiono błędy konstrukcyjne i ponownie przeprowadzono symulację komputerową. W pracy wykorzystano pakiet oprogramowania inżynierskiego CAD/CAM/CAE - I-DEAS NX ver. 11 oraz program symulacyjny Moldflow Plastics Insight ver. 6.1. Do symulacji zastosowano wypraskę o kształcie prostopadłościennej obudowy urządzenia elektronicznego. Przeprowadzano symulacje komputerowe dla różnych warunków wtryskiwania. Materiał, dla którego przeprowadzono badania, to kompozyt polipropylenu z 20% dodatkiem kredy. Wyniki symulacji procesu wtryskiwania przedstawiono w postaci graficznej. Stwierdzono, iż możliwe jest wykluczenie błędów konstrukcyjnych na etapie projektowania wyprasek na podstawie wyników symulacji komputerowych procesu wtryskiwania.

EN

In the paper results of computer simulations of the injection molding process of selected polymer composite were presented. Authors made an attempt at modeling of injection molding of the polymer molded part technologically not correct. After analyzing the results structural errors were improved and the computer simulation was carried out again. At work the package of providing the engineering software CAD/CAM/CAE - I DEAS NX ver. 11 and simulation software Moldflow Plastics Insight ver. 6.1 were used. A molded part was used to the simulation about the shape of the rectangular prism casing of electronic device. Computer simulations ware performed for different conditions of process. The material for which investigations were performed is the polypropylene composite with 20% percentage of chalk. The results of the injection molding simulation were presented in the graphical way. It was found, that it is possible to exclude structural errors in the mold part designing phase on the grounds of injection molding computer simulations results.

18

Wizualizacja procesu pękania próbki SENB wykonanej z kompozytu polipropylenu z 25% zawartością talku

51%

Kwiatkowski D. , Nabiałek J. , Gnatowski A.

Kompozyty

|

2008

|

tom R. 8, nr 3

302-305

PL

Przedstawiono wyniki wizualizacji komputerowych procesu pękania próbki do badań odporności na pękanie. Autorzy podjęli próbę modelowania komputerowego procesu pękania w oparciu o pakiet oprogramowania inżynierskiego ADINA v. 8.3. Do symulacji zastosowano próbkę typu SENB o kształcie prostopadłościennej belki z karbem prostokątnym w środkowej jej części. Próbkę poddano działaniu trójpunktowego zginania. Materiał, z którego wykonano próbkę, to kompozyt na osnowie polipropylenu z 25% zawartością talku. Rozpatrywane zagadnienie sprowadzono do problemu typu 2D. W tym celu wyznaczono powierzchnię środkową modelu próbki badawczej oraz skonstruowano model powierzchniowy próbki. W modelu numerycznym zastosowano od 1500 do 3000 ośmiowęzłowych elementów skończonych w płaskim stanie odkształcenia, co dawało do 8000 węzłów dla całej struktury. W obszarze, gdzie spodziewane jest pęknięcie, zagęszczono siatkę elementów skończonych. Zginana próbka była w kontakcie z podporami wymuszającymi zginanie. Podpory modelowano jako ciała idealnie sztywne. Do podpór dolnych przyłożono obciążenie w postaci przemieszczenia, podpory te miały możliwość ruchu wzdłuż osi Z, natomiast trzpień górny był nieruchomy. Zadane warunki przemieszczenia ruchomych dolnych podpór umożliwiały uzyskanie strzałki ugięcia f = 10 mm na przestrzeni 200 kroków czasowych. Wyniki symulacji procesu pękania przedstawiono w postaci graficznej. W wyniku przeprowadzonych symulacji komputerowych otrzymano obszerny materiał badawczy, który poddano szczegółowej analizie w celu właściwej jego interpretacji.

EN

In this work the results of computer simulation of cracking the sample for crack resistance tests have been presented. Authors made an attempt of computer modeling of the cracking process on pack of engineering software ADINA v. 8.3. For simulation the sample type SENB was used with shape of prismatic beam with rectangular nick in its central part. The sample has been subjected to three-point bending. Material, from which the sample was made of, was composite of polypropylene with 25% content of talc. The considered problem has been reduced to the problem type 2D. For that purpose the middle surface of tested sample has been determined and surface model has been designed. In numerical model from 1500 up to 3000 octa-nodal complete elements in flat state of deformation, what gave up to 8000 nodes for whole structure. In the area, where some crack is expected, the net of complete elements was compacted. The bended sample was in contact with supports forced the bending. The supports have been modeled as rigid body. To bottom support imposed a load in form of displacement, the supports had a possibility of movement along Z axis, but the top mandrel was immovable. The given condition of displacement of the movable bottom supports enabled of obtaining the deflection f = 10 mm in the space of 200 temporal steps. The results of simulation of the cracking process were presented in graphical form. In results of the carried out computer simulations obtained very wide research material, which was subjected to detailed analysis for the purpose of its proper interpretation.

19

Analiza numeryczna skurczu i odkształceń próbek SENB wykonanych przy zmiennych parametrach wtryskiwania

51%

Kwiatkowski D. , Nabiałek J. , Gnatowski A.

Kompozyty

|

2010

|

tom R. 10, nr 4

307-311

PL

Przedstawiono obliczenia symulacyjne skurczu objętościowego i odkształceń próbek SENB dla PA6 i jego kompozytu z 25% zawartością włókna szklanego typu E. Symulację procesu wtryskiwania przeprowadzono za pomocą specjalistycznego programu MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT ver. 4.1, zaś przestrzenny model wy-praski został wykonany w module Master Modeler Pakietu I-DEAS NX. Do symulacji komputerowych zastosowano model reologiczny Crossa. Do symulacji fazy docisku oraz w celu określenia skurczu objętościowego i odkształcenia próbek SENB jest niezbędna znajomość zależności p-v-T. W obliczeniach numerycznych wykorzystano równanie Taita. Krzywe p-v-T otrzymano z badań wykonanych w ramach grantu własnego. Przeprowadzenie symulacji procesu wtryskiwania wymaga wprowadzenia do programu obliczeniowego danych dotyczących parametrów geometrycznych wypraski, właściwości przetwarzanego tworzywa, warunków wtryskiwania oraz danych odnoszących się do wtryskarki. Badania symulacyjne przeprowadzono, opierając się na sporządzonym programie badań. Program ten został opracowany z wykorzystaniem pakietu Statistica 6.0. Uwzględniono w nim zmienność następujących czterech warunków procesu wtryskiwania: ciśnienia docisku, temperatury wtryskiwania, prędkości wtryskiwania oraz temperatury formy. Symulacje przeprowadzono dla skrajnych parametrów procesu wtryskiwania od układu 9 do układu 17. W wyniku przeprowadzonych symulacji komputerowych otrzymano obszerny materiał badawczy, który poddano szczegółowej analizie w celu właściwej jego interpretacji. Z konieczności przedstawiono tylko wybrane wyniki badań symulacyjnych procesu wtryskiwania w postaci graficznej.

EN

Simulated calculations of volumetric shrinkage and deformation of samples SENB for PA6 and its composite with percentage of 25% of glass fiber type E were presented in this development. Simulation of injection process was carried out with help of specialist computer program MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT version 4.1, but the three-dimensional model of moulded piece was made in the module MASTER Modeler from software package of computer program I-DEAS NX. For computer simulation the rheological model of Cross was used. For simulation of pressure phase and for defining of volumetric shrinkage and deformation of samples SENB knowledge of dependence p-v-T. In numerical calculations the equations of Tait was used. Curves of p-v-T were obtained from experimental researches made in a frame of own ground. Carrying out of simulation of injection process require data input concerning geometrical parameters of moulded piece, properties of processed plastic, conditions of injection process and data referring to injection machine into calculating program. Simulating researches were carried out on a base of made up the program of researches. The program was developed using the software package Statistica 6.0. Variation of the four conditions of injection process: pressure, pressing down, temperature of injection, speed of injection and mould temperature, was taken into consideration. The simulation was carried out for extreme parameters of injection process from arrangement 9 up to arrangement 17. In result of carried out computer simulations, extensive research material was obtained, which was subjected into detailed analysis in order to its adequate interpretation. It was necessary to present only selected results of simulating researches of injection process in graphical form.

20

Modelowanie procesu wtryskiwania wielokomponentowego kompozytów polimerowych

51%

Nabiałek J. , Kwiatkowski D. , Gnatowski A.

Kompozyty

|

2010

|

tom R. 10, nr 4

340-343

PL

Przedstawiono wyniki komputerowych symulacji procesu wtryskiwania wybranego kompozytu polimerowego, a następnie otryskiwania go innym tworzywem. W pracy wykorzystano pakiet oprogramowania inżynierskiego CAD/CAM/CAE - I-DEAS NX ver. 11 oraz program symulacyjny Moldflow Plastics Insight ver. 6.1. Do symulacji zastosowano wypraskę, która składa się z dwóch elementów: elastycznej ramki i sztywnego korpusu. Przeprowadzono symulację komputerową wtryskiwania korpusu oraz otryskiwania go termoplastycznym elastomerem. Zastosowano dwa różne materiały polimerowe: kompozyt polipropylenu z kredą Isofil H 40 C2 F NAT (korpus) oraz termoplastyczny elastomer SEBS Sevrene 3000-70A (ramka). Wyniki symulacji procesu wtryskiwania i otryskiwania przedstawiono w postaci graficznej. Badano wpływ gorącego elastomeru na otryskiwany korpus. Stwierdzono, iż materiał korpusu zostanie częściowo ponownie uplastyczniony podczas procesu otryskiwania. Gorący elastomer (temperatura powyżej 200°C) opływający zimny korpus spowoduje przejście w stan plastyczny materiału korpusu. Można przypuszczać, iż nastąpi trwałe połączenie ramki z korpusem. Analizowano między innymi rozkład temperatury, ciśnienia, szybkości ścinania. Analiza wyników badań symulacyjnych pozwala stwierdzić, iż specjalistyczne programy komputerowe umożliwiają przewidywanie wystąpienia zjawisk specyficznych dla danego procesu przetwórstwa. Współczesne programy symulacyjne zapewniają zadowalająco wierne odwzorowanie rzeczywistości (przy założeniu poprawności wprowadzonych warunków początkowych i brzegowych oraz wiarygodności danych materiałowych przetwarzanego kompozytu). Programy symulacyjne pozwalają modelować coraz szerszą gamę procesów przetwórstwa kompozytów polimerowych. Wyniki badań mają charakter wstępny. Planuje się analizę chłodzenia i skurczu przetwórczego w ramach dalszych badań. Wyniki badań symulacyjnych porównano z procesem rzeczywistym.

EN

In the paper results of computer simulations of the overmolding process of selected polymer composite were presented. At work the package of providing the engineering software CAD/CAM/CAE - I-DEAS NX ver. 11 and simulation software Moldflow Plastics Insight ver. 6.1 were used. A molded part was used to the simulation, which contains elements: elastic frame and rigid body. Computer simulations were preformed for injection of body part and its overmolding with elastomer. Materials for which investigations were performed are: polypropylene composite with chalk Isofil H 40 C2 NAT (body) and thermoplastic elastomer SEBS Sevrene 3000-70A (frame). The results of the injection molding and overmolding simulation were presented in the graphical way. The hot elastomer influence on overmolding body was examinated. It is proved that bodys' material will be partially plasticized again during overmolding process. Hot elastomer (temperature over 200°C) which overflows cold body causes body material passing into plastic state. We may assume that permanent connection frame with body will take place. Temperature, pressure and shear rate were analyzed. The analysis of simulation research results helps us assert that specialist computer programs let us predict appearance of phenomena specific for given molding process. Modern simulation programs ensure us true reality projection (if we assume that initial and border conditions which were entered are correct and that material data of processing composite is reliable). Simulation programs let us model wider and wider scale of polymer composites processing. The results of investigation have preliminary character. Cooling, shrinkage and warpage analysis will be planned within the limit of further research. The results of investigation became set against real process.