Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Modelling and simulation of the curing process of polymers by a modified formulation of the Arruda–Boyce model

100%

Hossain M. , Steinmann P.

Archives of Mechanics

|

2011

|

tom Vol. 63, nr 5-6

621-621

EN

A phenomenologically motivated small strain model and a finite strain general framework to simulate the curing process of polymer have been developed and discussed in our recently published papers [1, 2, 3, 4]. In order to illustrate the capability of the finite strain framework proposed earlier, only the micromechanically-inspired 21-chain model and the phenomenologically motivated Neo-Hookean model (energy function) have been demonstrated so far. The Arruda–Boyce model (well-known as the 8-chain model in the elastic case and Bergström–Boyce model [5, 14] in the viscoelastic case) is a prototype hyperelastic model for polymeric materials. This follow-up contribution presents an extension of the Arruda–Boyce model [6] towards modelling the curing process of polymers. The necessary details, i.e. the stress tensor and the tangent operator, for the numerical implementation within the finite element method, are derived. The curing process of polymers is a complicated process where a series of chemical reactions have been activated, which will convert low molecular weight monomer solutions into more or less cross-linked solid macromolecular structures via the chemical conversion. This paper will model the elastic behaviour and shrinkage effects of the polymer curing process in the isothermal case using the Arruda–Boyce model. Several numerical examples have been demonstrated to verify our newly proposed, modified approach in case of curing process.

2

Thermal Aging of Unsaturated Polyester Composite Reinforced with E-Glass Nonwoven Mat

61%

Hossain M. , Elahi A. H. M. F. , Afrin S. , Mahmud I. , Cho H. M. , Khan M. A.

Autex Research Journal

|

2017

|

tom Vol. 17, no. 4

313--318

EN

An experiment was carried out using glass fiber (GF) as reinforcing materials with unsaturated polyester matrix to fabricate composite by hand layup technique. Four layers of GF were impregnated by polyester resin and pressed under a load of 5 kg for 20 hours. The prepared composite samples were treated by prolonged exposure to heat for 1 hour at 60-150°C and compared with untreated GF-polyester composite. Different mechanical test of the fabricated composite were investigated. The experiment depicted significant improvement in the mechanical properties of the fabricated composite resulted from the heat treatment. The maximum tensile strength of 200.6 MPa is found for 90°C heat-treated sample. The mechanical properties of the composite do seem to be very affected negatively above 100°C. Water uptake of the composite was carried out and thermal stability of the composite was investigated by thermogravimetric analysis, and it was found that the composite is stable up to 600°C. Fourier transform infrared spectroscopy shows the characteristic bond in the composite. Finally, the excellent elevated heat resistant capacity of glass-fiber-reinforced polymeric composite shows the suitability of its application to heat exposure areas such as kitchen furniture materials, marine, and electric board.

3

Measurement methods of dynamic yarn tension in a ring spinning process

61%

Hossain M. , Abdkader A. , Nocke A. , Unger R. , Krzywinski F. , Hasan M. M. B. , Cherif C.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

tom Vol. 24, no. 1 (115)

36--43

EN

The most common measuring method to characterise the dynamic yarn path in the ring spinning process is to measure the yarn tension, where the yarn path is almost straight. However, it is much more complex to measure the yarn tension at the other positions, for example, between the yarn guide and traveller (balloon zone) and between the traveller and winding point of the cop (winding zone), as the yarn rotates continuously around the spindle axis. In this paper, two new methods of yarn tension measurement in the balloon zone are proposed. In the first method, the balloon shape was first recorded with a high speed camera. The balloon tension was then calculated by comparing the yarn strain (occurring in the balloon zone) measured by a digital image analysis program with the stress-strain curve of the yarn produced. In the second method, the radial forces of the rotating balloon were measured by using modified measurement techniques for measurement of yarn tension. Moreover a customised sensor was developed to measure the winding tension between the traveller and cop. The values measured were validated with a theoretical model and a good correlation between the measured and theoretical values could be revealed.

PL

Najczęściej stosowaną metodą pomiarową dla scharakteryzowania dynamiki przędzy podczas przędzenia obrączkowego jest pomiar naprężenia przędzy w miejscu gdzie jej przebieg jest prawie prostoliniowy. Jednakże znacznie bardziej skomplikowany jest pomiar naprężenia przędzy pomiędzy prowadnikiem i biegaczem (strefa balonu) oraz pomiędzy biegaczem i punktem skręcania przed cewką nawojowa (strefa skręcania) ponieważ przędza wiruje w sposób ciągły wokół osi wrzeciona. W pracy przedstawiono dwie nowe metody pomiaru naprężenia przędzy w strefie balonu. W pierwszej wstępnie określano kształt balonu za pomocą kamery o dużej prędkości powtarzania. Następnie określano naprężenie balonu przez porównanie odkształceń przędzy powstających w strefie balonu a mierzonych za pomocą cyfrowej analizy obrazu i programu wykorzystującego krzywą zależności naprężenie-odkształcenie produkowanej przędzy. W drugiej metodzie promieniowe siły wirującego balonu były mierzone przy zastosowaniu zmodernizowanej techniki pomiaru naprężenia przędzy. Pomierzone wartości były porównywane z wartościami modelu teoretycznego przy czym stwierdzono istnienie bardzo dobrej korelacji.

4

Mathematical Modelling of Dynamic Yarn Path Considering the Balloon Control Ring and Yarn Elasticity in the Ring Spinning Process Based on the Superconducting Bearing Twisting Element

51%

Hossain M. , Telke C. , Abdkader A. , Sparing M. , Espenhahn T. , Hühne R. , Cherif C. , Beitelschmidt M.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2018

|

tom Vol. 26, no. 5 (131)

32--40

EN

The productivity of the conventional ring spinning process is currently limited by the frictional heat that occurs in the ring/traveler twisting system. In the framework of a fundamental research project from the German Research Foundation (DFG), the levitation principle of superconducting magnetic bearing (SMB) was implemented as a twisting element in order to eliminate the frictional problem and thus aim, at least, to double the productivity. A mathematical model of the dynamic yarn path has already been presented considering the friction free SMB system up to an angular spindle speed of 25.000 r.p.m. In this paper, the existing theoretical model, which was developed up to 25.000 r.p.m, was further modified considering the balloon control ring and yarn elasticity at a higher angular spindle speed, such as 50.000 r.p.m. The model was solved numerically using the Runge-Kutta method. With this model, it is possible to estimate the yarn tension distribution and balloon form considering the above-mentioned parameters. The model established was further validated by comparing the yarn tension and balloon forms predicted with measured ones up to an angular spindle speed of 15.000 r.p.m in a ring spinning tester based on superconducting magnetic bearing.

PL

Wydajność konwencjonalnego procesu przędzenia obrączkowego jest ograniczana przez ciepło tarcia występujące w układzie skręcania pierścień /wahadło. W ramach projektu badawczego z Niemieckiej Fundacji Badawczej (DFG) wprowadzono zasadę lewitacji nadprzewodzącego łożyska magnetycznego (SMB) jako elementu skręcającego w celu wyeliminowania problemu tarcia. Celem pracy było przynajmniej podwojenie wydajność. Przedstawiono model matematyczny dynamicznej trajektorii przędzy z uwzględnieniem systemu SMB bez tarcia, przy prędkości obrotowej wrzeciona 25.000 obr./min. Nastęnie istniejący del teoretyczny został dodatkowo zmodyfikowany, a przy modyfikacji wzięto pod uwagę pierścień kontrolny balonu i elastyczność przędzy przy wyższej prędkości obrotowej wrzeciona tj. 50.000 obr./min. Model został rozwiązany numerycznie za pomocą metody RUNGE-KUTTA. W tym modelu możliwe jest oszacowanie rozkładu naprężenia przędzy i kształtu balonu z uwzględnieniem wyżej wymienionych parametrów. Ustalony model został dodatkowo zweryfikowany poprzez porównanie naprężenia przędzy i przewidywanych form balonu. W tym celu użyto testera przędzenia obrączkowego opartego na nadprzewodzącym łożysku magnetycznym.