Nowa wersja platformy, zawierająca wyłącznie zasoby pełnotekstowe, jest już dostępna.
Przejdź na https://bibliotekanauki.pl
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 6

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

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
PL
W pracy oceniono efektywność zastosowania modeli mikromechanicznych Folgara-Tuckera oraz RSC w prognozowaniu powtryskowej orientacji włókien w matrycy polimerowej dla specyficznego kompozytu WPC złożonego z matrycy polimerowej PP oraz napełniacza, tj. włókien drzewnych w ilości 15% mas. Obliczone wartości składowych tensora orientacji włókien w matrycy polimerowej pozwoliły również na ocenę wpływu zastosowanych modeli mikromechanicznych na możliwości prognozowania właściwości mechanicznych kompozytu WPC z zastosowaniem modelu homogenizacji Mori-Tanaka. Należy zauważyć, że domyślnym modelem mikromechanicznym stosowanym w wielu programach CAE specjalizowanych w zakresie procesu formowania wtryskowego jest model Folgara-Tuckera. Istotna staje się więc ocena przydatności modelu RSC, który nie jest modelem domyślnym i próba odpowiedzi, czy można go stosować w prognozowaniu właściwości przetwórczych i mechanicznych kompozytów WPC.
EN
This article evaluates the effectiveness of selected micromechanical models, such as Folgar-Tucker and RSC, in numerical calculations concerning fiber orientation prediction in a polymer matrix for the WPC composite containing 15% by mass of wood fibers. In addition, the obtained values of fiber orientation tensor in the polymer matrix allowed to assess the influence of the applied micromechanical models on the possibilities of predicting the mechanical properties of the WPC composite using the Mori-Tanaka homogenization model. It should be noted that the default micromechanical model suggested in CAE software including the injection moulding process modules is the Folgar-Tucker model. Hence, it is important to investigate whether the second optional model, i.e. RSC, should be the main model used in predicting the processing and mechanical properties of WPC composites.
EN
The paper presents the problems in selecting the fiber shape in numerical strength analysis for wood-polymer composites. For this purpose numerical analysis of the uniaxial tensile test for the wood-polymer composite sample was performed. Variable geometry of the fiber model was used. The fiber orientation data were obtained using Autodesk Moldflow Insight 2016 software. Micromechanical calculations based on homogenization methods were performed using Digimat FE commercial code. The results of the numerical simulations were compared with the experiment ones. To manufacture the WP composite, Moplen HP 648T polypropylene (PP) from Basell Orlen Polyolefins was used as the polymer matrix. As the filler 10 vol.% Lignocel C120 wood fiber manufactured by JRS - J. RETTENMAIER & Söhne Company was used. Adhesion promoter P613 by Dupont was used as well. A Dr Boy 55E injection molding machine was used to produce the test specimens. It was noted that the selection of the fiber shape has a significant impact on the consistency of the obtained results and consequently on compliance with the experiment ones. Fiber location calculations were performed for each geometry type available in the Digimat software. The most consistent results for numerical homogenization (Digimat FE) are associated with the choice of a curved cylinder shape of fiber. This may be due to the greatest convergence of the orientation tensor value received from the numerical simulation of the injection molding process during its transformations to the representative volume element model. In addition, this result may be due to the fact that the curved cylinder type of geometry is characterized by the most variable shape due to the degree of curvature. This reflects the real, non-standard problems to determine the shape of the wood fiber in the polymer matrix.
PL
Przedstawiono problematykę wyboru geometrii włókna w numerycznej analizie wytrzymałościowej kompozytu typu drewno-polimer. W tym celu przeprowadzono symulację próby jednoosiowego rozciągania dla próbek wykonanych z kompozytu polimerowo-drzewnego. Badano zmienną geometrię włókna, gdzie dane dotyczące orientacji włókien otrzymano z użyciem programu Autodesk Moldflow Insight 2016. Obliczenia mikromechaniczne opierające się na metodach homogenizacji przeprowadzono z użyciem programu Digimat FE. Wyniki otrzymane w symulacjach numerycznych porównano z eksperymentem. Stwierdzono, że dobór geometrii włókna w analizach numerycznych ma istotny wpływ na otrzymane wyniki, a w konsekwencji zgodność z eksperymentem.
EN
The paper presents an assessment of the effect of fiber orientation on the strength properties of products made from wood-polymer composites by the injection molding process based on micromechanical analysis. For this purpose numerical analysis was carried out for the product model with geometry of the sample intended for the uniaxial tensile test. To determine the actual fiber orientation after the manufacturing process, the orientation tensor values were calculated using Autodesk Moldflow Insight 2016 software. The micromechanical calculations were performed using Digimat FE commercial code. The results (stress-strain characteristics) of the numerical simulations taking into account the calculated fiber orientation tensor were compared to the experiment. To produce the wood-polymer composite, the polypropylene polymer matrix was Moplen HP 648T. As the filler Lignocel C120 wood fibers made by Rettenmeier & Sohns company were applied. A composite with a 10 vol.% content of wood fibers in the polymer was manufactured in the extrusion process by means of a Zamak EHP 25 extruder. For specimen manufacturing a Dr. Boy 55E injection molding machine equipped with a two cavity injection mold was used. Before the numerical simulations the uniaxial tensile test was performed using a Zwick Roell Z030 testing machine. The specimens were tested at the speed of 50 mm/min according to the PN-EN ISO 527 standard. The obtained stress-strain characteristics were used as a verification criterion for further numerical analysis. Moreover, the mechanical properties of the same composite products were predicted for hypothetical fiber orientation types. It was noted that the selection of fiber orientation has a significant impact on the quality of the obtained results compared to the experiment.
PL
Przedstawiono ocenę wpływu orientacji włókien na właściwości wytrzymałościowe wyrobów kompozytowych na przykładzie wyrobów z kompozytu typu drewno-polimer formowanych w technologii wtryskiwania. Przeprowadzono analizę numeryczną dla modelu wyrobu o geometrii próbki przeznaczonej do próby jednoosiowego rozciągania. W celu uzyskania danych o powtryskowej orientacji włókien w matrycy polimerowej przeprowadzono analizę numeryczną procesu wtryskiwania za pomocą oprogramowania Autodesk Moldflow Insigth 2016. Uzyskano w ten sposób wartości tensora orientacji włókien dla zadanych parametrów technologicznych procesu wytwarzania wyrobu. Obliczenia mikromechaniczne (analizy właściwości struktury kompozytu) przeprowadzono z wykorzystaniem oprogramowania Digimat FE. Wyniki analizy numerycznej dla obliczonej wartości tensora orientacji włókien porównano z eksperymentem. Ponadto, w celu ułatwienia definiowania w systemach CAE właściwości kompozytu wykonano prognozowanie jego właściwości mechanicznych dla hipotetycznych, uproszczonych przypadków orientacji włókien. Potwierdzono, iż dobór orientacji napełniacza (włókien) ma znaczący wpływ na zgodność prognozowanych właściwości kompozytu z wynikami badań eksperymentalnych.
EN
In the case of polymer composites reinforced with natural fiber woven fabrics, microstructural calculations are extremely difficult to perform due to their characteristic variability, among others their mechanical properties. The aforementioned scientific problem has not been thoroughly investigated, hence the purpose of this work was to assess the possibilities of predicting the properties of a composite reinforced with flax woven fabric by micromechanical calculations using the Mori-Tanaka and the double inclusion homogenization models. In addition, the second important utilitarian problem that was undertaken in the work was assessment of the impact of the size of the representative volume element (RVE) on the obtained results. The analyses were carried out for composites based on epoxy resin reinforced with flax fabrics: plain, 2x2 twill and 3x1 twill types. Based on the performed calculations, it was found that the obtained results depend on the type of weave in the fabric used, the size of the RVE, the number of yarn bands in the RVE and the appropriately selected homogenization method. Guidelines useful for evaluating the optimal RVE size depending on the type of weave were formulated.
PL
W przypadku kompozytów polimerowych zbrojonych tkaninami z włókien naturalnych przeprowadzanie obliczeń mikrostrukturalnych jest wyjątkowo trudne do wykonania z uwagi na charakterystyczną dla nich zmienność, m.in. właściwości mechanicznych. Wspomniany problem naukowy nie jest dokładnie zbadany, stąd celem niniejszej pracy była ocena możliwości prognozowania właściwości kompozytu wzmacnianego tkaniną lnianą poprzez obliczenia mikromechaniczne z wykorzystaniem modelu homogenizacji Mori-Tanaka oraz Double Inclusion. Ponadto drugim istotnym problemem utylitarnym, który podjęto w pracy, była ocena wpływu wielkości reprezentatywnego elementu objętościowego (REO) na uzyskane wyniki. Analizy przeprowadzono dla kompozytów o osnowie żywicy epoksydowej zbrojnej tkaninami lnianymi o splocie: płóciennym, skośnym 2x2 oraz skośnym 3x1. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń stwierdzono, że uzyskane wyniki zależą od rodzaju splotu w zastosowanej tkaninie, wielkości REO, ilości pasm przędzy w REO oraz odpowiednio dobranej metody homogenizacji. Sformułowano wskazówki przydatne do oceny optymalnego wymiaru REO w zależności od rodzaju splotu.
EN
In recent years, there has been an increasing interest in composite materials reinforced with natural fibers. Due to the easy and cheap methods of obtaining raw materials, the possibility of recycling, biodegradability, production and processing safe for health, such materials can be a good alternative to composite materials reinforced with glass or carbon fibers. However, due to the lower mechanical properties of natural composites, their use as construction materials is still limited. Nevertheless, natural fiber composites have characteristics that can be used in structural applications as long as the mechanical behavior is well understood, reliable and predictable. The paper presents the results of numerical calculations of the compression process of a composite reinforced with a fabric made of flax and jute fibers (trade names: Biotex Flax 400g/cm2 and Biotex Jute 400 g/cm2) on a basis of Kinetix R240 epoxy resin. The data necessary for the numerical analysis were calculated in the Digimat software using the Double Inclusion micromechanical model, while the simulations of compression of the details were carried out in the Ansys software. Sections with different number of layers were tested. The results were compared with the experiment. Buckling forces obtained in the numerical analysis are nearby experimental results. Two types of C – section buckling modes were obtained and they consisted of two or three half-waves of buckling.
EN
In this work, a modern biocomposite on the base of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) matrix commonly known as PHBV was produced in the extrusion process, containing 30% by weight of hemp fibers. The use of the above-mentioned filler allowed to reduce the producing costs of the composite material compared to pure PHBV, improving, among others, some mechanical properties of products made of this biocomposite while maintaining full biodegradation. The obtained biocomposite can be successfully used for the production of injection molded products, but its processing properties are not yet fully known and consequently it is difficult to obtain the optimal performance properties of the products. As part of this study, the process of optimization of the production process of products from the PHBV-hemp fiber biocomposite was carried out on the example of samples intended for testing in the uniaxial tensile test. By using orthogonal planes, widely used in optimization process, the required number of injection molding tests was reduced. Input data values were determined by the factorial planning method that is commonly used in designing experiments. The calculations were carried out in the Minitab 18 software. Six controlling factors were used in the analyzes, each of which was subject to changes on three levels. When selecting the range of controlling factors, it was initially assumed that for all assumed levels of variability it must be possible to fill the mold cavity completely. The orthogonal plan of the L27 type was used in the research. For the purposes of the method, an orthogonal table was built containing 27 combinations of parameters subject to optimization. Optimization was undertaken for two main criteria: shrinkage of the ,,dog-bone” samples (primary and secondary volumetric shrinkage), mechanical properties (Young's modulus, tensile strength, elongation at break). By means of Taguchi method, a significant improvement of some product mechanical properties made of biocomposite was noted and the effective reduction of the processing shrinkage was observed.
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.