Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Wpływ wielkości obciążenia na zmiany właściwości PA 6 z włóknem szklanym

100%

Liber-Kneć A.

|

2007

|

tom Nr 4

163-166

PL

W pracy przedstawiono wpływ obciążeń zmiennych w czasie na właściwości mechaniczne kompozytów poliamidu 6 z włóknem szklanym. Zaprezentowane wyniki badań pokazują wpływ ilości włókna i wielkości obciążenia na właściwości poliamidu. Badania właściwości prowadzono w 100000 cykli obciążenia przy czterech narastających poziomach obciążenia oraz dla dwóch zawartości włókna w kompozycie: 25 i 50%. Pod wpływem obciążeń zmiennych w czasie następuje spadek modułu sprężystości, nieznaczny wzrost odkształceń i energii rozproszonej w każdym cyklu. Zjawiska te są bardziej widoczne dla większej zawartości włókna w kompozycie. Badania takie dostarczają informacji na temat przebiegu procesu zmęczenia w kompozycie.

EN

In his work, influence of variable loading on mechanical properties of polyamide 6 composites filled with glass fiber were presented. It includes results of test which show the influence of amount of glass fiber and value of load on polyamide's properties. Tests were carried out in 100 000 cycles of loading and four rising levels of load were used. Composite with 25 and 50% of glass fiber was used. The decrease of modulus of elasticity and the insignificant increase of strain and energy of dissipation were observed under the influence of variable loading. These phenomena is more visible in composite with higher quantity of glass fibre. Such test allows to estimate fatigue process in PA composites.

2

Shrinkage of composite plate with glass fibres in relation to degree of regranulation

100%

Kotera O. , Kopac D. , Petera P.

|

2009

|

tom z. 78 [270]

37-42

EN

Recycling of the composite materials with relatively breakable fibres, as the glass fibres shorter than part length, leads to change of length already in and after the processes of injection moulding. This effect is amplified by following regranulation procedures containing milling, melting, filtration of no inadmissible polymers etc. With significant shortening of glass fibres there is a change of shrinkage and other properties.

PL

Recykling materiału kompozytowego z relatywnie kruchymi włóknami, np. takimi jak włókna szklane krótsze niż długość części, skutkuje powstawaniem skurczu podczas oraz po procesie wtrysku. Efekt ten ulega wzmocnieniu w wyniku procedury regranulacji obejmującej mielenie, topienie, separację niepożądanych polimerów itd. Wyraźna zmiana długości włókien szklanych powoduje zmianę wielkości skurczu oraz innych właściwości.

3

Właściwości termiczne kompozytów na osnowie polipropylenu z włóknem szklanym

84%

Caban R. , Nitkiewicz Z. , Kwiatkowski D.

|

2007

|

tom R. 7, nr 3

145-148

PL

Przeanalizowano wpływ zawartości włókna szklanego na stopień krystaliczności i właściwości termiczne kompozytów na osnowie polipropylenu. Badaniom poddano polipropylen oraz kompozyty o zawartości 15 i 25% włókna szklanego. Przeprowadzono badania metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC). Badania wykonano na urządzeniu DSC 200 PC Phox firmy Netzsch. Próbki (ok. 10 mg) ogrzano do temperatury 190°C, wytrzymano je w tej temperaturze przez 4 min w celu wyeliminowania termicznej historii materiału. Następnie próbki schłodzono do temperatury krystalizacji Tk osnowy. Badania prowadzono w atmosferze azotu z szybkością skanowania 10, 20 i 30°C/min. Po krystalizacji próbki były ogrzewane do temperatury topnienia osnowy kompozytów. Temperaturę topnienia Tt i krystaliczność kompozytów wyznaczono dla maksymalnej powierzchni endotermicznego piku. Stopień krystaliczności kompozytów obniża się wraz ze wzrostem zawartości włókien szklanych w badanych kompozytach.

EN

The effect of glass fibre content on degree of crystallinity and thermal properties of polypropylene composites has been examined. The polypropylene and its composites filled with 15 and 25% of the glass fibre have been tested. The study has been carried out by means of the differential scanning calorymetry (DSC). The thermal analysis measurements were performed using a DSC 200 PC Phox by Netzch. The samples of about 10 mg were heated to 190°C at then held for 4 min in order to eliminate any thermal history in the material. Then the samples were cooled to the crystallization temperature Tk. The experiments were carried out in nitrogen atmosphere and the scans were obtained at 10, 20 and 30°C/min. After crystallization, the samples were heated to the melting point of the matrix composites. The melting temperatures Tt and the degree of crystallinity of the composites were obtained from the maximum and the area of the endothermic peaks. The degree of crystallinity of the composites decrease as fibre content increases.

4

Wpływ geometrii szycia na właściwości mechaniczne zszywanych laminatów żywica poliestrowa-włókno szklane

84%

Kozioł M. , Rutecka M. , Śleziona J.

|

2007

|

tom R. 7, nr 1

19-24

PL

Niekorzystny wpływ zszywania na właściwości mechaniczne laminatów w kierunkach głównych jest związany z obecnością defektów w okolicach punktów przeszyć. Zagęszczenie tychże defektów, a więc ich wpływ na właściwości laminatu wzrasta wraz ze zwiększaniem się gęstości przeszyć. Gęstość przeszyć zależy od dwóch składowych: długości ściegu oraz odległości między liniami szwów. Praca przedstawia wyniki prób zginania statycznego laminatów żywica poliestrowa-tkanina szklana klasycznych oraz zszywanych z różnymi długościami ściegu, a także różnymi odległościami między liniami szwów. Badania miały na celu ocenę wpływu tychże parametrów szycia na właściwości mechaniczne laminatu. Próbom zginania poddano próbki laminatów 8- oraz 10-warstwowych, niezszywanych oraz zszywanych z długościami ściegu: 1,8, 2,7, 4 mm i odległościami między liniami szwów: 3,3, 6,6, 13,2 mm. Wyznaczono wpływ tych parametrów na wytrzymałość na zginanie oraz na moduł sprężystości badanych laminatów. Oceniono również różnicę we wpływie długości ściegu oraz odległości między liniami szwów na właściwości mechaniczne laminatów na przykładzie modułu sprężystości. Stwierdzono, że wpływ defektów struktury pochodzących od działania igły i nici na właściwości mechaniczne laminatu zależy od gęstości przeszyć. Zwiększanie długości ściegu bardziej wpływa na niekorzystne zmiany właściwości mechanicznych laminatu zszywanego w kierunkach roboczych, porównując ze zwiększaniem odległości między liniami szwów. Oznacza to, że w celu podniesienia gęstości przeszyć w laminacie zszywanym korzystniej jest robić to poprzez zmniejszanie odległości między liniami szwów niż poprzez zmniejszanie długości ściegu. Różnica we wpływie długości ściegu oraz odległości między liniami szwów na właściwości mechaniczne laminatu wynika z anizotropii deformacji struktury wywołanej naciągiem nici.

EN

Unfavourable influence of stitching on mechanical properties of composite laminates in their main load directions, arises from the defects in the stitch regions. Density of such defects and so their influence on laminate properties, grows with growth of a stitch density. Stitch density is dependent on two component parameters: stitch length and stitch spacing. The paper presents the results of static banding tests of polyester resin - glass fabric laminates, unstitched and stitched with various stitch length and stitch spacing. The tests aimed in evaluation of an influence of stitching parameters on mechanical properties of laminates. Specimens of 8 and 10-layer laminates unstitched and stitched with stitch length of: 1.8, 2.7, 4 mm and stitch spacing of: 3.3, 6.6, 13.2 mm were put to the bending tests. An influence of the parameters on flexural strength and flexural modulus of tested laminates was determined. The difference in stitch length and stitch spacing influence on mechanical properties of the laminates was also estimated, basing on flexural modulus example. There was found that an influence of structural defects arosen from needle and thread, on mechanical properties of laminates, is dependent on stitch density. Growth in stitch length has a stronger influence on unfavourable changes in mechanical properties of the stitched laminates in their main load directions, when compared with growth in stitch spacing. It means, that in order to increase the stitch density in stitched laminate, it is better to do it by reducing the stitch spacing, than by reducing stitch length. The difference in an influence of stitch length and stitch spacing on mechanical properties of the laminates originates from structure deformation anisotropy, induced by thread tension.

5

Model stomatologicznej protezy osadniczej z kompozytu poliamidowo-szklanego

84%

Pusz A. , Szymiczek M. , Michalik K.

|

2009

|

tom R. 106, z. 1-M

255-258

PL

Praca przedstawia wstępny model osadczej protezy stomatologicznej wykonanej z kompozytu poliamidowo-szklanego.

EN

The work is presenting the preliminary model of the dental prosthesis made of polyamideglass composite.

6

Diffraction of incoherent light for thin, glass fibre diameter characterization

84%

Świrniak G.

|

2012

|

tom R. 88, nr 1a

276-280

EN

The aim of this paper is to provide some conceptual basis of a measurement method for non-invasive in situ diameter characterization of a thin, glass fibre. The method involves small-angle scattering of incoherent light. A few selected results achieved with the aid of mathematical models of light scattering indicate that a practical implementation of the method is possible.

PL

W niniejszej pracy przedyskutowano koncepcję metody nieinwazyjnego pomiaru in situ średnicy włókna szklanego, wykorzystującej promieniowanie niespójne jako narzędzie poznawcze. W drodze modelowania matematycznego i symulacji numerycznych zbadano właściwości pola rozproszonego pod małym kątem oraz zaproponowano metodę jednoznacznego rozwiązania problemu odwrotnego w pomiarze średnicy.

7

Badania optymalizacyjne ułożenia włókien szklanych w epoksydowych rurach ogólnego przeznaczenia pod kątem maksymalizacji wytrzymałości na obciążenie ciśnieniem gazu, z wykorzystaniem metody elementów skończonych

84%

Kosmol J. , Kowalski A. , Czulak A.

|

2006

|

tom nr 2

85-96

PL

W ramach pracy należało wykonać badania modelowe rury polipropylenowej wzmocnionej włóknem szklanym w osnowie żywicy epoksydowej, których celem było znalezienie optymalnego kąta ułożenia włókien w poszczególnych warstwach laminatu. Badania te przeprowadzono metodą elementów skończonych w programie I-DEAS. Optymalizację wzmocnienia kompozytowego rury polipropylenowej (linera) przeprowadzono ze względu na maksymalne naprężenia, odkształcenia względne oraz kryterium wytężeniowe Tsai-Wu. Wzięto także pod uwagę naprężenia zredukowane i odkształcenia względne polipropylenowego linera.

EN

In this paper research on polypropylene pipe model strengthened with glass fibres and epoxide matrix is presented. The main goal of the research is to find optimal angle of fibre arrangement in individual layers of the laminate. This study was carrying out using Finite Element Method implemented in I-DEAS software. The optimisation was conducted in the light of maximum stress and relative deformations based on Tsai-Wu criterion. The conducted simulations were partially verified with experimental data.

8

Analiza właściwości wytrzymałościowych elastomerów uretanowych napełnionych włóknem szklanym

84%

Datta J. , Piszczyk Ł.

|

2006

|

tom T. 10, nr 3

15-19

PL

Celem pracy było otrzymanie elastomerów uretanowych napełnionych niewielką ilością włókna szklanego o długości ok. 5 mm oraz zbadanie wpływu włókna na właściwości wytrzymałościowe otrzymanego materiału. Poliuretany syntezowano metodą dwuetapową. Prepolimery (pierwszy etap) otrzymywano z diizocyjanianu MDI oraz oligo(adypinianu butylenowo--etylenowego)diolu (Poles 55/20). Do wyliczonej ilości prepolimeru wprowadzano włókno szklane w ilości 0,05, 0,25 i 0,5% mas. Jako przedłużacza łańcucha (drugi etap) użyto 1,4-butanodiolu (BDO) w obecności katalizatora 1,4-diazabicyklo[2,2,2]oktanu(DABCO). Otrzymany materiał po wygrzaniu w temperaturze 110 °C w czasie 20 h, poddawano badaniom wytrzymałościowym w warunkach statycznych z użyciem maszyny wytrzymałościowej oraz dynamicznych używając analizatora termomechanicznego. Twardość otrzymanego materiału badano twardościomierzem Shore'a w skali A. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że włókno szklane o zastosowanej długości i w przyjętej ilości nie powoduje wzrostu wytrzymałości na rozciąganie oraz wydłużenia względnego przy zerwaniu, co najprawdopodobniej wynika z niejednorodności uzyskanego materiału. Twardość materiałów napełnionych uległa niewielkiemu podwyższeniu do wartości 88 °Sh A względem polimerów nienapełnionych (84 °Sh A). Wprowadzenie przyjętej postaci włókna szklanego w ilości od 0,05 do 0,5% mas. powodowało podwyższenie wartości modułu zachowawczego E' (DMTA) poliuretanów w zakresie temperatur od -50 do -15 °C. Wskazuje to na mniejszy wpływ niejednorodności układu w zakresie niskich temperatur na zmierzoną właściwość.

EN

The aim of the work was investigation of the effects of glass fibre content on mechanical and thermo-mechanical properties of polyurethane elastomers. Polyurethanes were synthesised in the two step method. The prepolymer (first step) was obtained from MDI and poly(butylene, ethylene adipate) diol. Glass fibre was added to the prepolymer at the amount of 0.05, 0.25 or 0.5% by weight. 1,4-butanediol (BDO) (second step) was used as the chain extender in the reaction catalysed by 1,4-diazabicyclo[2,2,2]octane (DABCO). The static mechanical properties of polyurethane elastomers with glass fibres were measured by using a tensile testing machine. Thermo-mechanical properties were determined by DMTA. On the basis of the results we affirm, that glass fibre at the used contents do not have a significant effect on tensile strength and elongation at break. Hardness of polyurethanes increased from 84 to 88° Sh A in comparison to the polyurethanes withoul glass fibre. The glass fibre at the used contents increaes the storage modulus (E') (determined by DMTA at 10 Hz and 4 deg/min heating rate) at the temperature range from -50 to -15 °C what is profitable because of increase of materials strength.

9

Badania wytrzymałości zmęczeniowej i pełzania kompozytów polimerowych z napełniaczem proszkowym i włóknistym

84%

Gnatowski A. , Kwiatkowski D. , Baranowski W.

|

2009

|

tom R. 9, nr 1

94-98

PL

Przedstawiono wyniki badań wytrzymałości zmęczeniowej na zginanie, zależności wytrzymałości zmęczeniowej od twardości oraz procesu pełzania kompozytu polipropylenu z włóknem szklanym, polipropylenu z talkiem oraz polistyrenu i polietylenu o małej i dużej gęstości. Badania wytrzymałości zmęczeniowej na zginanie przeprowadzono za pomocą urządzenia umożliwiającego obciążenie działające obukierunkowo na próbki z badanych materiałów polimerowych wytworzonych metodą wtryskiwania. Badanie pełzania przeprowadzono przy naprężeniu wywołanym w próbce, równym 5, 10, 20, 30 i 50 MPa. Badania wykonano dla próbek z polimerów i kompozytów wytworzonych metodą wtryskiwania przy optymalnych parametrach przetwórczych. Określono wytrzymałość zmęczeniową dla różnego typu badanych materiałów polimerowych. Ustalono wykres Wöhlera dla cykli symetrycznych przy zginaniu wahadłowym dla badanych materiałów. Również wyznaczono wpływ twardości, pełzania materiału i rodzaju napełniacza na wytrzymałość zmęczeniową podczas zginania. W przeprowadzonych badaniach w przypadku wytrzymałości zmęczeniowej odnotowano najwyższe wartości dla polipropylenu, a niższe dla jego kompozytów z napełniaczem, szczególnie typu włóknistego. Niższe wartości wytrzymałości zmęczeniowej uzyskano również dla polistyrenu i polietylenu. Charakter zmian tych wartości wskazuje na zależność wytrzymałości zmęczeniowej od zmęczenia statycznego i twardości badanych materiałów polimerowych.

EN

Polymer mixing with filler is presently one of the most effective and the most intensely developing methods of physical properties modification for polymers. Polymeric composites play crucial role in development of application of technological polymers. During last twenty years composites of polymers have gained on interest, as they have appeared as new group of polymeric materials with interesting and sometimes very specific properties. In this work the results of investigations of mechanical properties polystyrene, polyethylene, polypropylene and polypropylene with addition of glass fibre and talc were presented. The properties of the polymer composites depend significantly on the type of the components. That kind of influence manifests especially in the change of the mechanical properties. The investigations for the influence of filler and kind of polymer on the fatigue strength and creep during bending have been conducted. Research of fatigue strength was passed by means of the device making possible impromptu cyclical to bend samples from investigated polymer materials produced with the injection method. The process of the creep was passed at the tension called out in the sample equal 5, 10, 20, 30 and 50 MPa. Research were executed for samples from polymers and composites produced with the method of the injection at optimum-manufacturing parameters. The changes of the value of fatigue strength for the different type of investigated polymer materials was obtained. The graph of Wöhler for symmetrical cycles at the pendulum-inflexion for investigated materials was fixed. Also the essential influence on fatigue strength a note during the fall of the creep and the hardness of the polypropylene composite of the both with the powder filler as and to glass fibre filler, the polystyrene and the polypropylene was made. The influence of these properties on fatigue strength on the inflexion was qualified. In passings research in the chance of fatigue strength a note highest values of the polypropylene, and lower for his composites with the filler, especially the fibrous type was made. Lower values of fatigue strength also for the polystyrene and the polythene was obtained. The character of changes of these values evidences the dependence of fatigue strength from the susceptibility on the statical fatigue and hardnesses of investigated polymer materials.

10

Badania wpływu starzenia UV na właściwości i strukturę kompozytów PA 6.6 z włóknem szklanym

67%

Gnatowski A. , Kwiatkowski D. , Nabiałek J.

|

2010

|

tom R. 10, nr 3

240-243

PL

W artykule omówiono wyniki badań wpływu procesu starzenia promieniowaniem UV na strukturę i właściwości próbek wykonanych z kompozytu poliamid 6.6/włókno szklane. Badania obejmowały: właściwości dynamiczne, analizę termiczną oraz strukturę nadcząsteczkową. Badania właściwości dynamicznych przeprowadzono metodą DMTA. Wyznaczono przebiegi zmian wartości modułu zachowawczego E' oraz tangensa kąta stratności mechanicznej tg[delta] w zależności od temperatury i częstotliwości drgań. Zbadano stopień krystaliczności metodą DSC oraz strukturę za pomocą mikroskopu optycznego w świetle przechodzącym. Badania przeprowadzono dla kompozytu poliamidu 6.6 z 25% zawartością włókna szklanego o nazwie firmowej Vampamid 66 2526 V0 Naturale 30, zarówno przed, jak i po procesie starzenia UV. Zaobserwowano zmiany wartości modułu zachowawczego i tangensa strat mechanicznych w funkcji temperatury oraz częstotliwości drgań dla próbek po procesie starzenia. W przeprowadzonych badaniach zarejestrowano najwyższe wartości modułu zachowawczego i tangensa strat mechanicznych dla kompozytów po starzeniu UV. Charakter zmian wartości modułu zachowawczego w funkcji temperatury jest jednakowy dla badanych częstotliwości drgań 1 i 10 Hz. Stwierdzono wpływ procesu starzenia na stopień krystaliczności, którego wartość zwiększa się w nieznacznym stopniu dla próbek badanego kompozytu po promieniowaniu UV.

EN

In this article the results of investigations of dynamical, thermal properties and structure of PA 6.6/glass fibre composite were presented. Determination of the influence of ultraviolet radiation ageing and frequency on dynamical properties of polyamide 6.6 composite is the aim of this work. DMTA method was used to determine the influence of a ultraviolet radiation ageing on dynamical properties of polyamide 6.6 composite. Using this equipment, dynamical properties of polyamide 6.6 composite in relation to the temperature and frequency were determined. Analysis of the influence of temperature and frequency on the storage modulus and loss tangent has been performed. The samples were bended with a frequency 1 Hz and 10 Hz in a temperature range from - 50 to 160°C and a heating rate 2 K/min. The increase of the value storage modulus for PA 6.6 with content of 25% of glass fibre addiction after ultraviolet radiation ageing was observed. The highest value of the storage modulus for PA 6.6/glass fibre composite was obtained 7341 MPa. For the sample of PA 6.6/glass fibre composite after ultraviolet radiation ageing the highest value of the storage modulus was obtained 8130 MPa. The similar dependence was obtained for a frequency 1 Hz and 10 Hz. With the increase of the temperature, the storage modulus decreases. It was found, that after ultraviolet radiation ageing increase value of tg[delta]. Investigations of crystallization degree by means of DSC method as well as investigations of the structure using optical microscope have been conducted. The DSC investigations prove the increase in the crystallization degree of PA 6.6/glass fibre composite for the samples after ultraviolet radiation ageing.

11

Manufacturing and pressure test using infrared camera of carbon fibre reinforced braided composite vessels

67%

Hufenbach W. , Gude M. , Blazejewski W. , Czulak A. , Borkowski A.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2011

|

tom [R.] 17, nr 6

448-453

EN

Due to high specific mechanical properties, high design freedom combined with economic and reproducible manufacture processes, braided composites based on glass fibre reinforced hardening matrix systems exhibit a high application potential for high-pressure composite vessels. High-pressure composite vessels find broad application in many areas such as: automotive industry, aeronautics, rescue services, etc. In comparison to standard steel vessels, composite vessels have many advantages. High mechanical strength and high weight reduction make composite vessels popular in novel technologies. An interesting example is a lightweight, high-pressure vessel destined to store compressed fuels like methane or hydrogen. These gases are necessary either to supply the fuel cell (mainly H2) or for a direct combustion in cars, special mobile devices and different equipment (e.g. stationary power generator etc.). But the modern high-pressure composite vessel needs a research to recognize the emergence of damage leading to the destruction of its structure. The novel braiding technology of glass fibre reinforced structures has high potential to fabricate near-net-shaped fibre preforms of complex shaped composite vessels and allows to accelerate the manufacturing process, ensuring the reproducibility and good quality of the specimens. This publication contributes to the development of pressure test methods of braided high pressure composite vessels, describing the method of recognizing the change of temperature in the places where the structure damage occurs.

PL

Ze względu na dobre własności mechaniczne, dużą swobodę konstruowania oraz w połączeniu z ekonomicznymi i powtarzalnymi procesami produkcji, kompozyty wyplatane na bazie włókien szklanych z osnową chemoutwardzalną charakteryzują się wysokim potencjałem szczególnie w przypadku wytwarzania ciśnieniowych zbiorników kompozytowych. Obecnie wysoko ciśnieniowe zbiorniki kompozytowe znajdują szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach, jak: przemysł motoryzacyjny, lotniczy, ratunkowy itd. W porównaniu do standardowych zbiorników stalowych, kompozytowe posiadają wiele zalet. Wysoka wytrzymałość mechaniczna i duża redukcja masy zbiorników kompozytowych powoduje, że stają się one popularne dzięki wykorzystaniu nowych technologii. Interesującym przykładem są lekkie, wysokociśnieniowe zbiorniki przeznaczone do przechowywania paliw sprężonych, takich jak metan lub wodór. Gazy te są niezbędne do zasilania ogniw paliwowych (głównie H2) lub do bezpośredniego spalania w samochodach, i innych urządzeniach mobilnych i specjalistycznych (np. stacjonarny agregat prądotwórczy itd.). W celu zrozumienia zachowania się tych materiałów wyplatanych niezbędne jest przeprowadzenie badań pozwalające na rozpoznanie uszkodzeń prowadzących do zniszczenia struktury zbiorników kompozytowych, pracujących w dużym zakresie ciśnienia gazu. Niniejsza publikacja przedstawia rozwój metod badawczych z wykorzystaniem kamery termowizyjnej pozwalających rozpoznać zmiany temperatury w miejscu uszkodzenia struktury wysokociśnieniowych zbiorników wyplatanych.

12

On the use of Airy fringes for indirect measurement of glass fibre diameter

67%

Świrniak G.

|

2012

|

tom R. 88, nr 3a

207-211

EN

The paper is devoted to the concept of method for non-invasive diameter characterization of a homogeneous glass fibre using the scattered radiation of low temporal coherence recorded at a high angle. A few theoretical considerations and numerical results are covered to discuss properties of the scattered radiation. Finally, a method for data inversion employing Airy rainbow theory is discussed.

PL

W pracy przedstawiono koncepcję metody aktywnego pomiaru średnicy jednorodnego włókna szklanego, wykorzystującą niespójne promieniowanie rozproszone rejestrowane pod dużym kątem. W drodze badań modelowych i symulacyjnych przedyskutowano właściwości pola rozproszonego i zaproponowano rozwiązanie zadania odwrotnego pozwalające określić średnicę włókna na podstawie kątowego położenia wybranych prążków tęczy Airy’ego.

13

Numerical simulation of cracking process of polymer composites on example of SENB sample

67%

Kwiatkowski D. , Dębski H.

|

2011

|

tom R. 11, nr 4

299-303

EN

The numerical calculations made in the work included the analysis of stress distribution near the rift top and determination of the stress intensity coefficient (WIN) as well as the J integral during three-point bending of SENB samples made from composites with a matrix of two well-known thermoplastics: PP and PA6 with a 25% content of glass fibre. Analysis of the composites crack development and propagation was also done performed. The numerical tool used for FEM calculations is the ABAQUS/Standard computer program that has modern calculation procedures in this field. The numerical calculations were made taking into consideration the experimental data determining the conditions of cracking process initiation of the composite material. The results of the numerical calculations were verified by the results of the experiments. The numerical calculations that were made concerned a geometrically non-linear problem. They were conducted with use of the incremental-iterative Newton-Raphson method. The numerical analysis was performed in two steps. The first step was a preliminary analysis that allowed estimation of the stress level in the composites near the rift top that initiated the cracking process, as well as forecasting the possibility of further propagation occurrence (or exclusion of this phenomenon) in the material region. In the second step of calculations corresponding to the critical value of deflection, numerical calculations taking into account the development and propagation of the crack were made using a more advanced technique for modeling cracking - the Cohesive Zone Method (CZM).

PL

Przeprowadzone w pracy obliczenia numeryczne obejmowały analizę rozkładów naprężenia w pobliżu wierzchołka rysy i wyznaczenie współczynnika intensywności naprężeń WIN oraz całki J podczas trójpunktowego zginania próbek SENB wykonanych z kompozytów na osnowie dwóch znanych tworzyw termoplastycznych PP i PA6 z 25% zawartością włókna szklanego. Dokonano również analizy rozwoju i propagacji pękania tych kompozytów polimerowych. Zastosowanym w obliczeniach MES narzędziem numerycznym jest program ABAQUS/Standard, posiadający nowoczesne procedury obliczeniowe w tym zakresie. Obliczenia numeryczne prowadzono z uwzględnieniem danych doświadczalnych określających warunki inicjacji procesu pękania danego kompozytu polimerowego. Wyniki obliczeń numerycznych zostały zweryfikowane z rezultatami badań eksperymentalnych. Wykonane obliczenia numeryczne stanowiły zagadnienie geometrycznie nieliniowe z wykorzystaniem przyrostowo-iteracyjnej metody Newtona-Raphsona. Analiza numeryczna prowadzona była w dwóch etapach. Pierwszy etap obliczeń stanowił wstępną analizę, pozwalającą oszacować poziom wytężenia kompozytów polimerowych w pobliżu wierzchołka rysy inicjującego proces pękania oraz dokonać oceny możliwości wystąpienia dalszej propagacji (lub jej wykluczenie) w obszarze materiału. W drugim etapie obliczeń, odpowiadającym osiągnięciu krytycznej wartości ugięcia, przeprowadzono obliczenia numeryczne uwzględniające rozwój i propagację pęknięcia z wykorzystaniem bardziej zaawansowanej techniki modelowania procesu pękania - Cohesive Zone Method (CZM).