Wybrane zagadnienia oceny własności mechanicznych kompozytów termoplastycznych
Wariant tytułu
Selected aspects of evaluation of mechanical properties of termoplastic composites
Autor
Porębska, Renata
Promotor
prof. dr hab. inż. Stanisław Mazurkiewicz
Data wydania
2008
Wydawca
[s.n.]
Język
polski
Abstrakt
Celem pracy było rozpoznanie zjawisk występujących w wybranych kompozytach termoplastycznych podczas pierwszych cykli obciążeń mechanicznych,
które niosą informacje o istniejących relacjach naprężeniowo–odkształceniowych na granicy pomiędzy matrycą a włóknem oraz określenie wartości energii aktywacji dla tych materiałów. Pozwoli to na ocenę doboru parametrów przetwórstwa i prognozowanie długotrwałych właściwości eksploatacyjnych i wytrzymałościowych tych kompozytów.
Badaniom poddano trzy rodzaje kompozytów o zmiennej zawartości włókien:
- poliamid z włóknem szklanym (zawartość włókna wynosiła 10, 20, 30, 40 i 50%),
- poliamid z włóknem węglowym (10, 20 i 40%)
- poliacetal z włóknem szklanym (15, 25, 35%).
Badania przy pierwszych dziesięciu cyklach obciążeń zmiennych wykonano dla trzech poziomów sił. Oceniono wartość energii dyssypacji i modułu Younga dla każdej pętli. Obliczono wartości energii aktywacji dla kompozytów z włóknem szklanym, w oparciu o wzór śurkowa. Został obliczony również dekrement drgań i na jego podstawie oszacowano wartość zmiany energii aktywacji.
Wnioski z pracy pozwolą na ocenę wyboru parametrów przetwórstwa. Na ich podstawie można także przewidzieć zachowanie się kompozytów podczas eksploatacji.
The aim of the work was recognition of such phenomenon occurring in the selected thermoplastic composites during the first cycles of mechanical loading, which convey information about existing stress- deformation relations in the interface between the matrix and the fibre, and defining the value of activation energy for these materials.
The investigation of basic mechanical properties of polyamide with 10, 20, 30, 40 and 50% glass fibre and 10, 20, 40% carbon fibre and polyacetal with 15, 25 and 35% glass fibre was executed.
The investigation during the first cycles of mechanical loading was made for three levels of load. Estimation of changes of dissipated energy and modulus of elasticity in function of number of cycles was done. Using śurkow's formula the activation energy for composites with glass fibre was calculated. Microscopic investigations for samples after fatigue were executed. In order to determine of iternal stresses FEM analysis was done.
The conclusions from tests allow to evaluate the choice of processing parameters and predict longterm exploitation and strength features of these composites. On the basis of performed researches, it is recommended to verify the methodology of marking Young's module and other, so called effective mechanical properties of thermoplastic composites.
Klasyfikacja PKT
792400 Inżynieria materiałowa
790000 Zagadnienia ogólne i międzydyscyplinarne nauk stosowanych oraz gałęzi gospodarki narodowej
