901 resultados para Composite materials -- Biodegradation
Resumo:
Epherkkien rjhteiden teknologian kytt mahdollistaa rjhdeturvallisuuden ja sa-malla sotilaallisen suorituskyvyn parantumisen. Suomen Puolustusvoimat ptti IM-teknologian kyttnotosta vuonna 2004, mik on edellyttnyt rjhdevalmistajilta tuotteidensa kehitystoimenpiteit. Yksi osa-alue ern rjhdevalmistajan ajopanostuotteen kehitystyst on Exel Oyj:n valmistama panospakkaus, joka pyritn kehittmn uudistuneiden vaatimusten mukaiseksi. Tss diplomityss selvitettiin IM-tuotteen vaatimukset ja laadittiin panospakkauksen vaatimusprofiili, jonka perusteella tehtiinkirjallisen selvitys ballistisista materiaaleista. Panospakkauksen rakenneratkaisut perustuivat materiaalinvalintaan, joka toteutettiin ominaisarvovertailulla.Rakenneratkaisuja testattiin sek ballistisesti ett mekaanisilla testausmenetelmill. Lisksi testausmenetelmien vlille tehtiin korrelaatiovertailuja, joidentulokset ovat lupaavia. Projektin lopputuloksena saatiin kehitetty Exel Oyj:lle panospakkausratkaisu, jolla voidaan edist suojattavan tuotteen IM-vaatimusten tyttymist. Rakenteelle toteutetun lujuusanalyysin perusteella pakkausrakennetta voidaan pit kyttkohteeseen soveltuvana.
Resumo:
Puukuitulujitteisten muovikomposiittien kyttmrt ovat maailmanlaajuisesti kasvaneet jatkuvasti viimeisen 15 vuoden aikana.Kasvun on ennustettu jatkuvan voimakkaana mys tulevaisuudessa. Diplomityn tavoitteena oli selvitt puukuitulujitteisten muovikomposiittimateriaalien soveltuvuus erseen, mahdollisesti rakennusteollisuuden kyttn tulevaan, tuotteeseen. Tutkittaviksi materiaaliyhdistelmiksi valittiin sek kerta- ett kestomuovin ja puu- jauhon seos. Puujauho oli koivupuista sahaus- ja hiontajtett. Molemmissa tapauksissa puun osuus komposiitissa oli 30 p-%. Koekappaleiden valmistuksessakytettiin koivupuisia muotteja, joihin materiaali annosteltiin. Kertamuovin japuujauhon seos kovettui huoneenlmmss. Kestomuovin ja puujauhon seoksen sulatukseen kytettiin lmmitettvill puristinlevyill varustettua aihiopuristinta. Koekappaleille mritettiin taivutuslujuudet taivutuskokeen avulla. Koekappaleiden taivutuslujuuksia verrattiin mm. lattialastulevyn ja koivuliimalevyn arvoihin. Liimalevyn taivutuslujuus muihin verrattuna oli huomattavasti suurempi. Komposiittimateriaalista valmistettujen koekappaleiden taivutuslujuus oli lhell lattia-lastulevyn tasoa, osittain jonkin verran parempikin. Diplomityss saatujen tulosten perusteella voidaan todeta puukuitulujitteisilla muovikomposiiteilla olevan kehityspotentiaalia mys tutkimuskohteen tyyppisiss ratkaisuissa. Jatkotutkimusta tulisi kohdistaa ennen kaikkea kestomuovipohjaisen komposiittimateriaalinsuuntaan.
Resumo:
Tavoitteena tll tutkimuksella on soveltaa modernin optimisuunnittelun keinoja komposiittimuovisen nestesilin lierimisen vaipparakenteen suunnittelemiseksi optimaalisen tyydyttviksi valmistustekniikan ja kustannusten kannalta. Kuormituksia on kahdenlaisia. Silin sisll on neste, joka tuottaa hydrostaattisen painekuorman ja jrjestelmn kytketty puhallin tuottaa ulkoisen ylipaineen. Silit ovat pystysiliit ja ne tukeutuvat alustaan suoran pohjalaatan avulla. FEM- malleissa kuoren alaosat ovat jyksti kiinnitettyj ja ylosissa steensuuntaiset siirtymt ovat estettyj. Materiaaleiksi kuoreen on valittu kahdella eri menetelmll lujitetut komposiittimateriaalit. Kantavan kerroksen toimintona on kantaa kuormat. Sulkukerros toimii korroosiosuojana ja sen lujuus on kantavaa kerrosta pienempi. Keinoina kytetn ensin innovatiivista suunnittelua optimaalisten lhtvaihtoehtojen ideoimiseksi ja valitsemiseksi jatkokehittely varten. Tavoitteena on asiakkaan tyytyvisyyden maksimointi huomioiden tuotteen kustannukset ja kesto. Yhten suunnittelun keinona on kytetty kuoriteoriaa ja komposiittien materiaalimalleja. Kestoehtoina on sovellettu komposiiteille soveltuvia kriteerej. Toisena keinona kytetn FEM-laskentaa. Elementtityypiksi on valittu kaksiulotteinen kuorielementti, jossa on ortotrooppisen ainemallin mukaiset materiaaliominaisuudet. Jnnitystuloksien merkittvyys keston kannalta selvitettiin Tsai-Hillin kriteerill. Tuloksina saatiin ensin innovoitua rakenteelle kaksi pvaihtoehtoa, joita alettiin optimoida. Valitussa ratkaisussa on huomioitu kokonaisuus ja eri yksityiskohdat, kuten paino, jykisteet kustannustehokkuus, valmistusnopeus, laatu, hvikit, pstt, lujuus ja kilpailukykyinen myyntihinta. Yhteenvetona voidaan todeta, ett kytetyt keinot ovat hyvin tehokkaita ja niill voidaan suunnitella ja toteuttaa komposiittirakenteita, jotka tyydyttvt optimaalisesti loppukyttjn teknis- taloudelliset vaatimukset. Lisksi tulokset osoittavat, ett standardin ja FEM-laskennan ennustukset ovat lhell toisiaan sylinterimisill kuoriosilla, mutta standardit suosittavat suurempia mittoja itse jykisteille.
Resumo:
Euroopan unioni on tiukentanut teiden laitteiden ja tukirakenteiden trmysturvallisuusvaatimuksia. Uuden standardoinnin tarkoituksena on lievent ajoneuvon kuljettajan ja matkustajan vammojen vakavuutta ajoneuvon trmtess tielaitteiden pysyviin rakenteisiin. Kytnnss rakenteiden tulee hidastaa ajoneuvon nopeutta hallitusti eri trmysnopeuksilla, jolloin matkustajaan kohdistuvat kiihtyvyydet eivt aiheuta vakavaa loukkaantumisriski. Vuonna 2005 Mikkelin ammattikorkeakoulun YTI-tutkimuskeskus ja Tehomet Oy kehittivt ensimmisen version trmysystvllisest valaisinpylvst. Tss diplomityss tavoitteena oli kehitt aikaisemmin tehdyst versiosta helpommin valmistettava versio sek parantaa pylvn trmyskyttytymist. Valmistusmenetelmist valittiin pultruusio, kuitukelaus, alipaineinjektio ja RTM. Menetelmille suunniteltiin soveltuvat rakenteet ja laskettiin rakenteiden valmistuskustannukset. Pultruusiolla, alipaineinjektiolla ja RTM:11 valmistettiin koe-er esitrmyskokeita varten. Esitrmyskokeiden jlkeen valittiin valmistusmenetelmksi RTM. TKK/Tielaboratorion virallisissa testeiss kehitetylle pylvlle mynnettiin HE2-turvaluokitus. Hanketta jatketaan kehittmll valmistusprosessia tehokkaammaksi uudistamalla muottitekniikkaa sek ottamalla kyttn lujiteaihiot. Tavoitteena on kynnist tuotanto kevll 2008. Kehitetty pylvs esitelln kansainvlisill "Shk, Tele, Valo- ja AV 2008"-messuilla Jyvskyln Paviljongissa 6.-8.2.2008.
Resumo:
Durant els ltims dos anys un grup destudiants de lEscola Politcnica Superior de laUniversitat de Girona han construt i evolucionat un prototip per competir en la Shell EcoMarathon, una cursa de carcter internacional que es celebra cada any a Nogaro (Frana) ia on lobjectiu primordial s aconseguir el mnim consum. Equips de diferents pasos delmn recorren amb els seus prototips la mateixa distncia i el guanyador s qui en finalitzarhagi fet servir menys quantitat de combustible. La intenci de lequip s continuar competint en aquest cursa durant els propers anys, peraquest motiu cada any es plantegen noves modificacions a realitzar per tal daconseguir unprototip ms competitiu. Una de les modificacions consisteix en substituir les actuals llantesdalumini equipades en el vehicle per unes llantes lenticulars fabricades en fibra de carboni.Aquestes llantes en material compsit representen una millora en prestacions respecte lesllantes convencionals en reduir la inrcia.Escollir la fibra de carboni com el material a emprar no ha estat a latzar. Els avantatges quecomporta la fibra de carboni en referncia als rati rigidesa/pes i resistncia/pes snindiscutibles. La resistncia a la fatiga daquest tipus de material s ms elevada que la delalumini, material utilitzat en les actuals llantes, a ms, la voluntat dentendre millor elcomportament i els processos de fabricaci daquest material per part dels membres delequip posicionen a la fibra de carboni com el material ms idoni.La soluci final adoptada pel disseny de les llantes consta per la uni adhesiva de duespeces iguals fabricades en fibra de carboni. La facilitat de poder fabricar dos plats simtricsresulta el punt fort daquest disseny, el qual, amb un nic motllo sarriben a construir latotalitat de les llantes
Resumo:
This paper presents an experimental study of the effects of tow-drop gaps in Variable Stiffness Panels under drop-weight impact events. Two different configurations, with and without ply-staggering, have been manufactured by Automated Fibre Placement and compared with their baseline counterpart without defects. For the study of damage resistance, three levels of low velocity impact energy are generated with a drop-weight tower. The damage area is analysed by means of ultrasonic inspection. Results of the analysed defect configurations indicate that the influence of gap defects is only relevant under small impact energy values. However, in the case of damage tolerance, the residual compressive strength after impact does not present significant differences to that of conventional straight fibre laminates. This indicates that the strength reduction is driven mainly by the damage caused by the impact event rather than by the influence of manufacturing-induced defects
Resumo:
Polymer based composite materials coated with thin layers of wear resistant materials have been proposed as replacements for steel components for certain applications with the advantage of reduced mass. Magnetron sputtered coatings can be successfully deposited on composite materials. Nevertheless there are number of issues which must be addressed such as limited temperature, which the composite can withstand because of the epoxy binder which is used, the adhesion of the coating to the composite and the limited mechanical support, the hard coating can obtain from the relatively soft epoxy. We have investigated the deposition of chromium nitride, titanium carbide and titanium doped DLC coatings on carbon fibre reinforced composites and various polymers. The adhesion of the coatings has been studied by the pull-off adhesion tester. In general, the failure mechanism has been noticed to be due to the cohesive failure for a wide range of conditions. The wear behavior of the coatings has been noticed to be complicated. Wear tests on coated composites have shown that where the reinforcing fibres are near the surface, the composite samples do not perform well due to breakage of the fibres from the polymer matrix. A fibre free surface has been noticed to improve the wear resistance.
Resumo:
Glass ionomer cements are glass and polymer composite materials. These materials currently find use in dentistry. The purpose of this work is to obtain glass powders based on the composition 4.5SiO2 - 3Al2O3 - 2CaO to be used in dentistry. The powders were prepared by a chemical route at 700 0C. The properties of glass ionomer cements obtained from powders prepared at 700 C were studied. Diametral tensile strength and microhardness were evaluated for the experimental glass ionomer cements and a commercial material. It was concluded that the properties of experimental cements were similar to those of the commercial ones.
Resumo:
En este artculo se presentan los resultados del estudio del comportamiento adherente de barras de materiales compuestos de matriz polmero (FRP), con fibras de vidrio (GFRP) y con fibras de carbono (CFRP), como armadura de hormign. Se realizan un total de 91 ensayos segn las normas ACI 440.3R-04 y CSA S806-02. Los parmetros considerados en los ensayos son la resistencia del hormign,e l acabado superficial,e l tipo de fibra y el dimetro de la barra. Los resultados dan una estimacin de la capacidad de adherencia para diferentes tipos de hormign y armaduras. La diferencia en las propiedades y en el comportamiento adherente se traduce en una respuesta adherencia-deslizamiento distinta
Resumo:
One of the most relevant properties of composite materials to be considered is stiffness. Fiberglass has been used traditionally as a fibrous reinforcing element when stiff materials are required. However, natural fibers are been exploited as replacements for synthetic fibers to satisfy environmental concerns. Among the different natural fibers, wood fibers show the combination of relatively high aspect ratio, good specific stiffness and strength, low density, low cost, and less variability than other natural fibers of such those from annual crops. In this work, composites from polypropylene and stone groundwood fibers from softwood were prepared and mechanically characterized under tensile loads. The Youngs moduli of the ensuing composites were analyzed and their micromechanics aspects evaluated. The reinforcing effect of stone groundwood fibers was compared to that of conventional reinforcement such fiberglass. The Halpin-Tsai model with the modification proposed by Tsai-Pagano accounted fairly for the behavior of PP composites reinforced with stone groundwood fibers. It was also demonstrated that the aspect ratio of the reinforcement plays a role in the Youngs modulus of injection molded specimens
Resumo:
This paper deals with the product design, engineering, and material selection intended for the manufacturing of an eco-friendly chair. The final product is expected to combine design attributes with technical and legal feasibility with the implementation of new bio-based materials. Considering the industrial design, a range of objectives and trends were determined after setting the market requirements, and the final concept was proposed and modeled. The product geometry, production technology, and legal specifications were the input data for product engineering. The material selection was based on the technical requirements. Polypropylene (PP) composite materials based on coupled-fiberglass, sized-fiberglass, and coupled-stone ground wood reinforcements were prepared and characterized. Final formulations based on these PP composites are proposed and justified
Resumo:
This paper presents a methodology to determine the parameters used in the simulation of delamination in composite materials using decohesion finite elements. A closed-form expression is developed to define the stiffness of the cohesive layer. A novel procedure that allows the use of coarser meshes of decohesion elements in large-scale computations is proposed. The procedure ensures that the energy dissipated by the fracture process is correctly computed. It is shown that coarse-meshed models defined using the approach proposed here yield the same results as the models with finer meshes normally used in the simulation of fracture processes
Resumo:
A continuum damage model for the prediction of damage onset and structural collapse of structures manufactured in fiber-reinforced plastic laminates is proposed. The principal damage mechanisms occurring in the longitudinal and transverse directions of a ply are represented by a damage tensor that is fixed in space. Crack closure under load reversal effects are taken into account using damage variables established as a function of the sign of the components of the stress tensor. Damage activation functions based on the LaRC04 failure criteria are used to predict the different damage mechanisms occurring at the ply level. The constitutive damage model is implemented in a finite element code. The objectivity of the numerical model is assured by regularizing the dissipated energy at a material point using Bazants Crack Band Model. To verify the accuracy of the approach, analyses ofcoupon specimens were performed, and the numerical predictions were compared with experimental data
Resumo:
A cohesive element for shell analysis is presented. The element can be used to simulate the initiation and growth of delaminations between stacked, non-coincident layers of shell elements. The procedure to construct the element accounts for the thickness offset by applying the kinematic relations of shell deformation to transform the stiffness and internal force of a zero-thickness cohesive element such that interfacial continuity between the layers is enforced. The procedure is demonstrated by simulating the response and failure of the Mixed Mode Bending test and a skin-stiffener debond specimen. In addition, it is shown that stacks of shell elements can be used to create effective models to predict the inplane and delamination failure modes of thick components. The results indicate that simple shell models can retain many of the necessary predictive attributes of much more complex 3D models while providing the computational efficiency that is necessary for design
Resumo:
A damage model for the simulation of delamination propagation under high-cycle fatigue loading is proposed. The basis for the formulation is a cohesive law that links fracture and damage mechanics to establish the evolution of the damage variable in terms of the crack growth rate dA/dN. The damage state is obtained as a function of the loading conditions as well as the experimentally-determined coefficients of the Paris Law crack propagation rates for the material. It is shown that by using the constitutive fatigue damage model in a structural analysis, experimental results can be reproduced without the need of additional model-specific curve-fitting parameters
