Modeli prostorno ojačanih struktura kompozita

Šundrica, Jadran (2008) Modeli prostorno ojačanih struktura kompozita. = Models of spatially reinforced composite structures. Doctoral thesis , Sveučilište u Zagrebu, Fakultet strojarstva i brodogradnje, UNSPECIFIED. Mentor: Filetin, Tomislav.

Text 28_02_2008_Sundrica_doktorat.pdf - Published Version Restricted to IP adress Jezik dokumenta:Croatian Download (10MB)

Abstract (Croatian)

Smanjenje potrošnje energije moguće je razvojem i korištenjem materijala sa boljim omjerom kvalitativnih pokazatelja fizikalnih svojstava i mase, posebno kod konstrukcije i izrade pokretnih, dinamički opterećenih proizvoda kao što su zrakoplovi, automobili, vlakovi i brodovi, što je i razlog sve šire primjene vlaknima ojačanih kompozitnih materijala. Anizotropnost ovih materijala je nedostatak koji se rješava razvojem kompozita s prostornim rasporedom ojačala. Kao matrice za ove materijale se koriste umjetni materijali poput raznih vrsta smola na primjer poliesterske ili epoksidne dok su ojačala vlakna od prirodnih ili umjetnih materijala. Površina vlakana se može odgovarajućim sredstvima tretirati u svrhu poboljšavanja spajanja s matricom, a u matricu se mogu dodavati razna punila ovisno o zahtjevima primjene. Zbog toga su u radu navedeni iz literature prikupljeni podaci o svojstvima matrica i ojačala. Posebno je obrađeno pitanje postavljanja kuglica u prostoru kojim se prikazuju kristalne strukture materijala, a spoznaje su primjenjive na analizu ponašanja punila. S obzirom da su prostorno ojačani kompoziti nastali na iskustvima stečenim razvojem i proizvodnjom kompozita ojačanih u jednom pravcu i ravninski ojačanih kompozita (laminata) u radu su dani teoretski parametri za njihove sheme ojačavanja. Prostorno ojačani kompoziti mogu se prikazati kao kombinacija ovih uvjetno nazvanih elementarnih kompozita. U radu su teoretski obrađene sve jednostavne sheme slaganja, prikazani su računalni modeli i fotografije stvarnih modela jednostavnih prostornih ojačavanja (3D, 4D i 6D) i tablično ilustrirana njihova usporedba. Računalnim i stvarnim modelima su prikazane složene uravnotežene prostorne sheme ojačavanja (7D, 9D, 10D i 13D) te nekoliko neuravnoteženih složenih prostornih shema ojačavanja (5D, 11D i 12D). Uz svaku je ilustrirano i dobivanje povezano s odgovarajućom kristalnom strukturom. Iz bogatih izvora slika kristala raspoloživih na tržištu odabrani su karakteristični primjerci i dani kao poveznica oblika alata za slaganje prostorno ojačanih kompozita i oblika u prirodi pronađenih kristala. \Na kraju teoretskog dijela rada su dane veze između svojstava polaznih komponenata te skalarnih (gustoće) i usmjerenih svojstava elementarnih kompozita kao i očekivani rezultati proračuna čvrstoće za jednostavne prostorno ojačane kompozite. Eksperimentalno je na prostorno ojačanim kompozitima u tri i četiri pravca (3D i 4D) ustanovljena ovisnost čvrstoće o matrici i ojačalu za razne pravce djelovanja opterećenja.

Abstract

Development and application of materials with better physical properties uses criteria of strength to density ratio in order to reduce energy consumption. This is especially useful when designing and manufacturing dynamically strained products such as airplanes, cars, trains and ships, and has therefore rapidly increased the application of spatially reinforced composites. Anisotropy is the main drawback of composite materials, and is corrected by development of spatially reinforced composites. In designing them, artificial materials, such as polyester and epoxy resins are used as matrix, while natural or artificial materials are used as fibers for reinforcement. Fiber surface can be treated in such a way to improve joining with the matrix, while different types of fillings can be added to the matrix, depending upon application requirements. In this paper, data concerning matrix and fiber properties has been added from literature. Special attention has been given to assembling balls in order to relate to material crystal structures, making it possible to analyze behavioral data of spherical particle reinforcement. Considering that spatially reinforced composites have been created on experiences from designing and manufacturing unidirectional composites and laminates, theoretical parameters for them have also been given. Figuratively speaking, spatially reinforced composites can be shown as a combination of elementary composites. All simple reinforcing structures have been given, as well as computer models and photographs of real models and simple spatially reinforced composites (3D, 4D and 6D), followed by a table of comparison values. Computer and real models were also used in presenting complex-balanced (7D, 9D, 10D and 13D), accompanied with several complex-unbalanced (5D, 11D and 12D) structures. Every type of spatially reinforced structure has been illustrated with a corresponding crystallographic structure. Characteristic examples in crystallographic structures have been given in order to show the basis for tools needed for their production. The end of the theoretical part links component properties with scalar and directional properties of elementary composites and gives predicted results for strength of simple spatially reinforced composites. Experiments on composites reinforced in three and four directions (3D and 4D) have shown that strength depends on matrix and reinforcement material when there are different load directions.

Item Type:	Thesis (Doctoral thesis)
Uncontrolled Keywords:	prostorno ojačani kompoziti; modeli; strukture
Keywords (Croatian):	spatially reinforced composite; model; structure.
Divisions:	1000 Department of Materials > 1010 Chair of Materials and Tribology
Date Deposited:	22 Sep 2014 18:00
Last Modified:	16 Oct 2015 13:18
URI:	http://repozitorij.fsb.hr/id/eprint/225

Actions (login required)

View Item