Kompozyty o osnowie polimerowej wzmocnione włóknami – wytwarzanie i własności

Abstract

Postępujący wzrost udziału elementów kompozytowych o coraz bardziej złożonej strukturze materiału wymusza intensywne rozwijanie nowych i istniejących technologii wytwarzania tej klasy materiałów. Kształtowanie struktury włókien wzmacniających poprzez wyplatanie jest stosunkowo nową i dobrze rokującą technologią która pozwala na produkcje elementów o zamkniętym profilu, pozbawionych szwów i łączy. Głównym zadaniem było opracowanie technologii wytwarzania dla elementów o zmiennej długości obwodu i profilu przekroju poprzecznego na przykładzie wiosła typu Pagaj które spełnia oba wymienione warunki. W ramach przeprowadzonych badań przeprowadzony został pełen proces technologiczny. Począwszy od opracowania modelu numerycznego przez optymalizacje struktury i procesu, skończywszy na wykonaniu szeregu prototypów. Wykonaniu prób wytrzymałościowych których wyniki posłużyły do weryfikacji modelu. Wszystkie wyznaczone cele przeprowadzonych badań zostały zrealizowane. Ponadto opracowany został wzór matematyczny umożliwiający określenie parametrów procesu wyplatania oraz możliwych do uzyskania kątów wzmocnienia.

Progressive increase in the application of composite materials with the complex material structure stimulates an intensive development of the existing production technologies as well as new technologies for this class of materials. Forming of the reinforcing fibers structure by braiding is relatively new and promising technology which enables the production of closed profile elements without seams and joints. The primary task was to develop a manufacturing technology for parts with variable circumferences and cross section profiles on a Pagay-type paddle that satisfy both these conditions. The study was carried out as a full technological process. Starting from the development of numerical model by optimization of the structure and process, ending on execution of a series of prototypes. The results from the strength tests were to verify the model. All the goals of this investigation were achieved. In addition, a mathematical formula has been developed to determinate of braiding process parameters and makes possible to obtain the reinforcement fibers angles.