POLITECHNIKA KRAKOWSKA im. T. Kościuszki

Slides:



Advertisements
Podobne prezentacje
Materiały kompozytowe
Advertisements

KOMPOZYTY Autor: Daniel Sarat Modelowanie przetwórstwa materiałówIMiIP, IS, 4r.
Znaki informacyjne.
Urząd Statystyczny w Lublinie Liczy się każdy
Wprowadzenie do informatyki Wykład 6
POWIAT MYŚLENICKI Tytuł Projektu: Poprawa płynności ruchu w centrum Myślenic poprzez przebudowę skrzyżowań dróg powiatowych K 1935 i K 1967na rondo.
J. German WYTRZYMAŁOŚĆ KOMPOZYTÓW WARSTWOWYCH – podejście mikromechaniczne Poziomy obserwacji Podstawowe zagadnienia Podstawowe zagadnienia Model włókien.
Ludwik Antal - Numeryczna analiza pól elektromagnetycznych –W10
Wydział Inżynierii Lądowej Politechniki Krakowskiej
J. German WYTRZYMAŁOŚĆ KOMPOZYTÓW WARSTWOWYCH – podejście mikromechaniczne Poziomy obserwacji Podstawowe zagadnienia Podstawowe zagadnienia Model włókien.
Wydział Inżynierii Lądowej Politechniki Krakowskiej
Wydział Inżynierii Lądowej Politechniki Krakowskiej
Domy Na Wodzie - metoda na wlasne M
1 Stan rozwoju Systemu Analiz Samorządowych czerwiec 2009 Dr Tomasz Potkański Z-ca Dyrektora Biura Związku Miast Polskich Warszawa,
MATERIAŁY POLIMEROWE ogromne znaczenie i zastosowanie tw. polimerowych i ich kompozytów w praktycznie wszystkich dziedzinach przemysłu Przemysł motoryzacyjny.
Raport z audytu technologicznego dla przedsiębiorstwa P. P. H. U
Typy zachowań firmy w procesie internacjonalizacji (projekt badawczy)
PREPARATYWNA CHROMATOGRAFIA CIECZOWA.
Prezentacja poziomu rozwoju gmin, które nie korzystały z FS w 2006 roku. Eugeniusz Sobczak Politechnika Warszawska KNS i A Wykorzystanie Funduszy.
Ministerstwo Gospodarki Poland'sexperience Waldemar Pawlak Deputy Prime Minister, Minister of Economy March 2010.
Projektowanie materiałów inżynierskich
Kompozyty - wprowadzenie
Karolina Danuta Pągowska
Przykładowe zastosowania równania Bernoulliego i równania ciągłości przepływu 1. Pomiar ciśnienia Oznaczając S - punkt spiętrzenia (stagnacji) strugi v=0,
E-learning czy kontakt bezpośredni w szkoleniu nowych użytkowników bibliotek uczelni niepaństwowych? EFEKTYWNOŚĆ OBU FORM SZKOLENIA BIBLIOTECZNEGO W ŚWIETLE.
Klasyfikacja systemów
Badanie kwartalne BO 2.3 SPO RZL Wybrane wyniki porównawcze edycji I- V Badanie kwartalne Beneficjentów Ostatecznych Działania 2.3 SPO RZL – schemat a.
Klamki do drzwi Klamki okienne i inne akcesoria
JO16-75 Dane techniczne: Wysokość-130 Płaszczyzna dolna-90
Pytania konkursowe.
Fiberbet™ HBF Włókno do betonu.
Ogólnopolski Konkurs Wiedzy Biblijnej Analiza wyników IV i V edycji Michał M. Stępień
PRACA DYPLOMOWA Projekt koncepcyjny kładki pieszo – jezdnej przez Zalew Soliński w m. Polańczyk Politechnika Rzeszowska Wydział Budownictwa i Inżynierii.
MATERIAŁY KOMPOZYTOWE informacje podstawowe
„Rynek pracy w powiecie trzebnickim: struktura bezrobocia i miejsca pracy.”
Mechanika Materiałów Laminaty
Materiały kompozytowe warstwowe (laminarne)
KOLEKTOR ZASOBNIK 2 ZASOBNIK 1 POMPA P2 POMPA P1 30°C Zasada działanie instalacji solarnej.
EGZAMIN GIMNAZJALNY W SUWAŁKACH 2009 Liczba uczniów przystępująca do egzaminu gimnazjalnego w 2009r. Lp.GimnazjumLiczba uczniów 1Gimnazjum Nr 1 w Zespole.
w ramach projektu Szkoła z Klasą 2.0
MATURA 2007 raport ZESPÓŁ SZKÓŁ I PLACÓWEK KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO.
1. Pomyśl sobie liczbę dwucyfrową (Na przykład: 62)
1. ŁATWOŚĆ ZADANIA (umiejętności) 2. ŁATWOŚĆ ZESTAWU ZADAŃ (ARKUSZA)
Analiza matury 2013 Opracowała Bernardeta Wójtowicz.
Włókna węglowe Emilia Jakszycka.
Badanie kwartalne BO 2.3 SPO RZL Wybrane wyniki porównawcze edycji I- VII Badanie kwartalne Beneficjentów Ostatecznych Działania 2.3 SPO RZL – schemat.
Spływ należności w Branży Elektrycznej
Wykonał: Jakub Lewandowski
Wstępna analiza egzaminu gimnazjalnego.
EGZAMINU GIMNAZJALNEGO 2013
EcoCondens Kompakt BBK 7-22 E.
EcoCondens BBS 2,9-28 E.
Projekt Badawczo- Rozwojowy realizowany na rzecz bezpieczeństwa i obronności Państwa współfinansowany ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju „MODEL.
User experience studio Użyteczna biblioteka Teraźniejszość i przyszłość informacji naukowej.
WYNIKI EGZAMINU MATURALNEGO W ZESPOLE SZKÓŁ TECHNICZNYCH
Testogranie TESTOGRANIE Bogdana Berezy.
Badanie kwartalne BO 2.3 SPO RZL Wybrane wyniki porównawcze edycji I- VI Badanie kwartalne Beneficjentów Ostatecznych Działania 2.3 SPO RZL – schemat a.
Jak Jaś parował skarpetki Andrzej Majkowski 1 informatyka +
Nowy Jork Londyn Mleko, (1l) 0,81£ 0,94 £ Bochenek świeżego chleba (500g) 1,78 £ 0,96 £ Ryż (biały), (1kg) 2,01 £ 1,51 £ Jajka(12) 1,86 £ 2,27 £ Lokalny.
Dr hab. Renata Babińska- Górecka
STRENGTHENING OF STRUCTURES WITH USE OF FRP MATERIALS
1 Używanie alkoholu i narkotyków przez młodzież szkolną w województwie opolskim w 2007 r. Na podstawie badań przeprowadzonych przez PBS DGA (w pełni porównywalnych.
Współrzędnościowe maszyny pomiarowe
Ankieta dotycząca kart bankomatowych i kont bankowych.
Elementy geometryczne i relacje
Strategia pomiaru.
LO ŁobżenicaWojewództwoPowiat pilski 2011r.75,81%75,29%65,1% 2012r.92,98%80,19%72,26% 2013r.89,29%80,49%74,37% 2014r.76,47%69,89%63,58% ZDAWALNOŚĆ.
Wydział Inżynierii Lądowej Politechniki Krakowskiej
4. Grupa Robocza Wzmacnianie doklejonymi materiałami kompozytowymi FRP Marek Łagoda Tomasz Wierzbicki.
Wprowadzenie Materiały stosowane w FRP Rodzaj włókna: - Węglowe
Zapis prezentacji:

POLITECHNIKA KRAKOWSKA im. T. Kościuszki Dr hab. inż. Janusz German, prof. PK Zakład Wytrzymałości Materiałów Wydział Inżynierii Lądowej PK http://limba.wil.pk.edu.pl/~jg MATERIAŁY KOMPOZYTOWE podstawowe informacje Wykład Wytrzymałość Materiałów II Wykorzystaj ten wzorzec do tworzenia stron sieci Web dla grupy roboczej lub projektu. Możesz zmodyfikować przykładową zawartość dodając własne informacje, możesz także zmienić strukturę witryny sieci Web, dodając i usuwając slajdy. Formanty nawigacyjne znajdują się na wzorcu slajdów. Aby je zmienić, z menu Widok wybierz polecenie Wzorzec, a następnie polecenie Wzorzec slajdów. Aby dodać lub usunąć hiperłącza w tekście lub obiektach, lub by zmienić istniejące hiperłącza, zaznacz tekst lub obiekt, a następnie wybierz polecenie Hiperłącze z menu Wstaw. Gdy zakończysz dostosowywanie, usuń tę notkę, aby zaoszczędzić miejsca w końcowych plikach HTML. Aby uzyskać dodatkowe informacje, zapytaj Kreatora odpowiedzi o: Wzorzec slajdów Hiperłącza © 2011 JG Dzień Otwarty PK, Kraków 7 kwietnia 2011 Dzień Otwarty PK, Kraków 7 kwietnia 2011 Dzień Otwarty PK, Kraków 7 kwietnia 2011 Wykład Wytrzymałość Materiałów II

TEMATY Podstawowe informacje (1) rura z fibrobetonu (PL, PK) samolot kompozytowy I-23 (GFRP, PL) Chevrolet Corvette Z51( CFRP, GFRP…) wzmocnienia belki teowej (CFRP) press Wykład Wytrzymałość Materiałów II

TEMATY Podstawowe informacje (2) materiał kompozytowy (łac. compositus = złożony) - materiał zbudowany z co najmniej dwóch różnych składników połączonych na poziomie makro/mikroskopowym w celu uzyskania nowego „lepszego” materiału własności „wypadkowe” kompozytu zależą od: własności faz składowych udziału objętościowego faz sposobu rozmieszczenia fazy rozproszonej w osnowie cech geometrycznych fazy rozproszonej Wykład Wytrzymałość Materiałów II 3

TEMATY Podstawowe informacje (3) historia Egipcjanie (od ok. 3600 lat p.n.e.) - sklejka drewniana Izraelici (od XIII w. p.n.e.) – domy z bloków z mieszanki błotnej wzmocnionej słomą i końską sierścią średniowiecze - miecze i tarcze zbudowane z warstw różnych materiałów nowoczesne materiały kompozytowe okres II wojny światowej - włókna szklane lata 50-te XX wieku - niskomodułowe włókna węglowe lata 60-te XX wieku - wysokomodułowe włókna węglowe lata 70-te XX wieku włókna aramidowe (KEVLAR) Wykład Wytrzymałość Materiałów II 4

TEMATY Podstawowe informacje (4) Dlaczego kompozyty ? wysokie parametry wytrzymałościowe i sztywnościowe doskonałe własności mechaniczne możliwość najlepszego wykorzystania własności kierunkowych (anizotropia) mały ciężar właściwy Wykład Wytrzymałość Materiałów II 5

TEMATY Podstawowe informacje (5) RODZAJ WŁÓKNA Parametr szkło E szkło S grafit Kevlar 49 boron stal Średnica [mm] 16 7-8 12 100-200 - Ciężar właściwy r [kN/m3] 25-25.5 24.5 13.8-18.6 14.1 25.5 78 Wytrz. na rozciąg. R [GPa] 1.7-3.5 2.5-4.8 1.7-2.8 2.3-3.6 3.5 0.5 Wytrz. właściwa R/r [km] 68-136 102-196 123-163 163-255 137 6.4 Moduł Younga E [GPa] 72 86 230-250 120-125 400-410 210 Moduł właściwy E/r [km103] 2.8 12.4-18.1 8.5 2.7 powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 6

TEMATY Typy kompozytów (1) składniki kompozytu faza ciągła - matryca (osnową) faza rozproszona - zbrojenie typy kompozytów w zależności od rodzaju fazy rozproszonej kompozyty zbrojone cząstkami kompozyty zbrojone dyspersyjnie kompozyty zbrojone włóknami Wykład Wytrzymałość Materiałów II 7

TEMATY Typy kompozytów (1.3) warstwa kompozytowa matryca (osnowa) włókna press laminat kompozytowy press Wykład Wytrzymałość Materiałów II 8

TEMATY Typy kompozytów (1.4) laminat krzyżowy [0/902]s matryca epoksydowa włókna 90° włókna 0° Wykład Wytrzymałość Materiałów II 9

TEMATY Typy kompozytów (1.5) Kompozyt włóknisty element nośny - włókna w objętości 45-70% objętości kompozytu matryca (metalowa lub polimerowa) - spoiwo łączące włókna, zapewniające rozdział obciążenia zewnętrznego pomiędzy włókna, a także chroniące je przed czynnikami zewnętrznymi podstawowe znaczenie praktyczne: kompozyty włókniste o osnowach polimerowych największa efektywność spośród materiałów kompozytowych – najlepsze własności mechaniczne i wytrzymałoś-ciowe przy najmniejszym ciężarze właściwym Wykład Wytrzymałość Materiałów II 10

TEMATY Typy kompozytów (1.5) Oszacowanie nośności próbki pokazowej L/2 Pcz Wykład Wytrzymałość Materiałów II 11

TEMATY Typy kompozytów (1.5) Oszacowanie nośności próbki pokazowej L/2 Pcz /2 B Wykład Wytrzymałość Materiałów II 12

TEMATY Typy kompozytów (1.5) Oszacowanie nośności próbki pokazowej L/2 B  = Pcz powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 13

TEMATY Włókna i matryce (1) typy włókien typy matryc włókna szklane włókna grafitowe włókna węglowe włókna organiczne matryce metalowe matryce polimerowe matryce termoutwardzalne matryce termoplastyczne Wykład Wytrzymałość Materiałów II 14

TEMATY Wytwarzanie kompozytów (1) wytwarzanie kompozytów włóknistych metoda kontaktowa metoda natryskowa metoda ciągła wytwarzania prętów, rur i kształtowników metoda nawijania ciągłego włókien z taśm prepreg (PRE – imPREGnated) Wykład Wytrzymałość Materiałów II 15

TEMATY Zastosowania (1) – główne dziedziny elementy nowoczesnych lekkich konstrukcji samoloty wojskowe, eksperymentalne, cywilne karoserie samochodowe materiały i elementy dla medycyny sprzęt sportowo-rekreacyjny lekkie samoloty sportowe itp. (ILot Warszawa – I23) kadłuby lekkich łodzi baseny i brodziki narty, deski, rakiety tenisowe, sprzęt golfowy budownictwo maszty, słupy wzmocnienia konstrukcji zbiorniki, rurociągi konstrukcje mostowe Wykład Wytrzymałość Materiałów II 16

TEMATY Zastosowania (7) – zbiorniki GFRP Wykład Wytrzymałość Materiałów II 17

TEMATY Zastosowania (8) – separatory GFRP Wykład Wytrzymałość Materiałów II 18

TEMATY Zastosowania (9) – rurociągi GFRP powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 19

TEMATY Typy kompozytów (1.1) kompozyty zbrojone cząstkami obciążenie przenoszą obie fazy mechanizm wzmocnienia: ograniczanie przez cząstki odkształceń matrycy wzmocnienie jest efektywne, jeśli: - udział cząstek przekracza 20% objętości kompozytu (niekiedy nawet 90%) - cząstki są równomiernie rozłożone w kompozycie - cząstki powinny być małe i regularne Kompozyt ceramiczno-metalowy Al2O3/Cu powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 20

TEMATY Typy kompozytów (1.2) kompozyty zbrojone dyspersyjnie metalowa osnowa wzmocniona cząstkami ceramicznymi lub metalicznymi w ilości do ok. 15% objętości kompozytu obciążenie przenosi głównie osnowa mechanizm wzmocnienia: utrudnianie przez rozproszone cząstki ruchu dyslokacji w osnowie wzmocnienie jest efektywne w wysokich temperaturach (do ok. 80% temp. topnienia) Nanokompozyt ZrO2-Al2O3 -Fe powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 21

TEMATY Włókna i matryce (1.1) włókna szklane najstarsze spośród włókien „nowoczesnych”, najtańsze i najczęściej stosowane typ „E” – gorsze własności mechaniczne (sprężyste, wytrzymałościowe, zmęczeniowe, udarnościowe, ter-miczne, reologiczne). niska cena, najczęściej stosowany typ „S” – lepsze parametry, ale wysoka cena, włókna stworzone dla zastosowań militarnych zastosowania: przemysł samochodowy, lotnictwo, elektrotechnika, szkutnictwo, budownictwo przemysłowe i in. powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 22

TEMATY Włókna i matryce (1.2) włókna grafitowe większością parametrów przewyższają włókna szklane, ale znacznie droższe włókna „HS” – wysokowytrzymałe włókna „HM” – wysokomodułowe włókna „UHM” – ultrawysokomodułowe nazwy handlowe: Toray, AS zastosowania: przemysł samochodowy, lotnictwo, artykuły sportowe powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 23

TEMATY Włókna i matryce (1.3) włókna węglowe należą do włókien grafitowych, ale o mniej porządkowanej strukturze właściwej dla krystalicznego grafitu w włóknach węglowych występują obszary o zaburzonej sieci krystalicznej, a nawet całkowicie jej pozbawione w porównaniu z włóknami grafitowymi mają one gorsze własności mechaniczne, ale są od nich tańsze powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 24

TEMATY Włókna i matryce (1.4) włókna organiczne najstarsze włókna kompozytowe: bawełna, juta, sizal, włókna bananów (słabe parametry mechaniczne) nowoczesne włókna aramidowe (Nomex, Kevlar, Kevlar 29 i Kevlar 49) zastosowania: przemysł samochodowy, lotnictwo, sprzęt sportowy (narty, łodzie wyczynowe, sprzęt golfowy) włókna aramidowe wykazują najlepsze własności me-chaniczne, ale są najdroższe. Często używane łącznie z włóknami grafitowymi lub szklanymi typu E (rozsądny kompromis parametrów mechanicznych i ceny) powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 25

TEMATY Wytwarzanie kompozytów (2) metoda kontaktowa "chałupnicza", ręczna metoda wytwarzania kompozytów włóknistych. produkcja elementów powierzchniowych w krótkich seriach lub pojedynczych egzemplarzach, od których nie jest wymagana duża wytrzymałość i trwałość, ani też jednorodność kolejnych wytworzonych elementów. zbrojenie: maty i tkaniny „przycięte” tak, aby odwzorowywały kształt produkowanego elementu. kolejne warstwy tkaniny nasącza się żywicą poliestrową lub epoksydową i układa na sobie w odpowiedniej formie umożliwiającej uzyskanie pożądanego kształtu. o jakości produktu finalnego decydują przede wszystkim jakość formy oraz kwalifikacje producenta powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 26

TEMATY Wytwarzanie kompozytów (3) metoda natryskowa udoskonalona i zmechanizowana odmiana metody kontaktowej - formowanie ręczne zastąpiono formowa-niem przy użyciu pistoletu, umożliwiającego jednoczesne nanoszenie na formę zarówno żywicy, jak i włókien w odpowiednich proporcjach włókna mają postać taśm składających się z wielu poje-dynczych włókien, połączonych specjalnym lepiszczem i pociętych na krótkie pasemka (tzw. cięty roving) metoda efektywniejsza i prostsza w stosowaniu od metody ręcznej, ale wykazuje te same wady elementy nie są jednorodne, mają stosunkowo małą wytrzymałość, a ich jakość jest trudna do przewidzenia powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 27

TEMATY Wytwarzanie kompozytów (4) metoda ciągła wytwarzania prętów, rur i kształtowników automatyczna produkcja elementów o stałym przekroju zbrojenie - taśmą składającą się z wiązki równoległych włókien połączonych lepiszczem (tzw. ciągły roving) taśmy z rovingiem przechodzą przez wannę z żywicą termoutwardzalną, impregnującą włókna i pełniącą rolę matrycy i przeciągane są przez stalowy tłocznik, nadający elementowi wstępny kształt oraz kontrolujący właściwy skład kompozytu "półprodukt" przeciągany jest przez kolejny, bardzo precyzyjny tłocznik nadający ostateczny kształt przekroju poprzecznego. Układ grzewczy tłocznika inicjuje proces utwardzania żywicy prędkością produkcji sterują przeciągarki, ciągnące pręt (prędkość sięga kilkudziesięciu m/godz. ) powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 28

TEMATY Wytwarzanie kompozytów (5) Linia produkcyjna rur z kompozytu GFRP (metoda nawijania ciągłego – technologia Drostholm, 1967) Wykład Wytrzymałość Materiałów II 29

TEMATY Wytwarzanie kompozytów (6) Linia produkcyjna rur z kompozytu GFRP (metoda nawijania ciągłego – technologia Drostholm, 1967) powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 30

TEMATY Wytwarzanie kompozytów (7) taśma „prepreg” kompozytu jednokierunkowo zbrojonego i tkaniny Wykład Wytrzymałość Materiałów II 31

TEMATY Wytwarzanie kompozytów (8) taśma „prepreg” kompozytu jednokierunkowego CIBA-GEIGY VICOTEX NCHR 174B/37/132 włókno węglowe Torayca T300 w osnowie epoksydowej tkanina teflonowa 8 warstw maty szklanej aluminium foil tkanina teflonowa płyta stalowa warstwy laminatu PARAMETRY LAMINACJI þ ciśnienie 0.75 MPa ogrzewanie do 120° C prędkość ogrzewania 2° C/min utwardzanie w 120° C ( 60 min) chłodzenie do 60° C pod ciśnieniem początkowym płaszczyzna środkowa ciśnienie termopara panel sterujący spirala grzewcza powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 32

TEMATY Zastosowania (19) – łodzie motorowe i żaglowe Hodgdon Brothers Inc. Gougeon Brothers Inc. powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 33

TEMATY Zastosowania (1) – Lockheed F-117A Lockheed F-117A Nighthawk Stealth Fighter Wykład Wytrzymałość Materiałów II 34

TEMATY Zastosowania (2) – Northrop B-2A Northrop B-2A Spirit Stealth Bomber powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 35

TEMATY Zastosowania (3) – Voyager (1984) Lot dookoła świata (dystans 40 212 km) zakończył się po 9 dniach, 3 minutach i 44 sekundach – 23 grudnia 1986 National Air and Space Museum, Waszyngton powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 36

TEMATY Zastosowania - PZL I-23 Manager (oblot - 1999) Projekt Instytut Lotnictwa Warszawa, produkcja PZL Świdnik powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 37

TEMATY Zastosowania (8) – Chevrolet Corvette Model 1954 (włókno szklane) Model Z06 (2011) (różne kompozyty) Wykład Wytrzymałość Materiałów II 38

TEMATY Zastosowania (9) – bolidy F1 Ferrari 2011 McLaren/Mercedes po wypadku (v=333 km/h, 1999, M. Hakinen) press powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 39

TEMATY McLaren/Mercedes – London Science Museum powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 40

TEMATY McLaren/Mercedes – London Science Museum powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 41

TEMATY Zastosowania (10) – monocoque F1 chassis Jordan 2004 (carbon/epoksyd) chassis Sauber 2011 (carbon/epoksyd) powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 42

TEMATY Zastosowania (11) – monocoque F1 Symulacje numeryczne FEM NEi NASTRAN Optymalizacja grubości (18% zmniejszenie masy) Analiza przemieszczeń powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 43

TEMATY Zastosowania (4) – Airbus A380 (oblot - 2006) European Aeronautic Defence and Space Company EADS N.V. jednoczęściowe drzwi (carbon/epoksyd) (drzwi do Airbus A330 i 340 produkują PZL Świdnik) Wykład Wytrzymałość Materiałów II 44

TEMATY Zastosowania (5) – Boeing 747-400 (oblot -1988) hamulce (carbon/epoksyd) panele podłogowe (carbon/epoksyd) lotka skrzydła „winglet” (grafit/epoksyd) Wykład Wytrzymałość Materiałów II 45

TEMATY Zastosowania (6) – Boeing 787-Dreamliner Wykład Wytrzymałość Materiałów II 46

TEMATY Zastosowania (7) – Boeing 787-Dreamliner Wykład Wytrzymałość Materiałów II 47

TEMATY The headlines – Boeing 787-Dreamliner The 787 materials (by weight) 50% and (by volume) 80% are composites (approx. 32 T of CFRP, made with 21 T of CF). The 787 Dreamliner uses a variety of advanced materials: 50% CFRP, in the fuselage, wings, tail, and interior components 20% aluminum, primarily on the wing and tail leading edges 15% titanium, primarily in the engines 10% steel 5% other materials By replacing aluminum with CFRP, the overall weight of the aircraft is significantly reduced. The improved strength of the CFRP allows the cabin pressure to be increased, allowing for improved passenger comfort. Wykład Wytrzymałość Materiałów II 48

TEMATY The headlines – Boeing 787-Dreamliner Carbon-fiber composites are prone to delamination if moisture or corrosive elements enter the composite matrix. Failure modes in CFRP components are less predictable than in aluminum. Crack growth in aluminum is relatively linear after initiation, and can be easily detected visually or with standard non-destructive inspection techniques. PRESS 1 Boeing has introduced a specific maintenance program called "GoldCare" designed to regularly inspect and repair the 787. This program is operated by Boeing, rather than third party inspection service companies that are currently used by airlines. PRESS 2 powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 49

TEMATY The headlines – Boeing 787-Dreamliner Carbon-fiber composites are prone to delamination if moisture or corrosive elements enter the composite matrix. Failure modes in CFRP components are less predictable than in aluminum. Crack growth in aluminum is relatively linear after initiation, and can be easily detected visually or with standard non-destructive inspection techniques. Boeing has introduced a specific maintenance program called "GoldCare" designed to regularly inspect and repair the 787. This program is operated by Boeing, rather than third party inspection service companies that are currently used by airlines. "We made too many changes at the same time – new technology, new design tools and a change in the supply chain – and thus outran our ability to manage it effectively for a period of time", the company (Boeing, 2011) said. "In short, we have learned, and we are applying our learning." powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 50

TEMATY Perspektywy (1) Raport OTA: „ New Structural Materials Technologies: Opportunities for the Use of Advanced Ceramics and Composites” STAT-USA (Economics and Statistics Administration, U.S. Department of Commerce) „An Overview of New Applications in Composite Materials” Wykład Wytrzymałość Materiałów II 51

Światowy rynek materiałów kompozytowych 1984-2011 w mld $ TEMATY Perspektywy (2) Światowy rynek materiałów kompozytowych 1984-2011 w mld $ (rok 2011 wg LUCINTEL Global Management Consulting and Market Research Firm ) Wykład Wytrzymałość Materiałów II 52

Światowy rynek zaawansowanych materiałów kompozytowych w % TEMATY Perspektywy (3) Światowy rynek zaawansowanych materiałów kompozytowych w % Wykład Wytrzymałość Materiałów II 53

Perspektywiczne gałęzie zastosowań PMC (Plastic Matrix Composites) TEMATY Perspektywy (4) Perspektywiczne gałęzie zastosowań PMC (Plastic Matrix Composites) przemysł lotniczy motywacja: zmniejszenie ciężaru o 1 Funt (0,454 kG) daje zysk 100-300$ w okresie eksploatacji maszyny (ciężar 100 T, redukcja ciężaru 1% = 1000 kG, zysk na 1 egz. ~ 450 tys. $, produkcja ~1500 egz. = 670 mln $) wzrost ok. 6% rocznie (globalny wzrost w latach 1995-2010 GFRP ~30%, CFRP ~250% włókna węglowe, grafitowe, szkło HS, Kevlar49 Wykład Wytrzymałość Materiałów II 54

Perspektywiczne gałęzie zastosowań PMC TEMATY Perspektywy (7) Perspektywiczne gałęzie zastosowań PMC przemysł środków transportu, przemysł maszynowy motywacja: zmniejszenie ciężaru, obniżenie kosztów wprowadzania nowych modeli pojazdów kompozytowe karoserie na lekkich metalowych ramach przestrzennych lekkie i wytrzymałe wały napędowe i resory bariery: „nietechnologiczność” produkcji, mniejsze możliwości produkcji masowej w porównaniu z obecnymi metodami produkcyjnymi Wykład Wytrzymałość Materiałów II 55

Perspektywiczne gałęzie zastosowań PMC (Plastic Matrix Composite) TEMATY Perspektywy (8) Perspektywiczne gałęzie zastosowań PMC (Plastic Matrix Composite) budownictwo i konstrukcje rurociągi (USA – ok. 30% rynku), zbiorniki (USA-ok. 40% rynku z perspektywą 80%) turbiny elektrowni wiatrowych (80% rynku – wzrost produkcji GFRP w 2000 o 50% !!! (DK), w latach 2007-10 załamanie rynku USA) konstrukcje sprężone (cięgna GFRP, CFRP) wzmocnienia konstrukcji mostowych (USA – mosty autostradowe>50 lat, mosty kolejowe>85 lat) wyposażenie budynków (okna, drzwi, łazienki itp.) lekkie, sztywne i wytrzymałe kształtowniki PRESS Wykład Wytrzymałość Materiałów II 56

Prognozowane główne kierunki badawcze TEMATY Perspektywy (9) Prognozowane główne kierunki badawcze inżynieria procesowa, technologie produkcyjne doskonalenie dotychczasowych materiałów, nowe materiały (nanokompozyty) odporność udarowa delaminacja, procesy międzyfazowe modele wytrzymałościowe kumulacja uszkodzeń, pękanie, zmęczenie wpływ na środowisko lepkosprężystość, pełzanie, zniszczenie przy pełzaniu Wykład Wytrzymałość Materiałów II 57

Kompozytowa belka dwuteowa (symulacja komputerowa) TEMATY Perspektywy (8.1) Kompozytowa belka dwuteowa (symulacja komputerowa) powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 58

Struktury 3-D symulacja komputerowa (Politechnika Łódzka, 2010) TEMATY Perspektywy (8.2) Struktury 3-D symulacja komputerowa (Politechnika Łódzka, 2010) powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 59

TEMATY Zastosowania (11) – mosty, kładki cięgna z włókien węglowych w obiektach mostowych Stork (CH) 1996 Laroin (F) 2008 powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 60

TEMATY Zastosowania (2) – słupy podpory pod linie wysokiego napięcia (CH) słup żelbetowy słup sprężony cięgnami węglowymi podpory elektrowni wiatrowych (DK) powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 61

TEMATY Zastosowania (3) – możliwe wzmocnienia dodatkowe otwory ściany murowane ściany belki słupy płyty podłogi Sika CarboShear SikaWrap Sika CarboDur wzmocnienia węglowe systemu SIKA powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 62

TEMATY Zastosowania (4) – wzmocnienia mostów sprężenie dźwigaru mostowego Wykład Wytrzymałość Materiałów II 63

TEMATY Zastosowania (5) – wzmocnienia mostów most w Przemyślu nad rzeką Wiar (1997) most drewniany w Sins (CH) Wykład Wytrzymałość Materiałów II 64

TEMATY Zastosowania (6) – wzmocnienia stropu płyty stropowe parkingu w Fils (CH) 1993 montaż wzmocnień taśmami węglowymi powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 65

TEMATY Zastosowania (3.1) – wzmocnienia CarboShear wzmocnienia strefy ścianania w belce teowej powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 66

TEMATY Podstawowe informacje powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 67

TEMATY Włókna powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 68 68

TEMATY Pęknięcia wewnątrzwartwowe laminatu CFRP PRESS powrót Wykład Wytrzymałość Materiałów II 69

TEMATY Perspektywy (10) PRZYSZŁOŚĆ ? Encyklopedia Powszechna PWN 1971 kompost kompozycja - kompozyt - BRAK !!! kompresja Wykład Wytrzymałość Materiałów II 70

PROSTA DROGA DO K ARIERY DOBRY WYBÓR  Wykorzystaj ten wzorzec do tworzenia stron sieci Web dla grupy roboczej lub projektu. Możesz zmodyfikować przykładową zawartość dodając własne informacje, możesz także zmienić strukturę witryny sieci Web, dodając i usuwając slajdy. Formanty nawigacyjne znajdują się na wzorcu slajdów. Aby je zmienić, z menu Widok wybierz polecenie Wzorzec, a następnie polecenie Wzorzec slajdów. Aby dodać lub usunąć hiperłącza w tekście lub obiektach, lub by zmienić istniejące hiperłącza, zaznacz tekst lub obiekt, a następnie wybierz polecenie Hiperłącze z menu Wstaw. Gdy zakończysz dostosowywanie, usuń tę notkę, aby zaoszczędzić miejsca w końcowych plikach HTML. Aby uzyskać dodatkowe informacje, zapytaj Kreatora odpowiedzi o: Wzorzec slajdów Hiperłącza © 2011 JG Dzień Otwarty PK, Kraków 7 kwietnia 2011 Dzień Otwarty PK, Kraków 7 kwietnia 2011 Dzień Otwarty PK, Kraków 7 kwietnia 2011 Wykład Wytrzymałość Materiałów II 71 71