Wydział Inżynierii Lądowej Politechniki Krakowskiej JANUSZ GERMAN Katedra Wytrzymałości Materiałów Instytut Mechaniki Budowli http://limba.wil.pk.edu.pl/~jg MATERIAŁY KOMPOZYTOWE własności, zastosowania, perspektywy wykład habilitacyjny Kraków, 02.02. 2005 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 © 2005 JG Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

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 habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Podstawowe informacje (2) Instytut Materiałów i Konstrukcji Budowlanych WIL PK Pionierskie prace w dziedzinie drutobetonów prof. Zygmunt Jamroży z zespołem Rura  140 cm, grubość ścianki 8 cm z wirowego drutobetonu (autor prof. J. Śliwiński) Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Podstawowe informacje (3) materiał kompozytowy (łac. compositus = złożony) - materiał zbudowany z co najmniej dwóch różnych składników połączonych na poziomie makroskopowym 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 habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Podstawowe informacje (4) 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 habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Podstawowe informacje (5) dlaczego kompozyty ? doskonałe parametry wytrzymałościowe i sztywnościowe doskonałe własności mechaniczne mały ciężar właściwy Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Podstawowe informacje (6) 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 Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Podstawowe informacje (7) RODZAJ WŁÓKNA CECHA szklane grafitowe aramidowe (Kevlar) Najniższa cena +++ ++ + Wytrzymałość właściwa Moduł właściwy Odporność na pełzanie Odporność na rozszerzalność cieplną Odporność zmęczeniowa Odporność udarowa Odporność chemiczna powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

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 habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Typy kompozytów (1.5) warstwa kompozytowa matryca (osnowa) włókna press laminat kompozytowy press Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Typy kompozytów (1.6) laminat krzyżowy [0/902]s matryca epoksydowa włókna 90° włókna 0° 20 m powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Typy kompozytów (1.7) kompozyty zbrojone włóknami 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 największa efektywność spośród materiałów kompozytowych - najlepsze własności mechaniczne i wytrzymałościowe przy najmniejszym ciężarze właściwym podstawowe znaczenie praktyczne: kompozyty włókniste o osnowach polimerowych zbrojonych włóknami węglowymi, grafitowymi, szklanymi, boronowymi i aramidowymi powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

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 habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Włókna i matryce (2) ŻYWICA CHARAKTERYSTYKA TYP RODZAJ  [kN/m3] E [GPa] R [MPa] TU epoksydowa (Narmco, Vicotex) 10.8-13.7 2.1-5.5 40-85 poliestrowa (Polimal) 1.3-4.1 fenolowa 11.8-13.7 2.7-4.1 35-60 TP nylonowa 10.8 1.3-3.5 55-90 poliwęglanowa 11.8 2.1-3.5 55-70 polietylenowa 8.8-9.8 0.7-1.4 20-35 Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

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 habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (1) – główne dziedziny budownictwo maszty, słupy wzmocnienia konstrukcji zbiorniki, rurociągi (celowość stosowania GFRP, przykłady) konstrukcje mostowe elementy nowoczesnych lekkich konstrukcji samoloty wojskowe i eksperymentalne elementy dla lotnictwa pasażerskiego karoserie samochodowe materiały i elementy dla medycyny sprzęt sportowo-rekreacyjny lekkie samoloty sportowe (ILot Warszawa – I23) kadłuby lekkich łodzi baseny i brodziki narty, deski, rakiety tenisowe, sprzęt golfowy Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (7) – zbiorniki GFRP press Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (8) – separatory GFRP Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (9) – rury press Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (10) – rurociągi GFRP press powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (15) Celowość stosowania GFRP do produkcji rur i zbiorników łatwość dostosowania funkcji, wymiarów i włas-ności wytrzymałościowych i odpornościowych do potrzeb klienta poprzez możliwość sterowania parametrami produkcyjnymi: - wytrzymałością na ciśnienie wewnętrzne - wytrzymałością na odkształcenia wywołane obciąże- niem zewnętrznym - odpornością na działanie mediów agresywnych - odpornością na ścieralność w przypadku przesyłania mediów zawierających zawiesiny Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (16) duża trwałość i niezawodność (odporność na korozję, chemiczną, na starzenie wywołane np. promieniami UV). Badania trwałości czasowej laminatów (USA, Szwecja) dowiodły, że: - żywotność wynosi nie mniej niż 50 lat - degradacja własności wytrzymałościowych jest zbliżona do wartości uzyskanych dla żeliwa i betonu, a znacznie mniejsza niż w przypadku elementów stalowych niski ciężar konstrukcji GFRP (ok. 10% ciężaru konstrukcji żelbetowej, ok. 20% ciężaru kon-strukcji stalowej i ok. 25% z żeliwa ciągliwego) Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (17) – rury i zbiorniki GFRP niskie koszty eksploatacyjne i nakłady na przeglądy, konserwacje i naprawy - laminaty o prawidłowo dobranych pod kątem stykających się z nimi mediów komponentach, nie wymagają przeglądów ani renowacji - instalacje i zbiorniki laminatowe przeznaczone na media agresywne chemicznie muszą być poddawane okresowym przeglądom, zgodnie z wymaganiami Urzędu Dozoru Technicznego wyroby proekologiczne optymalizacja kosztów realizacji inwestycji szczególnie w obiektach o dużej kapitało-chłonności, z dużą ilością instalacji przemysło-wych i technologicznych Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (18) – rury i zbiorniki GFRP Normy i wytyczne ASTM D 3263, D3517, D 3754 AWWA (American Water Works Association) C 950 w oparciu o normy ASTM D 3263, D3517, D 3754 i AWWA C 950, przy udziale ich autorów opracowywane są obecnie normy międzynarodowe ISO oraz europejskie CEN Polska- Wytyczne Urzędu Dozoru Technicz-nego DT-UC-90/WO-0 “Stałe zbiorniki ciśnieniowe z tworzyw sztucz-nych wzmocnionych włóknem szklanym” powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (7.1) – zbiorniki GFRP podziemne zbiorniki poziome: - zbiorniki magazynowe dla wody p-poż., wody pitnej, ścieków bytowo-gospodarczych, przemysłowych z wyłączeniem mediów agresywnych chemicznie podziemne zbiorniki pionowe: - zastosowania analogiczne jak dla poziomych - studnie wodomierzowe i kanalizacyjne - przepompownie, studnie technologiczne na sieciach podziemnych naziemne zbiorniki poziome i pionowe: - zbiorniki magazynowe dla wody nieuzdatnionej oraz nieagresywnych chemicznie ścieków technologicznych - zbiorniki magazynowe dla mediów agresywnych - obudowy dla urządzeń przy procesach technologicznych z udziałem mediów płynnych, sypkich i gazowych nieagresywnych powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (9.1) – rury GFRP rurociągi podziemne i naziemne budowa zbiorników, osadników, studzienek Parametry techniczne średnice wewnętrzne 500÷2500 mm rury bezciśnieniowe PN 1 (nominalne ciśnienia robocze do 1 bara) rury ciśnieniowe PN 2.5, PN 4, PN 6, PN 10 bezpieczne przenoszenie uderzeń hydraulicznych (krótkotrwałe wzrosty ciśnienia o wartości 40% ciśnienia nominalnego) klasy sztywności obwodowej SN 1250, SN 2500, SN 5000 i SN 10000 (N/m2) media: woda pitna i nieuzdatniona, ścieki sanitarne i przemysłowe, solanka kopalniana powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (10.1) – rurociagi GFRP Wykonywanie rurociągów długimi odcinkami (standardowe długości rur to 6 i 12 m) mała ilość połączeń - skrócony czas montażu Gładkie powierzchnie wewnętrzne rur małe tarcie: małe straty ciśnienia w czasie transportu cieczy i możliwe mniejsze spadki rurociągu znikome osadzanie się zanieczyszczeń - niskie koszty oczyszczania rurociągów Dopracowana technologia montażu rur systemy złączek i kołnierzy dostosowane do działa-jących obciążeń, transportowanych mediów i ich temperatury, temperatury otoczenia i in. złączki stalowo-elastomerowe typu FLEX: doskonała szczelność połączeń, łatwość montażu, mała czaso i pracochłonność powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Typy kompozytów (1.1) kompozyty zbrojone cząstkami Kompozyt ceramiczno-metalowy Al2O3/Cu powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Typy kompozytów (1.2) kompozyty zbrojone cząstkami obciążenie przenoszone przez obie fazy mechanizm wzmocnienia: ograniczanie przez cząstki odkształceń matrycy w obszarze sąsia-dującym z powierzchnią każdej cząstki wzmocnienie jest efektywne, jeśli: - udział cząstek przekracza 20% objętości kompozytu (niekiedy nawet 90%) - cząstki są równomiernie rozłożone w kompozycie - cząstki powinny mieć mniej więcej te same wymiary we wszystkich kierunkach i być małe powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Typy kompozytów (1.3) kompozyty zbrojone dyspersyjnie Nanokompozyt ZrO2-Al2O3 -Fe powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Typy kompozytów (1.4) kompozyty zbrojone dyspersyjnie metalowa osnowa wzmocniona cząstkami cerami-cznymi lub metalicznymi o średnicy 10÷100 nm w ilości do ok. 15% objętości kompozytu obciążenie przenoszone jest głównie przez osnowę - zbrojenie dyspersyjne nie poprawia znacząco cech mechanicznych i wytrzymałościowych kompozytu w umiarkowanych temperaturach mechanizm wzmocnienia: utrudnianie przez rozproszone cząstki ruchu dyslokacji w osnowie wzmocnienie jest efektywne w wysokich temperaturach (do ok. 80% temp. topnienia) niewielki udział cząstek znacznie poprawia np. odporność na pełzanie kompozytu w porównaniu z odpornością materiału osnowy powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

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 habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

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 habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Włókna i matryce (1.3) włókna węglowe należą do włókien grafitowych, ale o mniej uporządkowanej 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 habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

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 habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

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 habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

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 habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

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 habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Wytwarzanie kompozytów (5) Linia produkcyjna rur z kompozytu GFRP (metoda nawijania ciągłego – technologia Drostholm, 1967) wiecej… Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Wytwarzanie kompozytów (6) Linia produkcyjna rur z kompozytu GFRP (metoda nawijania ciągłego – technologia Drostholm, 1967) powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Wytwarzanie kompozytów (5.1) metoda nawijania włókien idea metody: ciągłe nawijanie włókien na obracający się rdzeń o kształcie bryły obrotowej, aby uzyskać pożądany układ geometryczny włókien w zależności od kierunku obrotu rdzenia i sposobu prze-suwu tzw. sanek z bębnem z nawiniętym włóknem można wykonać nawijanie obwodowe, śrubowe i planetarne regulowana prędkość przesuwu sanek i prędkość obroto-wa rdzenia umożliwia zmianę kąta nawijania w zakresie 5-85° taśmy rovingu wstępnie nasyconego żywicą muszą być ogrzane przed nawinięciem na rdzeń, aby żywica przeszła w stan płynny rdzeń jest ogrzewany w celu zapewnienia dokładnego powiązania ze sobą kolejnych nawijanych warstw powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Wytwarzanie kompozytów (7) 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 habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (19) – łodzie motorowe i żaglowe Hodgdon Brothers Inc. Gougeon Brothers Inc. powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (12) – Lockheed F-117A Lockheed F-117A Nighthawk Stealth Fighter Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (13) – Northrop B-2A Northrop B-2A Spirit Stealth Bomber powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (14) – Voyager (1984) powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (17) – Chevrolet Corvette Model 1954 (włókno szklane) Model Z51 (2004) (różne kompozyty) Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (18) – bolidy F1 Ferrari 2004 press McLaren/Mercedes po wypadku (v=345 km/h, 1999, M. Hakinen) press powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (15) – Airbus A380 European Aeronautic Defence and Space Company EADS N.V. jednoczęściowe drzwi (carbon/epoksyd) Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (16) – Boeing 747-400 hamulce (carbon/epoksyd) panele podłogowe (carbon/epoksyd) lotka skrzydła „winglet” (grafit/epoksyd) powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

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 habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Perspektywy (2) Światowy rynek zaawansowanych materiałów kompozytowych 1984-2001 w mld $ Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Perspektywy (3) Światowy rynek zaawansowanych materiałów kompozytowych w 2001 roku w mld $ press press Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

Procentowy podział rynku materiałów kompozytowych w Europie w 2001 TEMATY Perspektywy (3.1) Procentowy podział rynku materiałów kompozytowych w Europie w 2001 press Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Perspektywy (3.1.1) Procentowy udział materiałów kompozytowych w Europie w sektorze budowlano-konstrukcyjnym powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

Procentowy podział rynku materiałów kompozytowych w USA TEMATY Perspektywy (3.2) Procentowy podział rynku materiałów kompozytowych w USA Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

PERSPEKTYWY ROZWOJU ZASTOSOWAŃ PMC TEMATY Perspektywy (4) PERSPEKTYWY ROZWOJU ZASTOSOWAŃ PMC budownictwo i konstrukcje przemysł lotniczy przemysł środków transportu, przemysł maszynowy prognozowane główne kierunki badawcze Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

Perspektywiczne gałęzie zastosowań PMC TEMATY Perspektywy (4.1) Perspektywiczne gałęzie zastosowań PMC 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)) 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 habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

Perspektywiczne gałęzie zastosowań PMC TEMATY Perspektywy (4.2) Perspektywiczne gałęzie zastosowań PMC przemysł lotniczy motywacja: zmniejszenie ciężaru o 1 funt daje zysk 100-300$ w okresie eksploatacji maszyny roczny wzrost szacowany na 8-20% włókna węglowe, grafitowe, szkło HS, Kevlar49 Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

Perspektywiczne gałęzie zastosowań PMC TEMATY Perspektywy (4.3) 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 habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

Prognozowane główne kierunki badawcze TEMATY Perspektywy (4.5) 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 habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

Kompozytowa belka dwuteowa (symulacja komputerowa) TEMATY Perspektywy (8.1) Kompozytowa belka dwuteowa (symulacja komputerowa) powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (18.2) – McLaren/Mercedes powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (18.1) – Jordan F1 chassis Jordan 2004 (carbon/epoksyd) powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (11) – mosty cięgna z włókien węglowych w moście podwieszonym press Stork (CH) 1996 powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (2) – słupy podpory pod linie wysokiego napięcia (CH) słup żelbetowy słup sprężony cięgnami węglowymi podpory elektrowni wiatrowych (DK) powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

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 habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (4) – wzmocnienia mostów sprężenie dźwigaru mostowego Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (5) – wzmocnienia mostów most w Przemyślu nad rzeką Wiar (1997) most drewniany w Sins (CH) Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (6) – wzmocnienia stropu płyty stropowe parkingu w Fils (CH) 1993 montaż wzmocnień taśmami węglowymi powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (11.1) – mosty zakotwienie kabla z wiązki włókien węglowych powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Zastosowania (3.1) – wzmocnienia CarboShear wzmocnienia strefy ścianania w belce teowej powrót Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005

TEMATY Perspektywy (5) PRZYSZŁOŚĆ ??? ENCYKLOPEDIA POWSZECHNA PWN 1971 kompost kompozycja - kompresja Wykład habilitacyjny, Wydział Inżynierii Lądowej PK, Kraków 2 lutego 2005