Σφνκετα Υλικά: Χαρακτθριςμόσ και Ιδιότθτεσ

Transcript

1 Σφνκετα Υλικά: Χαρακτθριςμόσ και Ιδιότθτεσ Εργαςτθριακι Άςκθςθ 4: Θεωρία καταςκευισ πολυςτρϊτων πλακϊν Διδάςκοντεσ: Ν. Μ. Μπάρκουλα, Αν. Κακθγιτρια, Δρ. Μθχ/γοσ Μθχανικόσ Εργαςτθριακι Υποςτιριξθ: Γ. Φωτεινίδθσ, Υποψιφιοσ Διδάκτορασ Μ. Κοςαρλι, Υποψιφια Διδάκτορασ Χ. Δροφγκασ, ΕΤΕΠ 1

2 ΣΥΝΘΕΤΑ ΥΛΙΚΑ: ΔΟΜΙΚΑ Σωματίδια ςωματίδια Κνεσ Δομικά Πολφςτρωτα ςφνκετα υλικά -- Διαςτρωμάτωςθ: e.g., [/9]s -- κζρδοσ: ιςοςτακμιςμζνθ, ςυνεπίπεδθ δυςκαμψία Σφνκετα Sandwich -- χαμθλισ πυκνότθτασ, κυψελωτόσ πυρινασ -- Κζρδοσ: βάροσ, καμπτικι ακαμψία Adapted from Fig , Callister 6e. Adapted from Fig , Callister 6e. (Fig is from Engineered Materials Handbook, Vol. 1, Composites, ASM International, Materials Park, OH,

3 Υφάςματα 3

4 Υφάςματα με Κνεσ μίασ Διεφκυνςθσ 4

5 Υφαντά Υφάςματα 5

6 Πολφςτρωτεσ Πλάκεσ [45//9 2 /] Τ -45 [ 3// 45] S z z=h/2 [45//9 2 /] S [(/9) 3 ] Τ ή [/9] 3Τ z=-h/ [45//6] Q 45 6

7 Τεχνικζσ Μορφοποίθςθσ PMC Τοποκζτθςθ Υφαςμάτων Εμποτιςμόσ Υφαςμάτων Σκλιρυνςθ 7

8 Μζκοδοσ επίςτρωςθσ με το χζρι 8

9 Μζκοδοσ μορφοποίθςθσ με κενό 9

10 Μζκοδοσ μορφοποίθςθσ με κενό 1

11 Μζκοδοσ ζγχυςθσ ρθτίνθσ Κλειςτοφ Καλουπιοφ Ανοικτοφ Καλουπιοφ 11

12 Γενικόσ Εξοπλιςμόσ 12

13 Γενικόσ Εξοπλιςμόσ 13

14 Γενικόσ Εξοπλιςμόσ 14

15 Υλικά για τθν διεργαςία μορφοποίθςθσ Καλοφπι Κερί PVA 15

16 Υλικά για τθν διεργαςία μορφοποίθςθσ 16

17 Υλικά για τθν διεργαςία μορφοποίθςθσ Araldite LY 552 / Aradur 552* COLD CURING EPOXY SYSTEMS Araldite LY 552 is a low-viscosity epoxy resin Aradur 552 is a mixture of polyamines APPLICATIONS Aerospace and industrial composites, tooling, aircraft repair. PROPERTIES Low viscosity, easy impregnation of reinforcement materials. Long pot life (2 hours for 1 ml at ambient), ample processing time allows production of big objects. High temperature resistance (glass transition temperature) after ambient cure: 6 C, after post-cure at 1:12 C. Excellent mechanical and dynamic properties after ambient cure with potential for even higher properties after postcure at elevated temperatures. Also laminates show outstanding mechanical and dynamic properties. This system is qualified by the Luftfahrtbundesamt (German Aircraft Authority) for the production of gliders. Adequate skin protection is indispensable. PROCESSING Wet lay-up Resin Transfer Moulding (RTM) Pressure Moulding Filament Winding PROCESSING DATA MIX RATIO Components Araldite LY 552 Aradur 552 Parts by weight 1 38 Parts by volume 1 47 TYPICAL CURE CYCLES 1 day 23 C + 15 h 5 Cor 1 day 23 C + 4 h 1 C The optimum cure cycle has to be determined case by case, depending on the processing and the economic requirements. 17

18 Υλικά για τθν διεργαςία μορφοποίθςθσ Φιλμ αποκόλλθςθσ / Peel ply Φφλλο διαπνοισ Στρϊμα απορρόφθςθσ περίςςειασ ρθτίνθσ Σακοφλα κενοφ φιλμ ςτεγανοποίθςθσ Sealant tape tacky tape 18

19 Πλάκα UD [ 8 ] 2 x 2 Υπολογιςμοί Πλάκα quisi-isotropic [/±45/9] S 2 x 2 19

20 Υπολογιςμοί Πλάκα UD 1. Χρειάηομαι 8 ςτρώςεισ ςτισ με μζγεκοσ 2 x 2 2. Η κατανάλωςθ ρθτίνθσ του πανιοφ UD είναι 173 g/m 2 3. Για τισ 8 ςτρϊςεισ κα χρειαςτϊ 8*.2*.2*173 = g ςυςτιματοσ ρθτίνθσ 4. Η ςτοιχειομετρικι αναλογία είναι 1:38 κ.β. ρθτίνθ:ςκλθρυντισ 5. Υπολογίηω τθν ποςότθτα ρθτίνθσ και ςκλθρυντι για 6 g ςυςτιματοσ (υποκζτω ότι μία μικρι ποςότθτα κα παραμείνει ςτο βουρτςάκι ι ςτο δοχείο). 6. Η ποςότθτα ρθτίνθσ είναι: Η ποςότθτα ςκλθρυντι είναι: 1*6/138=43.5 g 38*6/138=16.5 g 2

21 Υπολογιςμοί Πλάκα quisi isotropic 1. Χρειάηομαι 4 ςτρώςεισ ςτισ ή 9 από το UD ύφαςμα και 2 ςτρώςεισ ςτισ ±45 από το biaxial ύφαςμα με μζγεκοσ 2 x 2 2. Η κατανάλωςθ ρθτίνθσ του πανιοφ UD είναι 173 g/m 2 και του πανιοφ ±45 είναι 244 g/m 2 3. Για τισ 4 ςτρϊςεισ ςτισ / 9 κα χρειαςτϊ 4*.2*.2*173 = 27.7 g ςυςτιματοσ ρθτίνθσ ενϊ για τισ 4 ςτρϊςεισ ςτισ ±45 κα χρειαςτϊ 2*.2*.2*244 = g ςυςτιματοσ ρθτίνθσ 4. Συνολικά κα χρειαςτϊ = g ςυςτιματοσ 5. Η ςτοιχειομετρικι αναλογία είναι 1:38 κ.β. ρθτίνθ:ςκλθρυντισ 6. Υπολογίηω τθν ποςότθτα ρθτίνθσ και ςκλθρυντι για 5 g ςυςτιματοσ (υποκζτω ότι μία μικρι ποςότθτα κα παραμείνει ςτο δοχείο). 7. Η ποςότθτα ρθτίνθσ είναι: Η ποςότθτα ςκλθρυντι είναι: 1*7/138=36.23 g 38*7/138=13.77 g 21