ПРОГНОЗУВАННЯ ХАРАКТЕРИСТИК МІЦНОСТІ КОМПОЗИТА НА ОСНОВІ ПРЕФОРМ В ЕЛЕМЕНТАХ БУДІВЕЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ
Array
Ключові слова:
преформа, премікс, армуючий матеріал, кут між джгутами, критерій міцності, випробуванняАнотація
В даний час в багатьох галузях широко застосовуються плетені композитні конструкції різного призначення. Використання таких преформ дозволяє забезпечити можливість автоматизації виробництва, високу швидкість і економічність процесу виготовлення полімерних композиційних матеріалів та конструкцій на їх основі. Знання їх властивостей під час проектування дозволяє оптимізувати випуск конструкцій з необхідними параметрами. В роботі дістала подальшого розвитку модель композиційного матеріалу на основі плетеної арматури, для практичної реалізації якої досить провести випробування зразків матеріалу із трьома різними кутами між джгутами, наприклад, ±30º, ±45º і ±60º. Наведено математичний опис моделі, що дав можливість спрогнозувати фізико-механічні характеристики композиційного матеріалу при його викладенні на криволінійні поверхні. Синтезовані розрахункові параметри на відмінну від існуючих дозволяють прогнозувати характеристики міцності композита на основі плетених рукавів залежно від позиціонування й розташування матеріалу на формотвірній поверхні. Отримані результати є основою для вирішення задач розрахунку на міцність будівельних конструкцій із композиційних матеріалів на основі плетених преформ.
Посилання
1. Kondratiєv A.V., Proncevich O.O. (2021). Energozberіgajucha tehnologіja vigotovlennja elementіv budіvelnih konstrukcіj іz polіmernih materіalіv. Vіsnik Pridnіprovskoi derzhavnoї akademії budіvnictva ta arhіtekturi, 1, 13–20.
2. Zadorozhnіkova І.V., Kuh S.P. (2017). Metodi ta sposobi zastosuvannja skladnih polіmerіv pri pіdsilennі zalіzobetonnih konstrukcіj. Suchasnі tehnologії ta metodi rozrahunkіv u budіvnictvі, 8, 81–86.
3. Shantha Kumar D., Rajkumar R. (2016). Experimental investigation on flexural behavior of concrete beam with glass
fibre reinforced polymer rebar as internal reinforcement. International Journal of Chemical Sciences, 14(S1), 319–329.
4. Minasjan Z.A., Papojan A.R., Manukjan Je.A., Manasjan N.K., Muradjan V.G. (2020). Obzor tehnologij izgotovlenija i metodov ocenki svojstv pletenyh izdelij. Vestnik nauki i obrazovanija, 18(96). 20–30.
5. Andreev A.V., Gajdachuk V.E., Kondratiev A.V., Orlov O.V. (2017). Koncepcija tehnologicheskogo obespechenija sozdanija jeffektivnyh konstrukcij otechestvennyh grazhdanskih samoletov iz polimernyh kompozicionnyh materialov v sovremennyh uslovijah. Aviacionno-kosmicheskaja tehnika i tehnologija, 3(138). 64–76.
6. Vlasenko F.S., Raskutin A.E., Doneckij K.I. (2015). Primenenie pletenyh preform dlja polimernyh kompozicionnyh materialov v grazhdanskih otrasljah promyshlennosti (obzor). Trudy VIAM, 1, 20–29. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2015-0-1-5-5.
7. Korotkov I.A., Borshhev A.V., Karavaev R.Ju., Vlasenko F.S. (2015). Stroitel'stvo betonno-kompozitnyh mostov. Trudy VIAM, 1. 38–42.
8. Raskutin A.E., Evdokimov A.A., Mishkin S.I., Mihaldykin E.S. (2019). Arochnye mosty s primeneniem ugleplastikovyh arochnyh jelementov. Konstrukcii iz kompozicionnyh materialov, № 2, 22–29.
9. Pat. US20060174549A1 (2006) Rapidly-deplojable lightshheight load resisting arch system / H. Dagher, E. Landis, Imad El Chiti. 10.08.2006. https://patents.google.com/patent/US20060174549/
10. Pat. US20070175577A1 (2006) Composite construction members and method of making / H. Dagher, J. Tomblin, R. Nye, I. Chiti, M. Bodwell, A. Baker, R. Lopez-Anido. 12.10.2010. https://patents.google.com/patent/US20070175577
11. Lomov S.V., Bogdanovich E., Ivanov D.S., Mungalov D., Karahan M., Verpoest I. (2009). A comparative study of tensile properties of non-crimp 3D orthogonal weave and multi-layer plain weave E-glass composites. Part 1: Materials, methods and principal results. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 40, 8, 1134–1143. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2009.03.012
12. Ivanov D.S., Lomov S.V., Bogdanovich A.E., Karahan M., Verpoest I. (2009). A comparative study of tensile properties of non-crimp 3D orthogonal weave and multi-layer plain weave E-glass composites. Part 2: Comprehensive experimental results. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 40, 8, 1144–1157.
https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2009.04.032
13. Zdraveva E., Gonilho-Pereira C., Fangueiro R., Lanceros-Mendez S., Jalali S., Araújo M. (2010). Multifunctional Braided Composite Rods for Civil Engineering Applications. Advanced Materials Research, 123 – 125, 149–152. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.123-125.149
14. Okano M., Sugimoto K., Saito H., Nakai A., Hamada H. (2005). Effect of the braiding angle on the energy absorption properties of a hybrid braided FRP tube. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part L, 219, 1, 59–66. https://doi.org/10.1243/146442005X10256
15. Erber A., Drechsler K. Drechsler K. (2009). Torsional performance and damage tolerance of braiding configurations. JEC Composites Magazine, 46, 42–45.
16. Arnold W., William A., Wieslaw B., Robert G., Lee K., Justin L., Gary R. (2009). Characterization of Triaxial Braided Composite Material Properties for Impact Simulation. 65-th American Helicopter Society International Annual Forum, 2, 912–933.
17. Tomilova M.V., Smirnova N.A., Hammatova V.V. (2016). Issledovanie svojstv pletenyh poloten pri odnoosnom rastjazhenii. Vestnik tehnologicheskogo universiteta, 19, 8, 88–89.
18. Andreev A.V. (2010). Metodika opredelenija strukturnyh parametrov kompozitov, armirovannyh pletenymi rukavami. Otkrytye informacionnye i komp'juternye integrirovannye tehnologii, 47, 99–104.
19. Ershov S.V., Kalinin E.N., Kuznecov V.B., Nikiforova E.N. (2017). Opredelenie ugla armirovanija pletenyh preform metodom analiza izobrazhenij. Vestnik Cherepoveckogo gosudarstvennogo universiteta, 4, 14–20. https://doi.org/10.23859/1994-0637-2017-4-79-2
20. Nishimoto H., Ohtani A., Nakai A., Hamada H. (2010). Prediction Method for Temporal Change in Fiber Orientation. Textile Res J, 80 (9), 814–821.
21. Zhenkai W., Jialu L., Braided A. (2006). Measurement Technique for Three-Dimensional Braided Composite Material Preform Using Mathematical Morphology and Image Texture. AUTEX Research Journal, 6(1), P. 30–39.
22. Doneckij K.I., Kogan D.I., Hrul'kov A.V. (2014). Svojstva polimernyh kompozicionnyh materialov, izgotovlennyh na osnove pletenyh preform. Trudy VIAM, 3. 17–23. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2014-0-3-5-5
23. Andreev A.V., Karpov Ja.S. (2010). Modelirovanie uprugih i prochnostnyh svojstv kompozitov, armirovannyh pletenymi rukavami. Voprosy proektirovanija i proizvodstva konstrukcij letatel'nyh apparatov, 4(64), 7–10.
24. Karpov Ja.S., Andreev A.V. (2012). Realizacija metodiki prognozirovanija fiziko-mehanicheskih harakteristik kompozita na osnove pletenyh rukavov. Voprosy proektirovanija i proizvodstva konstrukcij letatel'nyh apparatov, 4(72), 161–165.
25. Karpov Ja.S. (2001). Mehanika kompozicionnyh materialov. Kharkiv: National Aerospace University “Kharkiv Aviation Institute” Publ., 247.
26. Vasiliev V.V., Morozov E.V. (2007). Advanced Mechanics of Composite Materials. Elsevier, 504.
2. Zadorozhnіkova І.V., Kuh S.P. (2017). Metodi ta sposobi zastosuvannja skladnih polіmerіv pri pіdsilennі zalіzobetonnih konstrukcіj. Suchasnі tehnologії ta metodi rozrahunkіv u budіvnictvі, 8, 81–86.
3. Shantha Kumar D., Rajkumar R. (2016). Experimental investigation on flexural behavior of concrete beam with glass
fibre reinforced polymer rebar as internal reinforcement. International Journal of Chemical Sciences, 14(S1), 319–329.
4. Minasjan Z.A., Papojan A.R., Manukjan Je.A., Manasjan N.K., Muradjan V.G. (2020). Obzor tehnologij izgotovlenija i metodov ocenki svojstv pletenyh izdelij. Vestnik nauki i obrazovanija, 18(96). 20–30.
5. Andreev A.V., Gajdachuk V.E., Kondratiev A.V., Orlov O.V. (2017). Koncepcija tehnologicheskogo obespechenija sozdanija jeffektivnyh konstrukcij otechestvennyh grazhdanskih samoletov iz polimernyh kompozicionnyh materialov v sovremennyh uslovijah. Aviacionno-kosmicheskaja tehnika i tehnologija, 3(138). 64–76.
6. Vlasenko F.S., Raskutin A.E., Doneckij K.I. (2015). Primenenie pletenyh preform dlja polimernyh kompozicionnyh materialov v grazhdanskih otrasljah promyshlennosti (obzor). Trudy VIAM, 1, 20–29. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2015-0-1-5-5.
7. Korotkov I.A., Borshhev A.V., Karavaev R.Ju., Vlasenko F.S. (2015). Stroitel'stvo betonno-kompozitnyh mostov. Trudy VIAM, 1. 38–42.
8. Raskutin A.E., Evdokimov A.A., Mishkin S.I., Mihaldykin E.S. (2019). Arochnye mosty s primeneniem ugleplastikovyh arochnyh jelementov. Konstrukcii iz kompozicionnyh materialov, № 2, 22–29.
9. Pat. US20060174549A1 (2006) Rapidly-deplojable lightshheight load resisting arch system / H. Dagher, E. Landis, Imad El Chiti. 10.08.2006. https://patents.google.com/patent/US20060174549/
10. Pat. US20070175577A1 (2006) Composite construction members and method of making / H. Dagher, J. Tomblin, R. Nye, I. Chiti, M. Bodwell, A. Baker, R. Lopez-Anido. 12.10.2010. https://patents.google.com/patent/US20070175577
11. Lomov S.V., Bogdanovich E., Ivanov D.S., Mungalov D., Karahan M., Verpoest I. (2009). A comparative study of tensile properties of non-crimp 3D orthogonal weave and multi-layer plain weave E-glass composites. Part 1: Materials, methods and principal results. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 40, 8, 1134–1143. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2009.03.012
12. Ivanov D.S., Lomov S.V., Bogdanovich A.E., Karahan M., Verpoest I. (2009). A comparative study of tensile properties of non-crimp 3D orthogonal weave and multi-layer plain weave E-glass composites. Part 2: Comprehensive experimental results. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 40, 8, 1144–1157.
https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2009.04.032
13. Zdraveva E., Gonilho-Pereira C., Fangueiro R., Lanceros-Mendez S., Jalali S., Araújo M. (2010). Multifunctional Braided Composite Rods for Civil Engineering Applications. Advanced Materials Research, 123 – 125, 149–152. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.123-125.149
14. Okano M., Sugimoto K., Saito H., Nakai A., Hamada H. (2005). Effect of the braiding angle on the energy absorption properties of a hybrid braided FRP tube. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part L, 219, 1, 59–66. https://doi.org/10.1243/146442005X10256
15. Erber A., Drechsler K. Drechsler K. (2009). Torsional performance and damage tolerance of braiding configurations. JEC Composites Magazine, 46, 42–45.
16. Arnold W., William A., Wieslaw B., Robert G., Lee K., Justin L., Gary R. (2009). Characterization of Triaxial Braided Composite Material Properties for Impact Simulation. 65-th American Helicopter Society International Annual Forum, 2, 912–933.
17. Tomilova M.V., Smirnova N.A., Hammatova V.V. (2016). Issledovanie svojstv pletenyh poloten pri odnoosnom rastjazhenii. Vestnik tehnologicheskogo universiteta, 19, 8, 88–89.
18. Andreev A.V. (2010). Metodika opredelenija strukturnyh parametrov kompozitov, armirovannyh pletenymi rukavami. Otkrytye informacionnye i komp'juternye integrirovannye tehnologii, 47, 99–104.
19. Ershov S.V., Kalinin E.N., Kuznecov V.B., Nikiforova E.N. (2017). Opredelenie ugla armirovanija pletenyh preform metodom analiza izobrazhenij. Vestnik Cherepoveckogo gosudarstvennogo universiteta, 4, 14–20. https://doi.org/10.23859/1994-0637-2017-4-79-2
20. Nishimoto H., Ohtani A., Nakai A., Hamada H. (2010). Prediction Method for Temporal Change in Fiber Orientation. Textile Res J, 80 (9), 814–821.
21. Zhenkai W., Jialu L., Braided A. (2006). Measurement Technique for Three-Dimensional Braided Composite Material Preform Using Mathematical Morphology and Image Texture. AUTEX Research Journal, 6(1), P. 30–39.
22. Doneckij K.I., Kogan D.I., Hrul'kov A.V. (2014). Svojstva polimernyh kompozicionnyh materialov, izgotovlennyh na osnove pletenyh preform. Trudy VIAM, 3. 17–23. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2014-0-3-5-5
23. Andreev A.V., Karpov Ja.S. (2010). Modelirovanie uprugih i prochnostnyh svojstv kompozitov, armirovannyh pletenymi rukavami. Voprosy proektirovanija i proizvodstva konstrukcij letatel'nyh apparatov, 4(64), 7–10.
24. Karpov Ja.S., Andreev A.V. (2012). Realizacija metodiki prognozirovanija fiziko-mehanicheskih harakteristik kompozita na osnove pletenyh rukavov. Voprosy proektirovanija i proizvodstva konstrukcij letatel'nyh apparatov, 4(72), 161–165.
25. Karpov Ja.S. (2001). Mehanika kompozicionnyh materialov. Kharkiv: National Aerospace University “Kharkiv Aviation Institute” Publ., 247.
26. Vasiliev V.V., Morozov E.V. (2007). Advanced Mechanics of Composite Materials. Elsevier, 504.
##submission.downloads##
Опубліковано
2020-11-27
Як цитувати
Кондратьєв, А., & Андрєєв, О. (2020). ПРОГНОЗУВАННЯ ХАРАКТЕРИСТИК МІЦНОСТІ КОМПОЗИТА НА ОСНОВІ ПРЕФОРМ В ЕЛЕМЕНТАХ БУДІВЕЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ: Array. Комунальне господарство міст, 6(159), 2–9. вилучено із https://khg.kname.edu.ua/index.php/khg/article/view/5668
Номер
Розділ
статьи
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому збірнику, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY-NC-ND 4.0 (із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Без Похідних 4.0 Міжнародна), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
