search query: @supervisor Vilaca, Pedro / total: 6
results-list
reference: 5 / 6
« previous | next »
Author:Näreikkö, Aleksi
Title:Mechanical testing of unidirectional carbon fiber reinforced plastics
Suunnattujen hiilikuitulujitettujen muovikomposiittien mekaaninen testaus
Publication type:Master's thesis
Publication year:2015
Pages:132      Language:   eng
Department/School:Insinööritieteiden korkeakoulu
Main subject:Koneenrakennuksen materiaalitekniikka   (K3003)
Supervisor:Vilaca, Pedro
Instructor:Kere, Petri
Electronic version URL: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201505142664
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions
close

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto     | Archive
Keywords:pultrusion
CFRP
3-point bending
defects
pultruusio
hiilikuitulujitettu muovikomposiitti
kolmipistetaivutus
viat
Abstract (eng):The area of composites testing has been a major topic of research since the early adoption of composites in the aerospace industry, nearly 50 years ago. Today, the mechanical characterization of different material systems is of even greater importance, since most modelling software require material data to produce accurate results.

This thesis studied a component consisting of 4 pultruded carbon fiber reinforced epoxy elements coated with a thermoplastic polyurethane coating. The objectives of the thesis were to understand the influence of the coating and contribution of one element on the strength of the component. Also, the effect of manufacturing and artificial defects on the mechanical properties of the component and its sub-components were studied.

Using 3-point bending of long and short beams, tensile testing and optical microscopy, it was found that the coating doesn't affect the measured strength of long beams in 3-point bending but increases it in short beams. It was shown that a polyurethane pad under the loading nose in a long beam 3-point bend test changes the failure mode from compressive to tensile failure, allowing prolonged loading to take place. Tensile testing proved to be challenging and no valid results were obtained.

Different manufacturing defects were shown to have an effect on the strength of uncoated elements along with their microstructure, although not all defective states were captured with the long and short beam 3-point bending tests. Lack of impregnation, producing dry fibers, was shown to be the most detrimental state, reducing the strength measured by both tests by over 75 %.

Conditioning the component in a weather chamber at 85 °C and 30 RH% in addition to being heated by a hot air gun and foreign object defects produced by tensioning the component over a pulley with a screw between the surfaces, reduced the strength by approximately 22 % in long beam three-point bending.
Abstract (fin):Komposiittien mekaanista testausta on tutkittu siitä lähtien kun niiden käyttö yleistyi teollisuudessa noin 50 vuotta sitten. Nykyään aihe on entistä tärkeämpi, sillä uusien komposiittijärjestelmien omaksuminen vaatii niiden materiaaliominaisuuksien tuntemista. Tämän lisäksi, uusimmat mallinnusohjelmat vaativat syöttötietoina materiaalitiedot, jotta niillä saadaan tarkkoja tuloksia.

Diplomityössä tutkittiin hiilikuitulujitteista komposiittiosaa, joka koostuu neljästä pultruusiolla valmistetusta hiilikuitukomposiittielementistä jotka ovat pinnoitettu polyuretaanipinnoitteella. Työn tavoitteena oli määrittää pinnoitteen vaikutus mekaanisiin ominaisuuksiin sekä yhden elementin osuus kokonaislujuudesta. Työssä tutkittiin myös valmistus- sekä keinotekoisten vikojen vaikutusta tutkitun komponentin sekä sen elementtien mekaanisiin ominaisuuksiin.

Komponenttia tutkittiin kolmipistetaivutuksella, vetokokeilla ja valomikroskopialla. Pitkien kappaleiden kolmipistetaivutus osoitti, että pinnoitteella ei ole vaikutusta mitattuun lujuuteen, mutta lyhyillä kappaleilla pinnoitteen voitiin osoittaa nostavan sitä. Pitkien kappaleiden taivutuksista todettiin, että polyuretaanipehmusteen käyttö painimen alla muuttaa vauriomekanismin puristuspuolen mikronurjahduksesta vetomurtumaksi, sallien suuremman kuormituksen. Vetokokeet osoittautuivat haastaviksi eikä niistä saatu hyväksyttäviä tuloksia.

Valmistusvioilla oli vaikutusta pinnoittamattomien elementtien lujuuteen sekä mikrorakenteeseen, vaikkakin kaikkia viallisia tiloja ei pystytty havaitsemaan lyhyiden ja pitkien palkkien kolmipistetaivutuksella. Valmistusvioista haitallisimmaksi osoittautui kuitujen alikyllästynyt tila, joka laski lyhyiden ja pitkien palkkien lujuutta jopa 75 %.

Keinotekoisia vikoja luotiin kuumailmapuhaltamalla sääkaapissa 85 °C asteessa ja 30 % suhteellisessa kosteudessa olleita komponentteja, sekä asettamalla erikokoisia ruuveja vanteen ja jännityksessä olevan komponentin väliin. Molemmat viat laskivat komponentin lujuutta 22 % pitkien palkkien kolmipistetaivutuksessa.
ED:2015-05-24
INSSI record number: 51312
+ add basket
« previous | next »
INSSI