Statistical modelling and testing the structure and strength of fibrous structures and fibre reinforced composites using complex methods  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
49069
Type K
Principal investigator Vas, László Mihály
Title in Hungarian Szálas szerkezetek és szálerősítésű kompozitok statisztikus szerkezeti-szilárdsági modellezése és komplex vizsgálata
Title in English Statistical modelling and testing the structure and strength of fibrous structures and fibre reinforced composites using complex methods
Panel Natural Sciences Committee Chairs
Department or equivalent Department of Polymer Engineering (Budapest University of Technology and Economics)
Participants Czél, Gergely
Czvikovszky, Tibor
Gaál, János
Halász, Marianna
Nagy, Péter
Nagy, Veronika
Simon, Zoltán László
Tamás, Péter
Starting date 2005-01-01
Closing date 2008-12-31
Funding (in million HUF) 10.320
FTE (full time equivalent) 2.16
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
A szálas szerkezetek korábban megalapozott szálkötegcella modellezési módszerének továbbfejlesztéseként kidolgoztuk az alapkötegek tulajdonságait kombináló EHS, EHT, EST és EHST szálkötegcellák egyedi, valamint a sorba kapcsolt alapkötegek eredő húzóerő-folyamatának meghatározási módjait. Kimutattuk, hogy az egyirányú rövidszálas rendszer, vagy kompozit várható húzóerő-folyamata párhuzamosan kapcsolt szálkötegcellákkal írható le. Amennyiben a befogási hossz sokkal nagyobb az átlagos szálhossznál, úgy a fokozatos tönkremenetelt is tartalmazó húzóerő-folyamat az ES köteg módosított formáival, az ES1 vagy ES2 köteggel írható le. Másik alkalmazásként többrétegű fonatolt szerkezettel erősített kompozit csövek húzási tulajdonságait leíró kötegmodellt dolgoztunk ki. Mért húzóerő folyamatok szálkötegcella módszerrel történő modellezésére és/vagy szálkötegcella hálózatok elemzésére FiberSpace-nek elnevezett programrendszert dolgoztunk ki és valósítottunk meg, amelyet folyamatosan fejlesztünk. Végeselemes modellt dolgoztunk ki a vákuuminjektált szerszámban előállított laminált kompozit lapok irány és méretfüggő tulajdonságainak feltárásra, a hajlítóvizsgálatok során megfigyelt deformációs, akusztikus emissziós és tönkremeneteli jelenségek elemzésére. Fonalak, rovingok, szálpaplanok víz- és gyantafelvételi folyamata, vákuuminjektáló szerszámban a gyantafelvételi folyamat jól leírhatónak bizonyult a Lucas-Washburn egyenlet általunk kidolgozott közelítő explicit megoldásával.
Results in English
As a new development of the fiber-bundle-cells (FBCs) modeling method established earlier we elaborated the ways of determining the tensile force process of the combined FBCs such as EHS, EHT, EST, and EHST bundles as well as that of the serial connection of FBCs. It was shown that the expected value process of the tensile force of a unidirectional short fiber system or composite could be modeled with parallel connected FBCs. If the gauge length is much greater than the mean fiber length the tensile force process including the gradual damages could be described with the modified forms of the ES-bundle that are the ES1 and ES2 bundles. As another application we developed a FBC model for describing the tensile properties of composite tubes reinforced by braided structures. For modeling measured tensile processes with FBC method and/or analyzing networks of FBCs a software package named FiberSpace was and has been being developed. A FEM model was worked out to reveal the size and direction dependent properties of composite sheets produced in vacuum-injection tool as well as to analyze the deformation, damage, and acoustic emission phenomena observed during bending tests. Water and resin take up process of yarns, rovings, fiber mats and resin absorption in the vacuum-injection tool proved to be describable with the approximate explicit solution of Lucas-Washburn equation developed by us.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=49069
Decision
Yes





 

List of publications

  
44. Meggyes G., Gombos Z., and Vas L. M.: Analysing the Orientation and Size Effects in Composite Sheets in Tensile Tests, GÉPÉSZET 2006, 5th Conf. on Mech. Eng. Budapest, May 25-26, 2006. Proceedings (CD – Full-text) ISBN 963 593 465 3., 2006
3. Nagy V., Vas L.M.: Poliészter fonalak vizsgálata túlsodrással, következtetés a pórusméretre I. rész., Magyar Textiltechnika, LVIII. évf. 2005/1. 1-3., 2005
3. Nagy V., Vas L.M.: Poliészter fonalak vizsgálata túlsodrással, következtetés a pórusméretre II. rész., Magyar Textiltechnika. LVIII. évf. 2005/2. 26-27., 2005
4. Gombos Z., Vas L.M., Gaál J.: Gyantafelvételi folyamat vizsgálata és kiértékelése., Anyagvizsgálók Lapja, 15. (2005/3) 97-99., 2005
5. Gombos Z., Vas L.M.: Üvegszálpaplanok pórusméretének meghatározása statisztikus szerkezeti szálpaplanmodell alapján, Magyar Textiltechnika, LVIII. 2005/4. 89-91., 2005
6. Simon Z.L., Vas L.M.: Vákuuminjektálásos eljárással készült réteges szerkezetű kompozitok hajlító tulajdonságainak elemzése, Anyagvizsgálók Lapja 15. (2005/4.) 119-121., 2005
7. Nagy V., Vas L.M.: 3P gyanták nedvességfelvételi vizsgálata, Műanyag és Gumi, 42. 2005/5. 190-194., 2005
8. Zsigmond B., Vas L.M.: Fonatolt, szénszál erősítésű kompozit csövek húzása, Műanyag és Gumi, 42. 2005/12. 488-491., 2005
2. Gombos Z., Nagy V., Kostáková E. and Vas L. M.: Resin Absorbency in Glass Fiber Mats, 5th International IN-TECH-ED Conference, Budapest, Hungary, 07-09. September, 2005. Proceedings 472-479., 2005
29. Rácz Zsolt: Egyirányban erősített kompozit rudak hajlító karakterisztikájának és tönkremeneteli folyamatának elemzése., PhD értekezés. BME, Budapest. Sikeres védés: 2006. dec., 2006
30. Nagy Veronika: Examination and Modeling of Porosity in Polyester Twisted Fibrous Structures., PhD értekezés. BME, Budapest. Sikeres védés: 2006. jún., 2006
32. Gombos Z., Nagy V.,Vas L.M., Gaál J.: Investigation of Pore Size and resin Absorbency in Chopped Strand Mats, Periodica Polytechnica, Ser. Mech. Eng. 49. (2005/2)131–148., 2005
33. Zsigmond B. and Vas L.M.: Examination of the Tensile State of Fibers in Braided Fiber Reinforced Composite Tubes, Periodica Polytechnica Ser. Mech. Eng., Vol.50. No.1. (2006) 67-76., 2006
35. Gyivicsán P., Gombos Z., Vas L.M.: Üvegszálpaplanok pórusméret eloszlásának vizsgálata képfeldolgozó rendszer segítségével, Magyar Textiltechnika 59 2006/5 (146-149), 2006
36. Simon Z., Szabó L., Vas L.M.: Determination of flexural modulus by image processing, Proceedings of Fifth Conference on Mechanical Engineering, BME 2006. 05. 25-26. CD 6 pages. (ISBN 963 593 465 3), 2006
39. Gombos Z., Nagy V., Kostáková E., Vas L.M.: Absorbency Behaviour of Vertically Positioned Nonwoven Glass Fiber Mats in Case of Two Different Resin Viscosities, Macromolecular Symposia Vol.239, (2006) Issue 1. (227–231), 2006
41. Vas L.M.: Idealizált szálkötegek és alkalmazásuk szálas szerkezetek modellezésére, MTA Szál- és Kompozittechnológiai Bizottság Vitaülése, Budapest, 2006. febr. 28., 2006
43. Gombos Z. and Vas L. M.: Temperature Dependence of Resin Absorption of Various Chopped Strand Mats, GÉPÉSZET 2006, 5th Conf. on Mech. Eng. Budapest, May 25-26, 2006. Proceedings (CD – Full-text) ISBN 963 593 465 3., 2006
42. Vas L. M. and Tamás P.: Fiber-Bundle-Cells Method and its Application to Modeling Fibrous Structures, GÉPÉSZET 2006, 5th Conf. on Mech. Eng. Budapest, May 25-26, 2006. Proceedings (CD – Full-text) ISBN 963 593 465 3., 2006
45. Török P., Gombos Z., and Vas L. M.: The Effect of Curing Temperature upon the Mechanical Properties of Unsaturated Polyester Resin, GÉPÉSZET 2006, 5th Conf. on Mech. Eng. Budapest, May 25-26, 2006. Proceedings (CD – Full-text) ISBN 963 593 465 3., 2006
46. Gombos Z., Vas L.M.: Erősítő textíliák pórusméretének meghatározása képfeldolgozó rendszer segítségével, 3. AGY Anyagvizsgálat a Gyakorlatban 3. Szakmai Szeminárium. Tengelic, 2006. 06. 01-02. (poszter előadás), 2006
55. Gombos Z., Török P., Vas L.M.: Gélesedési pont meghatározása telítetlen poliészter gyanta exoterm hőeffektusából, Anyagvizsgálók Lapja, Elektronikus folyóirat, Vizsgálattechnika, www.anyagvizsgaloklapja.hu HU ISSN 1787-5072. 16(1), 1-5 (2006), 2006
56. Vas L.M., Poloskei K., Felhos D., Deak T., Czigany T.: Theoretical and Experimental Study of the Effect of Fiber Heads on the Mechanical Properties of Non-Continuous Basalt Fiber Reinforced Composites, eXPRESS Polymer Letters 1(2) 109-121-91 (2007), 2007
59. Vas L.M.: Polimer kompozitok modellezése szálköteg-elméleti módszerekkel, Anyagtudományi Nap, MTA Anyagtudományi és Technológiai Komplex Bizottsága, Budapest, 2007. május 11., 2007
60. Vas L.M., Tamás P.: Modeling Method Based on Idealized Fiber Bundles, Poster paper. 3rd Chine-Europe Symposium on Processing and Properties of Reinforced Polymers. 11-15 June 2007, Budapest, Hungary., 2007
61. Gombos Z., Vas L.M.: Structure and permeability properties of glass fiber mats, IV International Materials Symposium Materiais 2007, Porto, Portugal, 1-4 April 2007. ISBN 978-972-8953-15-7. (Poster), 2007
62. Gombos Z., Vas L.M., Hrůza J.: The effect of layer number on air permeability in case of glass fiber mats, 3rd China-Europe Symposium on Processing and Properties of Reinforced Polymers, Budapest, Hungary, 11-14 June 2007. ISBN 978-963-420-901-0. (Poster), 2007
64. Nagy P.: Polimerek időfüggő mechanikai jellemzői, összefüggéseik elméleti és kísérleti elemzése, BME Doktori (PhD) értekezés; Sikeres védés: 2007.11.21., 2007
66. Simon Z.L.: Laminált kompozit lapok feszültség-deformációs mechanizmusának elemzése, különös tekintettel a méret és szerkezethatásokra, BME Doktori (PhD) értekezés (Sikeres védés: 2008. március 1.), 2007
1. Vas L.M.: Idealizált statisztikus szálkötegcellák és alkalmazásuk szálas szerkezetek, kompozitok modellezésére, MTA Doktori értekezés, Budapest (Sikeres védés: 2008. május 26.), 2007
67. Vas L. M., Tamas P.: Modeling Fibrous Reinforcements and Composites Using Fiber Bundle Cells, III. International Technical Textiles Congress Dec. 1-2, 2007 Istanbul. In: Sariisik M, Karabay G (szerk.) Proceedings 95-104, 2007
74. Molnár K., Gombos Z., Vas L. M.: Testing and Modeling the Tensile Behavior of Fiber Bundles of Differently Bonded Glass Fiber Mats, GÉPÉSZET 2008, 6th Conference on Mechanical Engineering., Budapest, May 28-29, 2008. In: K Váradi, G Vörös (szerk.) Proceedings 1-6. Paper G-2008-J-20., 2008
75. Molnár K., Mészáros L., Vas L. M.: Processing of Oriented Nanofibers by Electrospinning Method, GÉPÉSZET 2008, 6th Conference on Mechanical Engineering., Budapest, May 28-29, 2008. In: K Váradi, G Vörös (szerk.) Proceedings 1-6. Paper G-2008-J-17., 2008
76. Nagy P., Vas L. M.: Establishing Correlation between the Creep Curve and the Constant Force Rate Tensile Measurements of Viscoelastic Polymers, GÉPÉSZET 2008, 6th Conference on Mechanical Engineering., Budapest, May 28-29, 2008. In: K Váradi, G Vörös (szerk.) Proceedings 1-6. Paper G-2008-J-19., 2008
77. Vas L. M., Bakonyi P., Nagy P.: Investigation of the Creep Behavior of PP and its Estimation from Constant Force Rate Tensile Measurements, GÉPÉSZET 2008, 6th Conference on Mechanical Engineering., Budapest, May 28-29, 2008. In: K Váradi, G Vörös (szerk.) Proceedings 1-6. Paper G-2008-J-21., 2008
78. Tamás P., Vas L. M.: Fiber Bundle Based Modeling Software, ITC&DC Magic World of Textiles IV. International Textile, Clothing & Design Conference Oct. 5-8, 2008 Dubrovnik. Book of Proceedings 892-897, 2008
79. Vas L. M., Tamás P.: Modelling Method Based on Idealised Fibre Bundles, Plastics Rubber and Composites 37:(5/6) pp. 233-239. (2008), 2008
80. Molnar K., Gombos Z., Vas L. M.: Testing and Modeling the Tensile Strength Behavior of Glass Fibers, Fiber Bundles and Fiber Mats, Materials Science 589: 227-232. (2008), 2008
82. Vas L.M., Tamás P.: Modelling Failure and Size Effect of Oriented Polymers by Fibre Bundle Based FibreSpace, AUTEX 2009 World Textile Conference May 26-28 2009, Izmir, Turkey (submitted conference paper), 2009
83. Vas L.M., Ronkay F., Czigány T.: Active Fiber Length Distribution and its Application to Determine the Critical Fiber Length, Composites Part A, benyújtva 2008.10.09-én., 2009
25. Vas L.M.: Strength of Unidirectional Short Fiber Structures as a Function of Fiber Length., Journal of Composite Materials 40. No.19. 1695-1734., 2006
38. Vas L.M.: Statistical Modeling of Unidirectional Fiber Structures, Macromolecular Symposia. Vol. 239. Issue 1 (June 2006). 159-175., 2006
26. Vas L.M. and Czigány T.: Strength Modeling of Two-Component Hybrid Fiber Composites in Case of Simultaneous Fiber Failures., Journal of Composite Materials 40. No.19. 1735-1762., 2006
1. Rácz Zs. and Vas L.M.: Relationship Between Flexural Properties and Aspect Ratio in Unidirectional Composites, Composite Interfaces 12. (2005) 325-339, 2005
37. Simon Z., Vas L.M.: Relationship between bending modulus and test sizes of laminated glass/polyester composites, Materials Science Forum Vols. 537-538, pp. 71-79. (2007), 2007
31. Nagy V. and Vas L.M.: Pore Characteristic Determination with Mercury Porosimetry in Staple Yarns, Fibers and Textiles in Eastern Europe 13. 2005/3. (Jul-Sep.) 21-26., 2005
58. Nagy P., Vas L.M.: Investigating the Time Dependent Behavior of Thermoplastic Polymers under Tensile Load, Macromolecular Symposia Special Issue: Advanced Polymer Composites and Technologies 239(1), 176-181 (2006), 2006
57. Nagy P., Vas L.M.: Relationship between constant strain rate and stress relaxation behavior of polypropylene, eXPRESS Polymer Letters 1(2) (2007) 84–91, 2007
73. Tamás P., Vas L. M.: Modeling Fibrous Structures by FiberSpace Using Fourier Transformation Based Expert System, GÉPÉSZET 2008, 6th Conference on Mechanical Engineering., Budapest, May 28-29, 2008. In: K Váradi, G Vörös (szerk.) Proceedings 1-6. Paper G-2008-J-10., 2008
81. Vas L. M., Ronkay F., Czigány T.: Modelling Tensile Force Oscillation During the Tensile Test of PET Specimens, Express Polymer Letters 3:(2) 63-69. (2009), 2009



Back »