Παρασκευή και μελέτη συνθέτων υλικών πολυμερικής μήτρας με ενίσχυση υπερ-ελαστικών κραμάτων μνήμης σχήματος με στόχο τη βελτίωση της αποσβεστικής ικανότητας των υλικών
Στην παρούσα εργασία γίνεται μια συστηματική μελέτη της συμπεριφοράς υβριδικών συνθέτων υλικών πολυμερικής μήτρας με ενίσχυση υπερ-ελαστικών κραμάτων μνήμης σχήματος, με στόχο την της βελτίωσης της αποσβεστικής ικανότητας των υπό εξέταση υλικών. Προς τούτο ορίστηκε αρχικά το τεχνολογικό πρόβλημα και...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2017
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/10314 |
| id |
nemertes-10889-10314 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Σύνθετα υλικά Υπερ-ελαστικά κράματα Απόσβεση Μηχανικές δοκιμές Δοκιμές ελεύθερης ταλάντωσης Composite materials Super-elastic alloys Damping Mechanical tests Oscillation tests 620.118 17 |
| spellingShingle |
Σύνθετα υλικά Υπερ-ελαστικά κράματα Απόσβεση Μηχανικές δοκιμές Δοκιμές ελεύθερης ταλάντωσης Composite materials Super-elastic alloys Damping Mechanical tests Oscillation tests 620.118 17 Κατσιρόπουλος, Χρήστος Παρασκευή και μελέτη συνθέτων υλικών πολυμερικής μήτρας με ενίσχυση υπερ-ελαστικών κραμάτων μνήμης σχήματος με στόχο τη βελτίωση της αποσβεστικής ικανότητας των υλικών |
| description |
Στην παρούσα εργασία γίνεται μια συστηματική μελέτη της συμπεριφοράς υβριδικών συνθέτων υλικών πολυμερικής μήτρας με ενίσχυση υπερ-ελαστικών κραμάτων μνήμης σχήματος, με στόχο την της βελτίωσης της αποσβεστικής ικανότητας των υπό εξέταση υλικών. Προς τούτο ορίστηκε αρχικά το τεχνολογικό πρόβλημα και πραγματοποιήθηκε λεπτομερής βιβλιογραφική ανασκόπηση και έρευνα.
Στο πλαίσιο αυτό, αρχικά παρασκευάστηκε το σύνθετο υλικό αναφοράς και το υπό εξέταση απαιτούμενο υβριδικό σύνθετο υλικό ενισχυμένο με ίνες Kevlar σε δύο διαφορετικούς προσανατολισμούς και σύρματα υπερ-ελαστικού κράματος Ni-Ti σε διάφορα ποσοστά περιεκτικότητας και επίπεδα προτάνυσης. Στην συνέχεια εκτελέστηκαν μία σειρά από αρχικές δοκιμές μηχανικού, θερμο-μηχανικού και μικροσκοπικού χαρακτηρισμού με σκοπό την επιλογή των βέλτιστων χαρακτηριστικών
Εν συνεχεία, για τον επιλεγέντα προσανατολισμό έγινε πλήρης πειραματική σειρά δοκιμών ελεύθερης ταλάντωσης με πειραματική διαδικασία και διάταξη που σχεδιάστηκε από την αρχή για τις ανάγκες της εργασίας. Αφού αποτιμήθηκαν τα αποτελέσματα των πειραματικών δοκιμών ελεύθερης ταλάντωσης και μέσω της σύγκρισης των, εξαχθήκαν χρήσιμα συμπεράσματα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η ταλαντωτική συμπεριφορά των υπό εξέταση υλικών μπορεί να ρυθμιστεί ανάλογα με τις εκάστοτε απαιτήσεις και ως εκ τούτου η αποσβεστική τους ικανότητα σαφώς και βελτιώνεται με την προσθήκη των συρμάτων υπερ-ελαστικού κράματος Ni-Ti, ενώ αμφότερα το ποσοστό προτάνυσης και ο αριθμός των συρμάτων δείχνουν να έχουν προφανή επιρροή στην εν λόγω ικανότητα. |
| author2 |
Γαλιώτης, Κωνσταντίνος |
| author_facet |
Γαλιώτης, Κωνσταντίνος Κατσιρόπουλος, Χρήστος |
| format |
Thesis |
| author |
Κατσιρόπουλος, Χρήστος |
| author_sort |
Κατσιρόπουλος, Χρήστος |
| title |
Παρασκευή και μελέτη συνθέτων υλικών πολυμερικής μήτρας με ενίσχυση υπερ-ελαστικών κραμάτων μνήμης σχήματος με στόχο τη βελτίωση της αποσβεστικής ικανότητας των υλικών |
| title_short |
Παρασκευή και μελέτη συνθέτων υλικών πολυμερικής μήτρας με ενίσχυση υπερ-ελαστικών κραμάτων μνήμης σχήματος με στόχο τη βελτίωση της αποσβεστικής ικανότητας των υλικών |
| title_full |
Παρασκευή και μελέτη συνθέτων υλικών πολυμερικής μήτρας με ενίσχυση υπερ-ελαστικών κραμάτων μνήμης σχήματος με στόχο τη βελτίωση της αποσβεστικής ικανότητας των υλικών |
| title_fullStr |
Παρασκευή και μελέτη συνθέτων υλικών πολυμερικής μήτρας με ενίσχυση υπερ-ελαστικών κραμάτων μνήμης σχήματος με στόχο τη βελτίωση της αποσβεστικής ικανότητας των υλικών |
| title_full_unstemmed |
Παρασκευή και μελέτη συνθέτων υλικών πολυμερικής μήτρας με ενίσχυση υπερ-ελαστικών κραμάτων μνήμης σχήματος με στόχο τη βελτίωση της αποσβεστικής ικανότητας των υλικών |
| title_sort |
παρασκευή και μελέτη συνθέτων υλικών πολυμερικής μήτρας με ενίσχυση υπερ-ελαστικών κραμάτων μνήμης σχήματος με στόχο τη βελτίωση της αποσβεστικής ικανότητας των υλικών |
| publishDate |
2017 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/10314 |
| work_keys_str_mv |
AT katsiropouloschrēstos paraskeuēkaimeletēsynthetōnylikōnpolymerikēsmētrasmeenischysēyperelastikōnkramatōnmnēmēsschēmatosmestochotēbeltiōsētēsaposbestikēsikanotētastōnylikōn AT katsiropouloschrēstos preparationofpolymermatrixcompositematerialsreinforcedwithnitisuperelasticshapememoryalloysandinvestigationoftheirdampingresponse |
| _version_ |
1771297188341612544 |
| spelling |
nemertes-10889-103142022-09-05T09:41:28Z Παρασκευή και μελέτη συνθέτων υλικών πολυμερικής μήτρας με ενίσχυση υπερ-ελαστικών κραμάτων μνήμης σχήματος με στόχο τη βελτίωση της αποσβεστικής ικανότητας των υλικών Preparation of polymer matrix composite materials reinforced with NiTi super-elastic shape memory alloys and investigation of their damping response Κατσιρόπουλος, Χρήστος Γαλιώτης, Κωνσταντίνος Γαλιώτης, Κωνσταντίνος Κροντηράς, Χριστόφορος Παλίλης, Λεωνίδας Katsiropoulos, Christos Σύνθετα υλικά Υπερ-ελαστικά κράματα Απόσβεση Μηχανικές δοκιμές Δοκιμές ελεύθερης ταλάντωσης Composite materials Super-elastic alloys Damping Mechanical tests Oscillation tests 620.118 17 Στην παρούσα εργασία γίνεται μια συστηματική μελέτη της συμπεριφοράς υβριδικών συνθέτων υλικών πολυμερικής μήτρας με ενίσχυση υπερ-ελαστικών κραμάτων μνήμης σχήματος, με στόχο την της βελτίωσης της αποσβεστικής ικανότητας των υπό εξέταση υλικών. Προς τούτο ορίστηκε αρχικά το τεχνολογικό πρόβλημα και πραγματοποιήθηκε λεπτομερής βιβλιογραφική ανασκόπηση και έρευνα. Στο πλαίσιο αυτό, αρχικά παρασκευάστηκε το σύνθετο υλικό αναφοράς και το υπό εξέταση απαιτούμενο υβριδικό σύνθετο υλικό ενισχυμένο με ίνες Kevlar σε δύο διαφορετικούς προσανατολισμούς και σύρματα υπερ-ελαστικού κράματος Ni-Ti σε διάφορα ποσοστά περιεκτικότητας και επίπεδα προτάνυσης. Στην συνέχεια εκτελέστηκαν μία σειρά από αρχικές δοκιμές μηχανικού, θερμο-μηχανικού και μικροσκοπικού χαρακτηρισμού με σκοπό την επιλογή των βέλτιστων χαρακτηριστικών Εν συνεχεία, για τον επιλεγέντα προσανατολισμό έγινε πλήρης πειραματική σειρά δοκιμών ελεύθερης ταλάντωσης με πειραματική διαδικασία και διάταξη που σχεδιάστηκε από την αρχή για τις ανάγκες της εργασίας. Αφού αποτιμήθηκαν τα αποτελέσματα των πειραματικών δοκιμών ελεύθερης ταλάντωσης και μέσω της σύγκρισης των, εξαχθήκαν χρήσιμα συμπεράσματα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η ταλαντωτική συμπεριφορά των υπό εξέταση υλικών μπορεί να ρυθμιστεί ανάλογα με τις εκάστοτε απαιτήσεις και ως εκ τούτου η αποσβεστική τους ικανότητα σαφώς και βελτιώνεται με την προσθήκη των συρμάτων υπερ-ελαστικού κράματος Ni-Ti, ενώ αμφότερα το ποσοστό προτάνυσης και ο αριθμός των συρμάτων δείχνουν να έχουν προφανή επιρροή στην εν λόγω ικανότητα. In the present work, a concept for the assessment of damping response of hybrid composite materials enhanced with super-elastic NiTi alloy wires is introduced. The present thesis deals initially with the selection of the optimal fiber orientation of composite materials comprised of epoxy resin and Kevlar fibers in terms of its critical mechanical properties. Afterwards, a complete experimental investigation of the damping response is performed, using an innovative test procedure designed by the author. In detail: The 1st chapter is an introductive presentation of the technology difficulties which are involved and the present thesis is trying to solve, the scope of the present thesis as well as the thesis structure. The 2nd chapter is dedicated to the theoretical background presentation of composite materials. Several definitions are presented and various ways of reinforcement are analyzed, while there is also a brief reference to structural composite materials. The 3rd chapter analyzes the properties of the Nickel – Titanium (NiTi) alloy. It starts with a historical flashback of the first studies on the alloy and the phenomena it displays. The Shape Memory effect is analyzed and both the mechanism behind it and the Super-elasticity effect are explained. Moreover, the ways of construction for the NiTi alloy and Shape Memory programming are mentioned. This chapter also includes the various ways of transition temperatures measurement as well as many other applications of the NiTi alloy. The 4th chapter includes a presentation of representative multi-functional materials. In this frame, apart from the NiTi Alloy the materials that are used as multi-functional are presented. Furthermore, the concept of embodying Shape Memory Alloys to composite materials as well as the procedure of epoxy resin thermal processing is presented. At the end of this chapter the process of Kevlar aramid fibers construction is given. In the 5th chapter of this thesis, the entire experimental investigation is presented. Hence, the Kevlar-reinforced epoxy resin composites manufacturing process in two different reinforcement orientations is analyzed and used for the selection of the optimal material, as well as the enhanced with NiTi wires hybrid composite material manufacturing is described. Tensile tests, 3-point bending tests and fatigue tests procedure are presented for the aforementioned materials. Moreover, the newly designed damping test procedure is presented. For the better comprehension of the mechanical tests results, a limited thermo-mechanical characterization of the as-received Super-elastic NiTi wire as well as Differential Scanning Calorimetry (DSC) tests were performed. Light microscopy was also used for the observation of both the wires’ surface as well as enhanced composites’ cross section. The 6th chapter constitutes the presentation and evaluation of all the results excluded from the tests mentioned above, and leads to valuable conclusions and remarks which us is the end of this thesis. 2017-06-01T11:00:29Z 2017-06-01T11:00:29Z 2017-02-22 Thesis http://hdl.handle.net/10889/10314 gr 0 application/pdf |
