Развој на математички модели за дизајн на симетрични и асиметрични композитни делови

Kochoski, Filip (2024) Развој на математички модели за дизајн на симетрични и асиметрични композитни делови. Doctoral thesis, University "Goce Delcev" - Stip.

Text PRINT-~1.PDF Download (5MB)

Abstract

Истражувањата во рамките на оваа докторска дисертација се насочени на развој на математички модели при дизајнирање на симетрични и асиметрични композитни делови за примена при нивно производство со технологијата за намотување на влакна (filament winding technology, FW). Композитните материјали нудат уникатни предности во однос на традиционалните материјали и се карактеризираат со релативно високи соодноси јакост/тежина, одлични термички и електрични својства, а тоа ги прават привлечни за различни индустрии. Последните години значајно е зголемено користењето на композитни материјали и постои континуирано побарување од страна на индустриските
капацитети, а тоа ја наметнува потребата за развој на одобрени методи за дизајн на композитните делови. Развојот на математички моделите вклучува истражувања поврзани со различни влијателни фактори, како својствата на атеријалите, геометријата, условите на процесирање, условите на оптоварување на композитниот дел и друго.
Во рамките на оваа докторска дисертација развиени и одобрени се математички модели за патека на влакна со примена на технологија за намотување на влакна за добивање на композитни делови. Точноста на математичките модели е потврдена преку симулации на патеките на влакната
врз симетрични и асиметрични форми и експериментално тестирање на произведени композитни симетрични примероци. Преку анализа на добиените резултати донесени се заклучоци за однесувањето на композитните примероци според редвидените модели. Истражувањето има важна примена во разни индустрии, како вселенската, воздухопловната, автомобилската, воената,
поморската итн. каде што се применуваат композитни делови како носечки материјали.
Докторската дисертација почнува со преглед на композитните материјали, нивните својства, видови и примена. Исто така, објаснета е предноста од користењето на композитните материјали во однос на традиционалните материјали во разни индустрии. Понатаму, опишан е технолошкиот процес на технологијата за намотување со влакна и на методите за дизајн на композитни
делови.
Првиот дел од дисертацијата е насочен на развој на математички модели на патеките на движење на влакната во FW технологијата за добивање на симетрични композитни делови, како цевки, резервоари и сл. За прецизно и точно добивање на моделите разгледуван е аголот на намотување на влакната како влијателен фактор, а останатите процесни фактори се земени константни според искуството од индустријата која ја применува оваа ехнологија. Покрај дизајн на патека на влакната за добивање на композит, направен е и целосен дизајн на цевка за да се потврди точноста на моделот преку експериментални тестирања. Врз основа на развиените математички модели за патека на влакна и дизајн на цевка, произведени се симетрични композитни примероци (композитни цевки) со различни агли на намотување: 10, 30, 45, 60 и 90 и примероци со комбинација на аглите на намотување. Сите произведени композитни примероци се лабораториски тестирани за јачината на истегнување (hoop tensile strength) за исполнување на барањата за квалитет на композитните цевки: отпорност на висок внатрешен притисок. Од добиените резултати беше заклучено дека предвиденото однесување на симетричните композитни делови (композитни цевки) соодвествува со резултатите од тестирањата на така произведените примероци. Преку ова истражување развиени се математички модели за дизајнот на патека на влакна врз симетрични површини, што резултира во оптимизирано и прецизно производство на композитни цевки и минимално генерирање на отпаден материјал.
Вториот дел од докторската дисертација е насочен на истражувања за подобрување и развој на нови методи за дизајн на математички модел за патека на влакна за добивање на посложени асиметрични композитни делови. Дополнително, направени се и графички симулации на дизајните. Предвидувањето на однесувањето на асиметричните композитни цевки е направено врз основа на заклучоците од експерименталните тестирања од првиот дел за симетрични композитни цевки и со логички пресликувања на тоа однесување врз посложените асиметрични модели.
Докторска дисертација дава значајни сознанија за прецизно намотување на влакната преку развиените и подобрените математички модели за добивање на квалитетни композитни делови за употреба во различни индустрии.

Клучни зборови: математички модели, дизајн на патека, симетрични композити,
асиметрични композити

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Subjects:	Natural sciences > Computer and information sciences Natural sciences > Matematics Engineering and Technology > Materials engineering Engineering and Technology > Mechanical engineering Natural sciences > Physical sciences
Divisions:	Faculty of Technology
Depositing User:	Svetlana Risteska
Date Deposited:	08 Feb 2024 10:57
Last Modified:	08 Feb 2024 10:57
URI:	https://eprints.ugd.edu.mk/id/eprint/33470

Actions (login required)

View Item