Vliv orientace vláken na pevnost kompozitní komory tepelného výměníku

Ondřej Hurník

Diplomová práce

Influence of Fiber Orientation on Strength of Heat Exchanger Composite Chamber

Anotace:

Tato diplomová práce se zaměřuje na problematiku pevnostních a únavových analýz komponentů z kompozitních materiálů s polymerní matricí a výztuží tvořenou skelnými vlákny. Dále popisuje technologii výroby kompozitů a materiály, které jsou při ní používány. Hlavním cílem této práce je získat co nejvíc informací o metodách vyhodnocování MKP analýz kompozitních materiálů a o jejich materiálových vlastnostech, aby následně bylo možné využít těchto poznatků, pro zařazení do výrobního procesu společnosti Hanon Systems. Součástí práce je zároveň popsání metodiky vstřikování plastů, která byla použita pro získání orientace vláken ve zkoumaném objektu kompozitní komory tepelného výměníku. Orientace vláken dále sloužila pro definici materiálového modelu při vytváření S-N křivek v rámci únavové analýzy – Pressure pulse a rovněž jako podklad pro tvorbu materiálu při analýze statické – Burst pressure. Závěrem je srovnání výsledků MKP výpočtu se zahrnutím orientace vláken získaných Moldflow analýzou a standartního výpočtu bez zahrnutí těchto dat.

Abstract:

This bachelor thesis focuses on the issue of strength and fatigue analyzes of composite material components with polymer matrix and fiberglass reinforcement. Describes their production technology and the materials used in it. The main objective of this work is to get as much information as possible about the evaluation FEM analysis of composites materials and their material properties, so that it is possible to use this knowledge for inclusion in the production process of Hanon Systems. Part of the work is also description of the injection molding methodology, which was used to obtain the orientation of fibers in the object of the composite chamber of the heat exchanger. The fiber orientation was also used to define the material model in the creation of S-N curves in fatigue analysis - Pressure pulse and for material creation in static analysis - Burst pressure. Finally, the results of the FEM calculation are compared with the fiber orientation obtained by the Moldflow analysis and the standard calculation without including these data.

Klíčová slova

Polymerní krátkovláknový kompozit, kritéria vyhodnocování kompozitů, Moldflow analýza, statická a únavová analýza kompozitů

Keywords

Polymer short-fiber composite, composite evaluation criteria, Moldflow analysis, static and fatigue analysis of composites

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 18. 5. 2020

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 8. 6. 2020
• Vedoucí: Zdeněk Poruba
• Oponent: Michal Richtář

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta strojní

Magisterský studijní program / obor:
Strojní inženýrství / Aplikovaná mechanika