Προσδιορισμός της διαπερατότητας υφασμάτων στη τεχνική κατασκευής σύνθετων υλικών V.A.R.I. με αντίστροφη μέθοδο

Δημακόπουλος, Παναγιώτης; Dimakopoulos, Panagiotis

dc.contributor.author	Δημακόπουλος, Παναγιώτης	el
dc.contributor.author	Dimakopoulos, Panagiotis	en
dc.date.accessioned	2017-05-08T11:36:10Z
dc.date.available	2017-05-08T11:36:10Z
dc.date.issued	2017-05-08
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44851
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14142
dc.rights	Default License
dc.subject	Σύνθετα υλικά	el
dc.subject	Εμποτισμός	el
dc.subject	Διαπερατότητα	el
dc.subject	Γενετικοί αλγόριθμοι	el
dc.subject	Ανάστροφη μέθοδος	el
dc.subject	Vacuum assisted resin infusion	en
dc.subject	Composite materials	en
dc.subject	Infusion	en
dc.subject	Permeability	en
dc.subject	Genetic algorithms	en
dc.subject	Inverse method	en
dc.title	Προσδιορισμός της διαπερατότητας υφασμάτων στη τεχνική κατασκευής σύνθετων υλικών V.A.R.I. με αντίστροφη μέθοδο	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Σύνθετα υλικά	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-01-13
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία αναφέρεται στη μέθοδο Vacuum Assisted Resin Infusion (VARI) που ανήκει στις τεχνικές Liquid Composite Molding (LCM) με τις οποίες κατασκευάζονται τεμάχια από πολύστρωτα σύνθετα υλικά πολυμερικής μήτρας. Η εν λόγω μέθοδος κάνει χρήση καλουπιού πάνω στο οποίο εναποτίθεται αριθμός στρώσεων τεχνικού υφάσματος το οποίο στη συνέχεια εμποτίζεται με ρητίνη υπό την επενέργεια κενού. Η εργασία έχει στόχο τον προσδιορισμό της διαπερατότητας των υφασμάτων έτσι ώστε να είναι δυνατή η χρήση της τιμής της σε προσομοιώσεις για τον προσδιορισμό της διάδοσης του μετώπου εμποτισμού. Η η τιμή της διαπερατότητας προσδιορίζεται με χρήση γενετικού αλγορίθμου, και αποτελεί το χρωμόσωμα του και υλοποιήθηκε στο λογισμικό MATLAB. Ο γενετικός αλγόριθμος καλείται να προσδιορίσει την βέλτιστη διαπερατότητα εκλέγοντας την μέσα από ένα σύνολο διακριτών τιμών. Ο αλγόριθμος χρησιμοποιεί μοντέλο προσομοίωσης του εμποτισμού με βάση το οποίο υπολογίζει τη διάδοση του μετώπου εμποτισμού του υφάσματος. Το μοντέλο προσομοίωσης κάνει χρήση του νόμου Darcy και η υλοποίηση του έγινε στο λογισμικό COMSOL το οποίο συνδέθηκε με το λογισμικό MATALB μέσω εξειδικευμένης εφαρμογής (LIVELINK). Σε πρώτη φάση, στον σχεδιασμό του μοντέλου θεωρήθηκε απλή-ορθογωνική γεωμετρία τεμαχίου που θεωρεί σταθερό και ομοιογενές μέγεθος πόρων κάτι που αποτελεί προσέγγιση. Στη συνέχεια, ο γενετικός αλγόριθμος συγκρίνει την εξέλιξη του μετώπου εμποτισμού χωρο-χρονικά με το αντίστοιχο αποτέλεσμα πραγματικού πειράματος εμποτισμού, έως ότου ικανοποιηθούν οι συνθήκες σύγκλισης. Συμπερασματικά αναφέρεται πως το κόστος της αντικειμενικής συνάρτησης επηρεάζεται σημαντικά από παράγοντες όπως είναι το είδος του πλέγματος, η περιοχή μελέτης στην επιφάνεια του υφάσματος και οι στρώσεις υαλουφάσματος που χρησιμοποιούνται, όπως επιβεβαιώθηκε και βιβλιογραφικά. Η επίδραση της μεταβολής του ιξώδους στη διαδικασία αγνοήθηκε λόγω της μικρής διάρκειας του εμποτισμού. Το υπολογιστικό κόστος της μεθόδου είναι εξαιρετικά χαμηλό, και μαζί με το επίσης χαμηλό κόστος του ενός και μόνο πειράματος που απαιτείται, κάνουν την προτεινόμενη μέθοδο να υπερτερεί του πειραματικού προσδιορισμού της διαπερατότητας με χρήση ακριβών συσκευών όπως τα διαπερατόμετρα.	el
heal.abstract	The present Diploma thesis refers to Vacuum Assisted Resin Infusion (VARI) method which belongs to the Liquid Composite Molding (LCM) techniques used to make parts of multilayer composite materials with a polymeric resin matrix. VARI uses a mold on top of which a number of technic fabric pieces are laid up. These are impregnated by resin drawn by vacuum. The project aims to determine the permeability of fabrics in order to use its value in simulations aiming to define the propagation of the flow/impregnation front. Permeability value is being determined using a genetic algorithm, representing its chromosome, as implemented in MATLAB software. Genetic Algorithm is employed in order to define the optimum value of permeability as chosen by a set of discrete values. The algorithm uses an impregnation simulation model to compute the flow front propagation inside the fabric. The simulation model is based on Darcy’s Low and its implementation is carried out in COMSOL software. The latter was connected with the MATLAB software through a specialized application (LIVELINK). At first, in order to design the model a simple rectangular shaped part is considered that adopts a constant and homogenous porous size, which is clearly a first assumption. The genetic algorithm compares the evolution (propagation) of the impregnation front, in a space and time dimension, with the corresponding result of the actual impregnation experiment, until the convergence conditions are satisfied. In summary, it is noted that the objective function cost is significantly influenced by factors such as the finite element mesh type, the study area on the fabric’s surface and the number of layers of the fabric, as was also verified in literature. The influence of viscosity in the procedure is ignored due to the short duration of the impregnation process. The computational cost of the method is extremely low, which, together with the low cost of the single experiment which is required, indicate that the proposed method is superior to the experimental determination of the permeability typically conducted with expensive custom-made devices.	en
heal.advisorName	Γεώργιος Χριστόφορος, Βοσνιάκος	el
heal.committeeMemberName	Μαρκόπουλος, Άγγελος	el
heal.committeeMemberName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Τεχνολογίας των Κατεργασιών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	95 σ.
heal.fullTextAvailability	true