Πολυπαραμετρική ανάλυση διάτρησης σύνθετων πολυστρωματικών υλικών εποξειδικής μήτρας με ενίσχυση υαλοϋφάσματος

Σαββόπουλος, Αλέξανδρος; Savvopoulos, Alexandros

dc.contributor.author	Σαββόπουλος, Αλέξανδρος	el
dc.contributor.author	Savvopoulos, Alexandros	en
dc.date.accessioned	2018-12-03T10:15:28Z
dc.date.available	2018-12-03T10:15:28Z
dc.date.issued	2018-12-03
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48188
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.8972
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Διάτρηση	el
dc.subject	Πολυστρωματικά	el
dc.subject	Εποξειδική μήτρα	el
dc.subject	Ίνες υαλού	el
dc.subject	Ανάλυση δυνάμεων	el
dc.subject	Drilling	en
dc.subject	Epoxy/glass fiber	el
dc.subject	Laminated composites	el
dc.subject	Composites	el
dc.subject	Multi-parameter analysis	el
dc.title	Πολυπαραμετρική ανάλυση διάτρησης σύνθετων πολυστρωματικών υλικών εποξειδικής μήτρας με ενίσχυση υαλοϋφάσματος	el
dc.title	Multi-parameter analysis in drilling of epoxy/glass fabric laminated composites	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	ΣΥΝΘΕΤΑ ΥΛΙΚΑ	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/af724f05f61ef305eee5da55bd5d31ef6237e2a3
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-10-31
heal.abstract	Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία μελετάται το φαινόμενο σχηματισμού αποελασματοποίησης (αποκόλλησης των στρώσεων) κατά την κατεργασία της διάτρησης (drilling) σε σύνθετες πολυστρωματικές πλάκες εποξειδικής μήτρας με ενίσχυση υαλοϋφάσματος (GFRP). Η εργασία εστιάζει στην αποελασματοποίηση που προκύπτει ως ατέλεια γύρω από την περιφέρεια της οπής στην επιφάνεια εξόδου (push-down) και εισόδου (peel-up), δηλαδή κατά την είσοδο και την έξοδο του εργαλείου διάτρησης από το κατεργαζόμενο υλικό. Η διάτρηση είναι πολύ συχνή κατεργασία στη βιομηχανία των συνθέτων και το φαινόμενο σχηματισμού αποελασματοποίησης (delamination) είναι μείζον κατασκευαστικό και κατ’ επέκταση οικονομικό πρόβλημα. Παρ’ όλο που κατά τη διάτρηση εμφανίζονται κι άλλες αστοχίες στην περιφέρεια και στα τοιχώματα της οπής, η αποελασματοποίηση θεωρείται ότι έχει άμεση επίδραση στη μηχανική αντοχή της οπής και της μετέπειτα συνδεσμολογίας. Ως εκ τούτου, διερευνήθηκε πειραματικά η επίδραση των παραμέτρων κοπής (πρόωση, ταχύτητα κοπής) και της διαμέτρου του κοπτικού εργαλείου επί της δύναμης ωθήσεως (thrust force), της ροπής στρέψης (torque) και της αποελασματοποίησης σε πέντε διαφορετικά κατασκευασμένες πλάκες με ίνες υάλου και εποξική ρητίνη. Συγκεκριμένα, είναι τρείς μονοκατευθυντικές πολυστρωματικές πλάκες με τους ακόλουθους χαρακτηρισμούς: αντισυμμετρικό με διασταυρούμενες στρώσεις, αντισυμμετρικό με διαγώνιες στρώσεις, συμμετρικό με διαγώνιες στρώσεις. Επίσης, δύο πολυστρωματικές πλάκες δύο διευθύνσεων με τους ακόλουθους χαρακτηρισμούς: αντισυμμετρικό με διαγώνιες στρώσεις και αντισυμμετρικό με διασταυρούμενες στρώσεις. Οι παράμετροι κατεργασίας είναι: ταχύτητες κοπής 1000, 2000 και 3000 στροφές ανά λεπτό (rpm), προώσεις 50, 100, 150 χιλιοστά ανά λεπτό (mm/min) και διάμετροι τρυπανιού 6, 8 και 10 χιλιοστών (mm). Ο πειραματικός σχεδιασμός έγινε με την μέθοδο Taguchi και η ανάλυση των ανεξάρτητων μεταβλητών (παράμετροι κοπής) με την μέθοδο Taguchi και ANOVA ώστε να βρεθούν οι βέλτιστες συνθήκες κατεργασίας και το ποσοστό επίδρασης που συνεισφέρει κάθε μια μεταβλητή στη δύναμη ωθήσεως, στη ροπή στρέψης και στις δύο περιπτώσεις της αποελασματοποίησης. Τέλος, πραγματοποιήθηκε ανάλυση παλινδρόμησης ώστε να δημιουργηθούν μοντέλα προβλεψιμότητας για κάθε εξαρτημένη μεταβλητή σε κάθε περίπτωση. 8 Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι διαφορετικοί παράγοντες επηρεάζουν τη διάτρηση στα σύνθετα δύο κατευθύνσεων από τα μονοκατευθυντικά. Ειδικότερα, ο ρυθμός τροφοδοσίας είναι ο σημαντικότερος παράγοντας που επηρεάζει τη δύναμη ωθήσεως που ακολουθείται από την ταχύτητα. Η διάμετρος του τρυπανιού είναι ο πιο σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει τη ροπή στρέψης και την αποελασματοποίηση στην επιφάνεια εξόδου που ακολουθείται από την πρόωση. Η ταχύτητα περιστροφής επηρεάζει την αποελασματοποίηση στην επιφάνεια εισόδου. Σημαντική συμβολή της συγκεκριμένης έρευνας στην κατεργασία συνθέτων, αποτελεί η ανάλυση διάτρησης στον συνδυασμό των συνθέτων, ο οποίος δεν υπάρχει μέχρι στιγμής σε δημοσιευμένο άρθρο.	el
heal.abstract	This postgraduate thesis concerns the phenomenon of delamination formation during the drilling process on laminate composites glass-reinforced epoxy matrix (GFRP). The research focuses on delamination as a defect around the perimeter of the hole in the push-down and peel-up delamination, i.e. when the drilling tool is inserted and exited from the workpiece. Drilling is a very common process in composite industry and the delamination effect is a major structural and economic problem. Despite the fact that during the drilling other defects occur at the periphery and the walls of the hole, delamination is considered to have a direct effect on the mechanical strength of the hole and the subsequent connections. Therefore, the influence of the cutting parameters (feed rate, spindle speed) and cutting tool diameter on thrust force, torque and delamination on five different glass/epoxy plates were experimentally investigated. Specifically, there are three unidirectional laminates plates with the following designations: antisymmetric cross-ply, antisymmetric angle-ply, symmetric angle-ply and two woven laminates plates with the following designations: antisymmetric angle-ply and antisymmetric cross-ply. Processing parameters are: Cutting speeds 1000, 2000 and 3000 rpm Feed rate 50, 100, 150 mm/min and Drill diameters of 6, 8 and 10 mm. The experimental design was planned using the Taguchi method and the analysis of the independent variables (cutting parameters) done by the Taguchi and ANOVA method in order to explore the optimal processing conditions and the percentage of effect each variable contributed to the thrust force, torque and the both cases of delamination. The results indicate that different factors influence the drilling process in woven and unidirectional composites. Specifically, feed rate is the most significant factor influencing the thrust force followed by spindle speed. Drill diameter is the most significant factor influencing the torque and the push-down delamination, followed by feed rate. Spindle speed is the main factor influencing peel-up delamination. The most important contribution of this research in the field of composite machining is the thorough analysis of the specific combination of composites, which has not been published yet.	en
heal.advisorName	Μαρκόπουλος, Άγγελος	el
heal.committeeMemberName	Μαρκόπουλος, Άγγελος	el
heal.committeeMemberName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Ζουμπουλάκης, Λουκάς	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	220 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true