Αναλυτική, πειραματική και υπολογιστική μελέτη των στατικών και δυναμικών ελαστικών σταθερών ινωδών σύνθετων υλικών με ενδιάμεση φάση.

Μακεδόνας, Ιωάννης; Makedonas, Ioannis

dc.contributor.author	Μακεδόνας, Ιωάννης	el
dc.contributor.author	Makedonas, Ioannis	en
dc.date.accessioned	2020-06-23T08:11:09Z
dc.date.available	2020-06-23T08:11:09Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50812
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.18510
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Υπολογιστική Μηχανική”	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	Στατικές Δυναμικές Σταθερές	el
dc.subject	Ινώδες Σύνθετο Υλικό	el
dc.subject	Θεωρία ελαστικότητας	el
dc.subject	Προγράμμα ANSYS19	el
dc.subject	Στατικές ελαστικές σταθερές
dc.subject	Static Dynamic Elastic	en
dc.subject	Reinforced Composite Material	en
dc.subject	ANSYS 19 program)	en
dc.title	Αναλυτική, πειραματική και υπολογιστική μελέτη των στατικών και δυναμικών ελαστικών σταθερών ινωδών σύνθετων υλικών με ενδιάμεση φάση.	el
dc.title	Analytical, experimental and computational study of static and dynamic elastic constants of fiber-reinforced composite materials with interphase.	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΥΝΘΕΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-02-21
heal.abstract	Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία χρησιμοποιώντας την θεωρία ελαστικότητας, αναπτύχθηκαν θεωρητικές εκφράσεις για τον υπολογισμό των στατικών και δυναμικών ελαστικών σταθερών ενός ινώδους σύνθετου υλικού μονής διευθύνσεως. Επίσης για την πρόβλεψη αυτών των σταθερών, αναπτύχθηκαν με την μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων τα αντίστοιχα υπολογιστικά μοντέλα (μέσω του εμπορικού προγράμματος ANSYS 19). Για την ανάπτυξη του μοντέλου ενστερνιστήκαμε την θεώρηση της ενδιαμέσου φάσεως ανάμεσα στις ίνες και τη μήτρα. Χρησιμοποιήσαμε ένα κυλινδρικό επταφασικό μοντέλο όπου το σύνθετο υλικό αποτελείται από επτά φάσεις. Η αλληλουχία των φάσεων του μοντέλου μας ήταν ίνα-ενδιάμεση φάση-μήτρα-ενδιάμεση φάση-ίνα-ενδιάμεση φάση-μήτρα. Η ενδιάμεση φάση είναι το τμήμα της πολυμερικής μήτρας που γειτνιάζει με την επιφάνεια της ίνας. Θεωρήσαμε ότι η ενδιάμεση φάση είναι ανομοιογενής, με συνεχώς μεταβαλλόμενες μηχανικές ιδιότητες κατά την ακτινική κατεύθυνση του μοντέλου. Για τον προσδιορισμό των ελαστικών σταθερών του σύνθετου υλικού θεωρήσαμε ότι οι μηχανικές ιδιότητες της ενδιαμέσου φάσης ακολουθούν τον νόμο της παραβολικής μεταβολής. Αρχικά υπολογίσαμε τις στατικές ελαστικές σταθερές για διαφορετικές περιεκτικότητες σε έγκλεισμα και στην συνέχεια συγκρίναμε τα αποτελέσματα αυτά με εκείνα άλλων ερευνητών καθώς και με τα υφιστάμενα πειραματικά δεδομένα. Κατόπιν χρησιμοποιώντας την αρχή της αντιστοιχίας του Hashin, μελετήσαμε την ιξωδοελαστική συμπεριφορά του μοντέλου για συγκεκριμένες περιεκτικότητες σε έγκλεισμα, προσδιορίζοντας στις δυναμικές ελαστικές σταθερές, ακόμα και σε διαφορετικές γωνίες φόρτισης σε σχέση με τις ίνες. Τα αποτελέσματα αυτά τα συγκρίναμε με τα διαθέσιμα πειραματικά δεδομένα. Τέλος τα αποτελέσματα που εξήχθησαν με την μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων συγκρίθηκαν με τις αντίστοιχες τιμές των θεωρητικών μοντέλων όπως επίσης και με τα αντίστοιχα πειραματικά δεδομένα. Συνοψίζοντας, τα αποτελέσματα που προέκυψαν, τόσο από τα θεωρητικά όσο και τα υπολογιστικά μοντέλα, μπορούν να θεωρηθούν ικανοποιητικά αφού προσεγγίζουν με καλή ακρίβεια τα πειραματικά δεδομένα.	el
heal.abstract	In this postgraduate thesis using the theory of elasticity, theoretical expressions have been developed to calculate the static and dynamic elastic constants of a one-way fiber-reinforced composite material. Also for predicting these constants, the corresponding computational models were developed using the finite element analysis method (via the ANSYS 19 program). For the development of the model we have adopted the theory of the intermediate phase (interphase) between the fibers and the matrix. We used a cylindrical seven-phase model where the composite material consists of seven phases. The sequence of the phases of our model was fiber-interphase-matrix-interphase-phase-fiber-interphase-matrix. The interphase is the portion of the polymeric matrix adjacent to the fiber surface. We considered the interphase to be heterogeneous with constantly changing mechanical properties in the radial direction of the model. For the determination of the elastic constants of the composite material, we considered that the mechanical properties of the interphase follow the law of parabolic change. We first calculated the static elastic constants for different fiber content and then compared these results with those of other researchers as well as with existing experimental data. Τhen using the Hashin principle, we studied the viscoelastic behavior of the model for specific fiber contents and determining the dynamic elastic constants, even at different loading angles relative to the fibers. We compared these results with the available experimental data. Finally, the results obtained by the finite element method were compared with the corresponding values of the theoretical models as well as with the corresponding experimental data. Summarizing, results of both the theoretical and the computational models can be considered satisfactory as they approximate the experimental data with good accuracy.	en
heal.advisorName	Θεοτοκόγλου, Ευστάθιος	en
heal.committeeMemberName	Θεοτοκόγλου, Ευστάθιος	en
heal.committeeMemberName	Σιδερίδης, Αιμίλιος	el
heal.committeeMemberName	Ζήσης, Αθανάσιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	267 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false