Міцність і пружність PLA + графіт композитів: експериментальний і теоретичний аналіз

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorРубашевський, В. В.
dc.contributor.authorШукаєв, С. М.
dc.date.accessioned2023-11-16T15:52:47Z
dc.date.available2023-11-16T15:52:47Z
dc.date.issued2023
dc.description.abstractПроблематика. Поєднання адитивних технологій з армованими матеріалами відкриває широкі можливості для створення легких і міцних виробів з унікальними характеристиками. Впровадження цих технологій у виробництво потребує ефективних методик оцінювання граничного стану таких виробів. Мета дослідження. Дослідження механічних властивостей зразків, виготовлених за методом наплавлення FDM з двох термопластичних ниток на основі полілактиду: PLA-Cg+ із 5% наповненням з шаруватого графіту та PLA-CCF із 10% наповненням з вуглецевих волокон. Методика реалізації. Експериментально досліджено вплив параметрів процесу 3D друку, таких як орієнтація укладання та товщина шарів друку, на механічні характеристики зразків за розтягання та стискання. Результати дослідження. Показано, що як орієнтація укладання, так і товщина друкованого шару суттєво впливають на механічні властивості зразків обох матеріалів. Виконано порівняльний аналіз експериментальних даних з розрахунками за критеріями міцності: Цая-Хіла, Цая-Ву, Хофмана, Мізеса та максимальних напружень. Висновки. Результати випробувань засвідчили, що існує значний вплив досліджуваних параметрів процесу друку на механічні характеристики зразків із PLA + графіт як за розтягання, так і стискання. Здебільшого, зразки з меншою товщиною мають як вищу границю міцності (пропорційності), так і більше відносне видовження. Установлено, що найкращий збіг експериментальних та розрахункових даних для обох матеріалів досягається у випадку використання узагальненого критерію Мізеса.uk
dc.description.abstractotherBackground. The combination of additive technologies with reinforced materials opens up new vistas for creating lightweight and durable products having unique characteristics. Implementing these technologies into the production requires effective evaluation methods of the ultimate limit state of such products. Objective. The article deals with the mechanical properties of samples, manufactured by the method of surfacing FDM with two polylactide-based thermoplastic threads: PLA-Cg+ with 5% layered graphite filling and PLA-CCF with 10% carbon fiber filling. Methods. The impact of 3D printing process parameters, such as print orientation and layer thickness, on specimens' mechanical characteristics under conditions of tension and compression, has been experimentally researched. Results. It is shown that both print orientation and layer thickness substantially influence specimens' mechanical properties of both materials. A comparative analysis of experimental data with calculations by failure criteria has been carried out: Tsai-Hill, Tsai-Wu, Hoffman, Mises, and maximum stresses. Conclusions. The results of the tests proved that there is a significant influence of the studied parameters of the printing process on the mechanical characteristics of PLA + graphite specimens under both tension and compression. For the most part, samples with a smaller thickness have both a higher ultimate strength (limit of proportionality) and a greater relative elongation. It is defined that the best concurrence between experimental and calculated data for both materials can be achieved through using the generalized von Mises criterion.uk
dc.format.pagerangePp. 145-154uk
dc.identifier.citationРубашевський, В. Міцність і пружність PLA + графіт композитів: експериментальний і теоретичний аналіз / В. В. Рубашевський, С. М. Шукаєв // Mechanics and Advanced Technologies. – 2023. – No. 2. – С. 145-154. – Бібліогр.: 31 назва.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2521-1943.2023.7.2.286738
dc.identifier.isbn2521-1943
dc.identifier.orcid0000-0002-8897-2116uk
dc.identifier.orcid0000-0002-8195-6041uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/62258
dc.language.isoukuk
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Instituteuk
dc.publisher.placeKyivuk
dc.relation.ispartofMechanics and Advanced Technologies, Vol. 7, No. 2uk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subject3D друкuk
dc.subjectадитивне виробництвоuk
dc.subjectмоделювання методом наплавленняuk
dc.subjectPLA-Cg+uk
dc.subjectPLA-CCFuk
dc.subjectмеханічні властивостіuk
dc.subjectкритерії міцностіuk
dc.subject3D printinguk
dc.subjectadditive manufacturinguk
dc.subjectfused deposition modelinguk
dc.subjectmechanical propertiesuk
dc.subjectfailure criteriauk
dc.subject.udc621.73.16uk
dc.titleМіцність і пружність PLA + графіт композитів: експериментальний і теоретичний аналізuk
dc.title.alternativeThe strength and elastic property of PLA + graphite composites: experimental and theoretical analysesuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
286738-666852-1-10-20231012.pdf
Розмір:
1.38 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.1 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Mechanics and Advanced Technologies, Vol. 7, No. 2(98)