K -G - pt.bme.hupt.bme.hu/~vas/Publik%E1ci%F3k_OTKA_K100949/H56_J35_Szakdolg… · budapesti mŰszaki És gazdasÁgtudomÁnyi egyetem gÉpÉszmÉrnÖki kar polimertechnika tanszÉk

BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM

GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR

POLIMERTECHNIKA TANSZÉK

KOMPOZITER ŐSÍTŐ SZÖVETEK DEFORMÁCIÓS KÉPESSÉGÉNEK VIZSGÁLATA

SZAKDOLGOZAT

HORVÁTH PÉTER ATTILA

KONZULENSEK : DR. HALÁSZ MARIANNA

AL-GAADI BIDOUR PROF. DR. VAS LÁSZLÓ M IHÁLY

2013

Horváth Péter Attila

2


3

Tartalomjegyzék

Rövidítésjegyzék........................................................................................................4

Jelölésjegyzék ............................................................................................................4

1. Bevezetés ...............................................................................................................5

2. Irodalomkutatás......................................................................................................6

2.1. Kompoziterősítő szövetek ...............................................................................6

2.2. Szövetek szilárdsági tulajdonságainak vizsgálata ...........................................8

2.2.1. Húzó vizsgálat ..........................................................................................9

2.2.2. Nyomó vizsgálat .....................................................................................13

2.2.3. Hajlító vizsgálat ......................................................................................14

2.2.4. Nyíró vizsgálat........................................................................................16

2.2.5. Golyós-repesztő vizsgálat.......................................................................19

3. Vizsgálatok...........................................................................................................22

3.1. Felhasznált eszközök és alkalmazott módszerek...........................................22

3.1.1. Anyagjellemzők meghatározása ............................................................22

3.1.2. Húzó vizsgálat .......................................................................................23

3.1.3. Nyíró vizsgálat.......................................................................................23

3.1.4. Golyós repesztő vizsgálat .......................................................................27

3.2. Anyagok .......................................................................................................29

3.3. Vizsgálati eredmények .................................................................................29

3.2.1. Anyagjellemzők meghatározása .............................................................29

3.2.2. Húzó vizsgálat ........................................................................................32

3.2.4. Nyíró vizsgálatok....................................................................................46

3.2.5. Golyós repesztő vizsgálat .......................................................................49

4. Eredmények értékelése ........................................................................................54

4.1 A vizsgált szövetek összehasonlítása .............................................................54

4.2 Az alkalmazott vizsgálati módszerek .............................................................59

5. Összefoglalás .......................................................................................................60

6. Summary ..............................................................................................................61

7. Irodalomjegyzék...................................................................................................62

8. Mellékletek...........................................................................................................64


4

Rövidítésjegyzék

KES-FB-1 Húzó- és nyíró berendezés

KES-FB-2 Hajlító berendezés

KES-FB-3 Nyomó berendezés

GV Üveg vászon szövet

GS Üveg sávoly szövet

BV Bazalt vászon szövet

Jelölésjegyzék

v [mm] vastagság

F [N] nyomóerő

H [N/mm] keménység

C [cm] hajlítóhossz

θ [rad] lehajlás szöge

l [m] lehajlott hossz

γi [°] pillanatnyi nyírási szög

s [mm] befogó elmozdulása

b [mm] a nyírt szövet kezdeti szélességének fele

θ0 [°] kezdetben bezárt 90°-os szög fele

ai [mm] felrajzolt vonalak közötti keresztirányú távolság fele

bi [mm] felrajzolt vonalak közötti hosszirányú távolság fele

Ni [N] pillanatnyi nyíróerő

Nf [N/cm] fajlagos nyíróerő

Fi [N] pillanatnyi húzóerő

ε [%] lineáris relatív nyúlás

R0 [mm] a befogott felület sugara

ldef [mm] deformált felület meridián görbéjének hossza,

α [rad] gömbsüveghez tartozó ívszög

B [mm] deformált felület csonkakúp részének alkotó hossza

K [mm] kidomborodási magasság

Fgmax [N] maximális golyónyomó erő

D [µm] elemiszál átmérő

Tt [tex] lineáris sűrűség


5

1. Bevezetés

A XX. század második felétől kezdődő rohamos technológiai fejlődésben a

kompozitok fontos szerepet játszottak. Kezdetben a repülőgépipar, az űrtechnika

nélkülözhetetlen anyagai voltak, de mára széles körben elterjedt az ipari felhasználásuk, és

a műszaki szerkezeti anyagok legmodernebb csoportját alkotják.

A kompozitok olyan többfázisú, összetett szerkezeti anyagok, amelyek nagy

szilárdságú erősítőanyagból, illetve szívós mátrixból állnak. Az erősítőanyag és a mátrix

között kitűnő adhézió van, amely kapcsolat a deformáció magas szintjén is fennmarad [1].

Erősítőanyagnak szálat, vagy textíliát használnak, mivel így irányítható anizotrópia

hozható létre, amely a kompozitok egyik legfontosabb tulajdonsága.

A kompozitok nagymértékű és széleskörű felhasználása, valamint az ezekkel

kapcsolatos gazdasági, műszaki szempontok szükségessé tették az alapanyagok

feldolgozás közbeni viselkedésének megértését, leírását. A textilipar hosszú múltja és az

erősítőanyagok hagyományos textíliákkal való rokonsága miatt nagyon sok tapasztalat áll

rendelkezésre gyártástechnikájuk, illetve mechanikai tulajdonságaik vizsgálata területén.

A textíliák jellegzetes tulajdonságokkal rendelkeznek alakíthatóságukat illetően. Kis

erő esetén is nagy alakváltozásokat szenvednek meghatározott irányokban, ami lehetővé

teszi bonyolult térformára való idomulásukat. Például szövetek esetén az egymásra

merőleges lánc- és vetülékirányban nagy húzószilárdság és kis megnyúlás jellemző, míg

ezekkel 0°<α<90° szöget bezáró irányokban jelentősen kisebb a húzószilárdság, és jóval

nagyobb a megnyúlás. A gyártástervezés során ezeket a tulajdonságokat messzemenően

szem előtt kell tartani.

Azonban bármennyire is sok tapasztalat áll rendelkezésre a hagyományos humán

textíliákkal kapcsolatban, nem jelenti azt, hogy ezek a tapasztalatok egy az egyben

érvényesek a kompoziterősítésre használt műszaki textíliák esetében is. Jelentős

viselkedésbeli különbséget okoznak az alkalmazott szálak alapanyagainak tulajdonságai, a

belőlük készült fonalak alaki jellegzetességei, továbbá a speciális lapképző eljárásokkal

kialakított különleges szerkezetek sajátosságai.

Dolgozatomban az egyik leggyakrabban alkalmazott kompoziterősítő anyag, az üveg

szövet különböző fajtáinak, illetve az egyre elterjedtebb bazalt szövet deformációs

képességét vizsgálom.

Munkám során különböző irányokban húzóvizsgálatokat végzek a szakítószilárdság,

és a szakadási nyúlás értékek meghatározására. A textíliák térformára idomulási képessége


6

szempontjából lényeges nyírási tulajdonságok mérésére kétféle vizsgálatot alkalmazok. A

többtengelyű terheléssel szembeni viselkedést golyós repesztő vizsgálattal jellemzem.

Végül a különböző módszerekkel kapott eredmények közötti összefüggéseket vizsgálom,

és ezáltal szeretnék átfogó képet adni e gyakran használt erősítő szövetek deformációs

tulajdonságairól.

2. Irodalomkutatás

Az alábbi fejezetben bemutatom a kompoziterősítő szövetek különböző fajtáit,

alapanyagait, mechanikai vizsgálatukra alkalmazott különféle módszereket, illetve ezen a

területen végzett kutatási eredményeket.

2.1. Kompoziterősítő szövetek

A kompozitok jelleg szerint három fajta erősítőanyagot tartalmazhatnak. Az első

csoportot a szemcsés anyagok képviselik. A szemcsés anyagokat elsősorban nem a

szilárdsági, hanem a keménységi, illetve a kúszási tulajdonságok javítására használják [2].

Ha az ár csökkentése érdekében adagolnak szemcséket, akkor töltőanyagnak nevezzük

őket.

A következő csoportot a szálas erősítőanyagok alkotják. A szerkezeti anyagoknak

gyakran csak bizonyos irányokban kell a terhelés nagy részét felvenniük. Erre

nyilvánvalóan az 1D-s erősítőanyagok a legmegfelelőbbek. Lehetőség van szálerősítéses

anyagok fröccsöntésére is, ami kisebb előállítási költséget jelent, viszont a szálak

véletlenszerű elrendeződése kisebb szilárdságot eredményez.

Az egyirányú szálakkal erősített kompozitok esetén aknázható ki legjobban az

erősítőszálak tulajdonságjavító hatása, azonban az ilyen anyagok előállítása nagy

munkaerő és gép ráfordítást igényel, ami megnöveli a költségeket. Ez a kompozitok

esetében különösen nagy probléma, mivel az elterjedésük egyik gátja a magas áruk. A

költséghatékony szálas fröccsöntés, extrudálás viszont csak kis mértékben teszi lehetővé a

tervezhető anizotrópiát. Erre megoldást az évezredek óta használatos textíliák jelentik,

amelyek a kompoziterősítő anyagok harmadik csoportját alkotják. Az erősítőanyagként

használt textíliák ipari méretekben is könnyen kezelhetőek. (1. ábra).


7

1. ábra: különböző módon erősített polimer kompozitok

teljesítménye és gyártási hatékonysága [3]

A rendezett struktúrájú 2D textíliák közül a szöveteket alkalmazzák leggyakrabban

kompoziterősítő anyagként. A szövetek egymásra merőleges fonalak rendszeréből állnak.

A szövet hosszirányában a lánc-, erre merőlegesen a vetülékfonalak helyezkednek el. Ezek

a kötésminta által megszabott szabályok szerint keresztezik egymást, meghatározva az

anyag kinézetét, mechanikai tulajdonságait [4].

3 alapkötést különböztetünk meg, a többiek ezekre vezethetők vissza:

Vászonkötés: A vetülékfonal a láncfonal színén és fonákján váltakozva fekszik fel

(2. ábra). A legszorosabb kötés, jellegzetessége a kötéspontok sakktáblaszerű

elhelyezkedése.

Sávolykötés: A kötéspontok átlós irányban helyezkednek el. A színoldali

kötéspontok aránya alapján megkülönböztetünk lánc-, vetülék-, illetve egyenlő oldalú

sávolykötést (2. ábra).

Atlaszkötés: A legkevésbé szoros kötés, jellegzetessége, hogy a kötéspontok

egyenletesen helyezkednek el (2. ábra) [4].

2. ábra: Vászon-, sávoly- és atlaszkötés [4]


8

Az adott irányba eső fonalak arányától függően beszélhetünk kiegyensúlyozott és

kiegyensúlyozatlan szövetről. Ennek szélsőséges esete az UD (unidirectional) szövet,

amelynél az erősítő szálak egyirányúak, míg a rájuk merőleges vetülékfonalak csak

összetartó szerepet játszanak. A kiegyensúlyozott szövettel szemben nehezebben

kezelhető, viszont mechanikai tulajdonságai egyes alkalmazásokhoz jobban megfelelnek

[5].

A szőtt kompoziterősítő anyagok leggyakoribb alapanyaga az üveg-, az aramid- és a

karbonszál, de rohamosan terjed a bazaltszál alkalmazása is.

Üvegszál: A legelterjedtebb anyag, mivel nagy szilárdságot biztosít alacsony ár

mellett. Kitűnő elektromos szigetelő, nagyfeszültségű berendezések burkolataként is

használható. Az elemi szál átmérője 10 µm körüli.

Bazaltszál: Mechanikai tulajdonságai meghaladják az üvegét, míg sűrűsége csak 5%-

kal nagyobb. Ára is összemérhető az üvegével. Az hasonlóan kitűnő sav- és lúgálló, illetve

rezgéselnyelő képességgel rendelkezik [6]. Egyre nagyobb népszerűségnek örvend,

elterjedését egyenlőre a még nem megfelelő gyártókapacitás korlátozza.

Aramid szál: Kitűnő nyíró- és ütőszilárdsága miatt nagy igénybevételű helyeken

használják. Gyakran alkalmazzák golyóálló mellények anyagaként. Kiváló mechanikai

tulajdonságait a szálgyártás során nagymértékű nyújtással érik el, melynek hatására alakul

ki a szál orientált szerkezete.

Karbon szál: Nagy szilárdság és kis sűrűség jellemzi. Kémiailag ellenálló, jó az

égésállósága. Magas előállítási költsége miatt eleinte a repülőgépiparban és a

haditechnikában alkalmazták, azonban általános ipari használatra kifejlesztett alacsonyabb

árú változatai egyre elterjedtebbek [7].

2.2. Szövetek szilárdsági tulajdonságainak vizsgálata

A textíliák mechanikai viselkedését leginkább a szakítószilárdságuk, és szakadási

nyúlásuk jellemzi. A nagyobb szakítószilárdság általában jobb feldolgozhatóságot és

hosszabb élettartamot jelent. Ez azonban csak egy általános megközelítés, és gyakran nem

ad elegendő információt, mivel a feldolgozás során változatos terhelések érik a textíliákat.

Emiatt szükség van egyéb vizsgálati módszerekre is, amelyek jobban megközelítik a valódi

igénybevételeket (pl.: nyírás, többtengelyű húzás) [8].


9

2.2.1. Húzó vizsgálat

Legegyszerűbb változata az egytengelyű húzóvizsgálat, amely során a próbadarabot

a hozzá illesztett koordinátarendszer valamelyik koordináta-tengelyével párhuzamosan

terheljük szakítógép segítségével [9].

Húzóvizsgálatnál a próbatest lehet szalag vagy cső alakú, Grab-vizsgálat esetén

előírt méretű sáv (3. ábra), illetve különféle tépővizsgálatokhoz kialakított minta (4. ábra).

A húzóvizsgálat során rögzítjük a pillanatnyi húzóerőt a megnyúlás, illetve az idő

függvényében. A rögzített adatokból a főbb meghatározandó mennyiségek a szakítóerő,

amely a vizsgálat során mért legnagyobb erő, és a szakadási nyúlás. A rögzített adatokból

számolható többek között a fajlagos szakítóerő, a fajlagos szakadási nyúlás, illetve a

rugalmassági modulus.

a, b, c,

3. ábra: Próbatestek szakító vizsgálatokhoz [9]

(a: szalag, b: cső, c: Grab-minta)


10

4. ábra: Próbatestek tépő vizsgálatokhoz [9]

A textíliák húzóvizsgálatát általában univerzális szakítógépen, speciális, textíliák

befogására alkalmas, hullámos belső felületű befogófejekkel végzik, de vannak speciálisan

a textíliák vizsgálatára kifejlesztett berendezések is. E tekintetben különösen jelentős Sueo

Kawabata munkássága. Egy komplett vizsgáló rendszert dolgozott ki (KES- Kawabata

Evaluation System) a kelmék fogási tulajdonságainak objektív mérésére [10, 11, 12].

Ehhez négy mérőberendezést fejlesztett ki, amelyekkel a textíliák húzó, nyíró,

összenyomhatósági, hajlító és felületi tulajdonságait állapítja meg. Minden mérésnél

ugyanazt a 200x200 mm-es próbadarabot vizsgálja. Ezt azért teheti meg, mert a minták

tanulmányozása kis alakváltozási tartományokban történik, azaz a vizsgálatok roncsolás

mentesek. A mérések meghatározott terhelés elérése után tehermentesítéssel folytatódnak,

így az adott anyagra jellemző hiszterézis görbéket veszik fel. A kiértékelés számítógéppel

történik.

A négy mérőberendezés közül a KES-FB-1 végzi a kelmék húzóvizsgálatát. A

mérés során a minta két oldala be van fogva. Egyik befogó a másik befogótól fokozatosan

távolodva terheli a mintát, míg a másik, dob alakú befogó a rá szerelt nyomatékmérő

segítségével rögzíti a húzóerőt. Amikor a húzóerő a beállított értéket eléri, a készülék

tehermentesíti a mintát (5. ábra).


11

5. ábra KES-FB-1 elvi vázlata [11]

1. nyíróerő mérőfej, 2. nyíróerő iránya, 3. húzóerő iránya, 4. mintadarab, 5. nyírószög mérő, 6.

vezető, 7. feszítőérzékelő, 8. csúsztató keret, 9. súly, 10. dob, 11. forgatónyomaték-érzékelő, 12.

tengelykapcsoló

Hagyományos esetben a mintát teljes szélességében rögzítjük a befogóba, azonban

például a Grab-módszernél keskenyebb a befogó, mint a kelme. Ennél a mérésnél a szövet

befogott részeinek szakítóerejéhez hozzáadódik a be nem fogott fonalakról átadódó,

szerkezettől, anyagtípustól függő járulékos erő. Mérésekkel megállapították, hogy az ennél

a vizsgálatnál fellépő szakítóerők kb. 10%-kal magasabbak az egyszerű szakítóvizsgálatnál

mértekhez képest [8].

Így pl. Olofsson és Bernskiöld a Grab-módszert és az adott szélességre kifoszlatott

(nem vágott) sáv szakítóvizsgálatát összehasonlította [8]. Megállapították, hogy

legnagyobb mértékben a befogott fonalak nyúlnak, és ezek határozzák meg a szakadási

nyúlást. A Grab-módszer esetén a keresztirányú fonalak feszítik a nem befogott fonalakat

is, így a szakítóerő a befogott fonalak szakítóerejéből és a be nem fogottak

deformációjához szükséges erőkből tevődik össze. Arra a következtetésre jutottak, hogy a

növekvő nyúlás miatt a keresztirányú fonalak egyre több be nem fogott fonalat feszítenek

meg. A kifoszlatott minta szakítóerejét, illetve a Grab-módszer esetén be nem fogott

fonalaknak átadódó erőt két különböző szélességű próbatest vizsgálatával határozták meg,

és ezek alapján igazolták feltevéseiket [8].

Szűcs I. a húzóvizsgálat során kialakuló nyúláseloszlás tanulmányozására végzett

vizsgálatokat különböző kelméken [9]. Az egyszerű húzóvizsgálathoz a minták felületére

10x10 mm-es rácsrendszert rajzolt fel, amelynek elmozdulását digitális kamerával

rögzítette a vizsgálat folyamán, majd a képeket öt pontban összevetette az erő–elmozdulás

görbe jellemző pontjaival (6. ábra).


12

6. ábra: Nyúláseloszlás a kelmében húzóvizsgálat során [9]

További méréseket végzett különböző módon módosított mintákon. A sávok közepét

kilyukasztotta, vagy a mintákat különböző helyeken megerősítette. Rácsszerű mintákat is

használt, amelyek esetében nem volt szükséges a jelölőpontok felrajzolása, mivel

közvetlenül a minta szerkezetének változásából lehet következtetni a deformációra.

Előzetesen a legkisebb keresztmetszetben feltételezte a minták szakadását. A

mérések azonban ezt cáfolták, mivel minden esetben a legnagyobb keresztmetszetben

szakadt el az anyag. Ezt a jelenséget a szerkezet molekuláris rendeződésével magyarázta

[9].

A hagyományos egytengelyű húzás logikus továbbfejlesztéséből született a

biaxiális húzás. Ennek egyik változata során a kereszt alakú mintát a szárainál

folyamatosan húzzuk, így azokban egytengelyű húzóigénybevétel lép fel, szemben a kelme

közepével, ahol kéttengelyű a húzás (15./c ábra). A vizsgálat során közvetlen a minta

közepén történik a nyúlás mérése, miközben a húzóerő rögzítésre kerül. Azonban a

módszernek az a hátránya, hogy inhomogenitások lépnek fel a mintában. Ennek lehetséges

kiküszöbölése a szárakban lévő keresztirányú fonalak eltávolítása, így a minta közepén

csak húzóigénybevétel lép fel, de ez sem jelent tökéletes megoldást, mivel eltérések

keletkeznek az anyag merevségében, és kezdeti hullámosságában, ráadásul kötött anyagok


13

esetében nem alkalmazható. Az első vizsgálatok négyzet alakú mintával történtek. Ekkor a

befogás pontszerűen csapok, drótok (7./a ábra) vagy szorítókapcsok segítségével történt

(7./d ábra). Az egytengelyű Grab-vizsgálatnak megjelent a többtengelyű változata is (7./b

ábra) [13].

7. ábra: Biaxiális húzóvizsgálatok

(a: pontszerű befogás, b: biaxiális Grab-vizsgálat,

c: kereszt alakú minta, d: szorítókapcsos befogás) [13]

2.2.2. Nyomó vizsgálat

2D-s textíliák esetén a nyomó vizsgálat nem a húzóval ellentétes igénybevételt

jelenti. Ugyanis, ha a textíliát egy a síkjába eső tengelyirányában próbáljuk összenyomni,

akkor a textília összenyomódás helyett kihajlik.

Textíliáknál nyomóvizsgálat esetén a textília síkjára merőleges nyomóerőt

alkalmazunk, és a nyomóerő nagyságát regisztráljuk a textília vastagság-változása

függvényében.

A 2.2.1 fejezetben bemutatott KES rendszer 4 készüléke közül a KES-FB-3

berendezés vizsgálja a kelmék összenyomhatóságát. A textíliát két egymással szemben

elhelyezkedő 2 cm2 felületű bélyeg közé kell helyezni. A felső lefele mozogva

összenyomja a szövetet, majd egy előre beállított nyomóerő értéknél megfordul a bélyeg

mozgásának iránya, így fokozatosan tehermentesíti az anyagot (8. ábra) [10].


14

8. ábra KES-FB-3 elvi vázlata [11]

1. érzékelő, 2. vezető, 3. összenyomó tányér, 4. mintadarab, 5. jelátalakító

Peirce szerint a kelmék nyomóerő - vastagság görbéi mindig tartalmaznak egy közel

lineáris szakaszt. Peirce a textíliák nyomóigénybevétellel szembeni ellenállását a

keménységgel jellemzi, amely ennek az egyenes szakasznak két pontjához tartozó

értékeikből számítható (2.1) [8]:

:

21

12

vv

FFH

−−=

Ahol H a keménység, F a nyomóerő, v a vastagság.

2.2.3. Hajlító vizsgálat

A textíliák jellemző igénybevétele a húzó mellett a hajlító igénybevétel. A kelme

gyűrődő képességét döntően a hajlító merevsége, illetve hajlítás utáni visszarugózási

tulajdonsága határozza meg. Hajlító merevség alatt az egységnyi görbület létrehozásához

szükséges hajlítónyomaték nagyságát értjük [8].

A hajlítás vizsgálatára is számos különböző módszer ismeretes. A 2.2.1 pontban

bemutatott Kawabata kelmeelemző rendszer KES-FB-2 berendezését a szövetek

hajlítóvizsgálatára fejlesztették ki. A minta két befogópofába van rögzítve, amelyek közül

az egyik meghatározott ív mentén mozog. Ennek eredményeként a minta görbületi sugara

lineárisan csökken (9. ábra).

(2.1)


15

9. ábra: A hajlítási vizsgálat mérési elve [10, 11]

Az előre beállított maximális görbület elérése után ugyanazon a pályán visszafelé

indul a befogó. A berendezés a görbület függvényében méri a hajlítási nyomatékot [10].

Peterson és Dantzig módszere esetén egy kelmesávot vízszintes asztalra helyezünk,

majd gumival borított görgőkkel addig közelítjük az asztalhoz kapcsolódó 45°-os lejtőhöz,

amíg a kelme vége eléri azt. A hajlítómerevség a BC távolságtól függ (10. ábra).

Sinkle módszerénél a próbasáv végét, illetve a rá helyezett vonalzó nulla osztását a

lejtő kezdetéhez helyezzük, és a próbasávot a vonalzóval együtt addig toljuk előre,

ameddig a sáv vége eléri a lejtőt. A merevség arányos a BB’ távolsággal (10.ábra).

Peirce módszere a hajlítóhossz meghatározásához alkalmazható. A hajlítóhossz a

textília nehézségi erő hatására történő lehajlását jellemzi, és a kelme lehajlott hosszától,

illetve a lejtő szögétől függ (2.2).

3

1

8

5,0cos

≡

θθ

tglC

ahol C a hajlítóhossz, l a lehajlott hossz, θ a lehajlás szöge.

A hajlítóhossz és a hajlítómerevség különböző mennyiségek. Az előbbi a kelme

redőződési képességét, az utóbbi a kézi hajlíthatóságot jellemzi [8].

(2.2)


16

10. ábra: A hajlítóvizsgálat főbb pontjai [8]

2.2.4. Nyíró vizsgálat

A szövetek feldolgozása során az egyik legjellemzőbb igénybevétel a nyírás.

Döntően ez határozza meg egy kelme térformára idomulási tulajdonságát, amely például

egy sablonra való illesztésnél fontos. A szövetek nyírási viselkedése elsősorban a kompozit

gyártása szempontjából érdekes, mivel a befoglaló anyagba ágyazás után már a mátrix

merevsége határozza meg a nyírást [14]. Akkor tekinthetők megfelelőnek a nyíró

tulajdonságok, amikor a textília egy felületen redő- és szakadásmentesen fekszik fel [15].

A nyírás elsősorban a fonalaknak a kelme síkjában történő elfordulásából, illetve a

elhajlásából, egymáson való csúszásából áll. Redőződés akkor lép fel, amikor a nyírás

miatt a fonalak által bezárt szög elér egy határértéket [15].

A mátrixba ágyazott erősítőszövetek nyírási vizsgálata viszonylag új téma, viszont a

humán szövetek nyírási tulajdonságait már régóta kutatják. Skeleton már 1976-ban

kidolgozott egy olyan módszert, amellyel a szövet súlyából és vastagságából lehet

következtetni a nyírómerevség nagyságára. Gyakran használt közelítésként a húzó

merevség nagyságának 1/20-át vették nyírási modulusznak [14]. Ezen módszerek bár

közelítésként megállják helyüket, azonban a kompozitok elterjedésével szükség volt

pontosabb vizsgálati módszerek alkalmazására.

Az első nyíróvizsgálatok többek között a Kawabata kiértékelő rendszeren (KES-F)

alapultak. Mint ahogy már a 2.2.1 fejezetben említettem, a KES-FB-1 berendezés húzó- és

nyíróvizsgálatokhoz is használható. Nyíró vizsgálat esetén a készülék kismértékű, állandó

nagyságú húzóerővel terheli a kelmét, így nem lép fel jelentős nyúlás a fonalakban. Az

egyik befogó a másikhoz képest állandó sebességgel párhuzamosan mozog, így nyíró

igénybevételt fejt ki a kelmére (11. ábra). A mérés 8°-os nyírási szögig történik, majd a

nyírás irányt vált [10]. A berendezés rögzíti mind a normál, mind a tangenciális irányú


17

erőket és elmozdulásokat. A KES-módszer hátránya, hogy nem csak tiszta nyírás lép fel a

mintában.

.

11. ábra: KES-módszer [15]

A KES- módszerhez hasonló eljárás a szövethenger nyíróvizsgálat. A szövet a két

tárcsaszerű befogóba rögzítve egy henger palástját képezi (12. ábra). A készüléket egy

erőszabályozóval felszerelt szakítógépbe helyezzük, hogy állandó nagyságú axiális erővel

terhelhessük. Az alsó tárcsát eközben forgatónyomaték alá helyezve nyíróigénybevételt

hozunk létre a vizsgált szövetben [14].

12. ábra: Szövethenger nyíróvizsgálat [14]


18

Egy nagyon elterjedt, egyszerű, és olcsó módszer az átlósirányú húzóvizsgálat. A

vetülékirányhoz képest 45°-ban kivágott mintát a szakítóvizsgálathoz hasonlóan egyenletes

sebességű húzó terhelésnek vetjük alá. A vetülék- és láncfonalak által bezárt derékszög

csökkenni kezd, ami nyíróigénybevétel jelenlétére utal. A mintában három zónát

különböztethetünk meg az igénybevétel szempontjából (13.ábra):

I.-es zóna: Tiszta nyírás lép fel.

III-es zóna: Nem lép fel nyírás.

II-es zóna: Az I-es zóna nyírása nagyságának fele lép fel [16, 17].

A nyírási szög meghatározása történhet a vizsgálat kezdeti geometriai adatok és az

elmozdulás összefüggéséből, illetve képfeldolgozásos módszerrel is [16].

13. ábra: Átlósirányú húzóvizsgálat különböző deformációs zónái [16, 17]

Egy másik módszer a képkeretes vizsgálat. A 200x200 mm-es kelmét keretes

befogóba helyezve szakítógép segítségével két ellentétes sarkánál fogva egyenletes

sebességgel húzni kezdjük. A kezdetben négyzet alakú keret rombusz alakot vesz fel. A

nyíró erő és a nyírási szög könnyen meghatározható a terhelő erőből és a keret

geometriájából. A teljes befogás lehetővé teszi, hogy a keretet húzva, vagy nyomva

terheljük, így mind pozitív, mind negatív nyírási szögű deformációt elérhetünk. A

képkeretes vizsgálat azon alapszik, hogy szálirányokban nyújthatatlannak tekintjük a

szövetet, ekkor a redőződés megindulásáig csak nyíró igénybevétel ébred az anyagban

[15]. A kísérletek azonban azt mutatják, hogy a fonalakban a vizsgálat közben nemkívánt

nyúlások lépnek fel.

Mind a képkeretes, mind az átlósirányú húzóvizsgálatnak vannak hátrányai

egymással szemben, így általában együtt használják őket.


19

Wysochina T-alakú mintát javasolt a nyíróvizsgálatok elvégzéséhez (14. ábra). A

próbatest legnagyobb része elő van feszítve, eközben a T szárának húzásával

nyíróigénybevétel keletkezik a szövetben. A kiértékelés során először végeselem analízis

segítségével határozzuk meg a kelmében létrejövő homogén nyírási zónákat. Ezt követően

egy összetett numerikus és tapasztalati számítási módszert alkalmazunk a nyírás

nagyságának meghatározására. Ez egy olyan iterációs eljárás, amely során a végeselem

módszerrel megjósolt, és az optikai mérőberendezéssel kapott nyúlások összehasonlítása

addig történik, amíg a két módszerrel kapott eredmények különbsége minimális nem lesz

[14].

14. ábra: Nyíróvizsgálat T alakú mintával [14]

2.2.5. Golyós-repesztő vizsgálat

Gyakorlatban a kelméket nem egyirányú terhelés éri (pl.: sisakok gyártása, zsákok,

hálók) (15. ábra), ezért szükség van többtengelyű vizsgálatokra (többtengelyű húzás,

nyírás, golyós-repesztés) [8]. A golyós repesztés jól használható például kötött kelmék

esetén, ahol a hagyományos húzóvizsgálat során a láncszerűen átadódó fonalerők hatására

keresztirányú kontrakció lép fel, amely miatt nehezen határozható meg a kelme pillanatnyi

keresztmetszete.


20

15. ábra: Védősisak erősítőszerkezete [18]

A golyós-repesztő vizsgálat során a körgyűrű alakú befogóval, előterhelés mentesen

rögzített kelmét, rá merőleges irányban egyenletes sebességgel mozgatott acélgolyóval

terheljük (16. ábra). A kezdetben sík próbadarab a vizsgálat során térbeli felületté alakul,

gömbsüvegben végződő csonkakúp alakú deformációt szenved el. A vizsgálatot a kelme

repedéséig végezzük. A nyomóerőt és az elmozduláshoz kapcsolódó kidomborodási

magasságot rögzítjük a mérés során [4] [8].

16. ábra: Golyós repesztő vizsgálat [19]

A golyós repesztés sajátosságait számos kutató vizsgálta. Rozant és társai például

átfogóan vizsgálták a különböző kötött, és szőtt kelmék golyós-repesztős deformációját

[20]. A vizsgálatok közötti összehasonlítást háromféle mérőszám alapján végezték. Az

alakítási energiát az erő-elmozdulás görbe alatti területből számították. A lineáris relatív


21

nyúlás meghatározása a gyűrű alakú befogó, illetve a golyó átmérője alapján történt. A

területi relatív nyúlást a deformált és az eredeti felület hányadosaként számolták.

A mérésekből megállapították, hogy a kötött kelmék nagyobb 3D-s deformációs

képességekkel rendelkeznek a szövetekkel szemben, így felhasználásuk például sajtolt

laminátumok gyártása esetén, ahol fontos kritérium az anyagok részéről a gyártás során

felmerülő összetett alakíthatóságnak való megfelelés, előnyösebb.

Sommer a mérései alapján arra a következtetésre jutott, hogy a befogott felület

növelése egy adott kelménél növekvő kidomborodási magasságot eredményez, a

repesztőnyomás ezzel szemben hiperbolikusan csökken [8]. A lineáris repesztőerő az idő

logaritmusának függvényében közelítőleg lineárisan csökkenő jellegű. A golyós-

repesztővizsgálat alakváltozása és alakítási energiája a lánc- és vetülékirányú húzó

vizsgálatokhoz képest legtöbb esetben kisebb volt, ami azzal magyarázható, hogy a húzó

vizsgálatnál csak lánc-, vagy vetülékirányú fonalak vannak befogva, így kevésbé

korlátozott az alakváltozásuk.

A minták berepedésének alakja között szabályszerűség volt tapasztalható. A

vetülék- és láncirányban egyforma szilárdságú kelmék a minta közepén kereszt alakban

repedtek be. Különböző szilárdságú fonalrendszerek esetén az első berepedés az egyik

irányban középen jött létre, majd a másik irányban ebből kiindulva egy, vagy több repedés

keletkezett.


22

3. Vizsgálatok

A humán textíliák véges hosszúságú (font fonal), vagy végtelen hosszúságú

szálakból (selyemfonal) sodrat segítségével rögzített kör keresztmetszetű fonalakból

állnak. A kompoziterősítő szöveteket ezzel szemben általában sodrat nélküli, lapos

rovingok alkotják. Emiatt néhány megszokott textiles fogalom esetében ezentúl a fonal

helyett a roving megnevezést használom (pl. rovingirány, rovingsűrűség).

Az alábbiakban bemutatom a vizsgálatokhoz használt eszközöket, elvégzésükhöz és

kiértékelésükhöz használt módszereket, illetve hogy milyen szempontok alapján

választottam erősítőszöveteket a vizsgálatokhoz. Ezután részletesem ismertetem a kapott

mérési eredményeket.

3.1. Felhasznált eszközök és alkalmazott módszerek

A különféle húzó-, nyíró- és golyós-repesztő vizsgálatokhoz Zwick-005 típusú

szakítógép szolgáltatta a mérésekhez szükséges egyenletes sebességű elmozdulást és az erő

mérését. A szakítógép maximum 5 kN nagyságú erővel terhelhető, és a sebessége 0,0005-

3000 mm/perc tartományon belül állítható [21]. A hozzá kapcsolt erőmérő cella

segítségével számítógépen rögzíthetőek a befogófejek elmozdulásából adódó, és az

erőmérő cella által mért adatok.

A szakítógép Zwick TestXpert 11.0 programmal vezérelhető. Megadhatjuk a mérési

paramétereket, beállíthatjuk a mérés bázispontját. A program ezenkívül kirajzolja a mérési

diagramokat, illetve a kívánt formátumba konvertálja őket.

3.1.1. Anyagjellemzők meghatározása

A szálak, rovingok, szövetek optikai vizsgálatához Olympus BX 51M mikroszkópot

és hozzá kapcsolt C-5060 Camedia típusú digitális fényképezőgépet használtam. A

mikroszkóp 2-100x-os nagyítású kép előállítására képes, így megfelelő a ~10 µm-es

nagyságú objektumok vizsgálatának elvégzéséhez [21]. Lehetőség van a minta

hagyományos módon, szemlencséken keresztüli megtekintésére, illetve a digitális

fényképezőgéppel készített képek révén számítógéppel segített képfeldolgozásra. A mintát

alulról és felülről is megvilágíthatjuk változtatható fényerővel, illetve különböző szűrőkkel

javíthatjuk a képminőséget. A monitoron a mikroszkópi képet az AnalySIS program

jeleníti meg. A programmal rögzíthetjük a fényképezőgép képét, és szerkeszthetjük azt

(méretskála, méretek elhelyezése), információt nyerhetünk belőle (méretek lekérdezése).


23

A rovingok lineáris sűrűségének meghatározásához a vizsgált roving hosszát és

tömegét mértem meg (3.1) [8].

]km1

gtex[1000

]m[hosszaroving

]g[tömegerovingTt =⋅=

A rovingok tömegét Ohaus Explorer mérleggel mértem, ami. ±0,0001g-os

pontossággal képes mérni 110g-os mérési határig.


A húzóvizsgálatokhoz az erősítőszövetekből különböző irányban kivágott mintákat

készítettem, hogy azokkal jellemezzem a szövetek különböző irányú húzótulajdonságait.

A szakítószilárdság helyett fajlagos szakítóerőt használtam, mivel a textíliák

esetében nehezen határozható meg a minta keresztmetszete. A fajlagos szakítóerő a

legnagyobb mért húzóerő nagyságának elosztását jelenti a minta szélességével.

A mintákat vetülék- és láncirányban, illetve a köztes 22,5°, 45° és 67,5°-os

irányokban vágtam ki. A méretük 200x50 mm volt. A mintákat 50-50 mm hosszúságon

hullámos befogóval fogtam be, amit kifejezetten textíliákhoz használnak. A nagyobb

érintkező felület segít megakadályozni a munkadarab kicsúszását.

3.1.3. Nyíró vizsgálat

A nyírást két különböző módszerrel vizsgáltam. Az egyik nyíróvizsgálatot a

Polimertechnika Tanszéken tervezett nyíró befogóval végeztem (17. ábra). Ezzel a

speciális befogó készülékkel a nyíróvizsgálat a KES rendszerben alkalmazott vizsgálathoz

hasonlóan történik. A két függőleges befogópofa vízszintesen egy lineáris vezetéken

mozoghat, illetve a minta befogásának idejére fixálható. A mintákat először két szélük

mentén az átmenetileg rögzített befogópofákba kell befogni, majd két-két belső

kulcsnyílású csavarral rögzíteni. Ezután kiengedve a befogópofákat a mintára a hozzájuk

kapcsolt rugó által ráadódik az előre beállított előfeszítő erő. A rögzített helyzetű

befogókkal szemben ez az állandó nagyságú erő biztosítja, hogy a mérés közben mindig

ugyanakkora legyen a vízszintesen ható húzóerő, és a vizsgálat közben ne növekedjen a

rovingok húzóterhelése és nyúlása. A minta közepét egy másik, a szakítógép mozgó

feléhez kapcsolódó befogóba kell befogni, amely befogó fogja átadni a nyíróerőt

szimmetrikusan a minta két felének.

(3.1)


24

17. ábra: Nyíróbefogóval végzett nyírás vázlata

A mérés során a mozgó rész az állóhoz képest 100 mm/perc sebességgel távolodik. A

befogók egymással párhuzamosan mozognak, így a vetülék- és láncrovingok által

eredetileg 90°-os szög változni kezd. Ennek eredményeként a minta mindkét felében

ellentétes irányú nyíródeformáció jön létre. A vizsgálatot a húzóerő visszaeséséig

végeztem.

A befogó elmozdulásából számolható a nyírási szög (3.2) (18. ábra):

18. ábra: A nyíróvizsgálat során a nyírási szög értelmezése

b

si arcsin=γ

(3.2)


25

ahol γi a pillanatnyi nyírási szög, s a befogó elmozdulása, b a nyírt szövet kezdeti

szélességének fele.

A másik nyíróvizsgálatot az átlósirányú húzás módszerével végeztem. Ebben az

esetben a vetülékirányhoz képest 45°-ban kivágott szövetben a rovingirányok nem esnek a

terhelés irányába, így nyírás lép fel, és a rovingok által bezárt 90°-os szög csökkenni kezd.

A méréshez három különböző anyagból 6-6 mintát készítettem. Az alkalmazott

vizsgálati minta mérete 200x50 mm (19. ábra). Ebből 50 mm hosszúságot fogtam be a két

végen. A szövetek, különösen a csúszós műszaki szövetek a kivágás során könnyen

deformálódhatnak Ennek megakadályozása érdekében az anyagot papírra ragasztottam, és

a szükséges mintákat a papírral együtt vágtam ki. A minták befogását is a papírral együtt

végeztem, hogy eközben se következhessen be nem kívánt deformáció. A minták alakját

rögzítő papírt csak közvetlenül a mérés előtt távolítottam el. A befogáskor ugyanazokat a

hullámos, belső kiképzésű szövetbefogókat alkalmaztam, mint a húzóvizsgálat során.

19. ábra: Átlósirányú húzóvizsgálat mintadarabja

Az átlósirányú húzóvizsgálat kiértékelésére egy újfajta módszert használtam, amelyet

Al-Gaadi Bidour, a Polimertechnika Tanszék doktorandusz hallgatója fejlesztett ki

nyíróvizsgálatokhoz [16]. A mérés előtt hossz- és keresztirányban a 20. ábra szerinti

vonalakat rajzoltam a mintákra. Az egymást keresztező vonalak a mérés kezdetekor egy

egyenlő oldalú négyzetet határoznak meg, amelynek a mérés megkezdése után a nyúlás

irányába eső oldalai növekedni, az arra merőlegesek csökkenni kezdenek. Kezdetben az

oldalak felezőpontjai egy, a négyzetbe írható ideális rombusz átlóinak a végpontjai. Ennek


26

a rombusznak az oldalai a mérés során végig egybe esnek a vetülék-, és láncirányokkal, így

az általuk bezárt szög (20. ábra, 2θ) megváltozása megadja a nyírási szöget.

A fehér üvegszövetre fekete, a barna bazaltra fehér vonalakat rajzoltam a megfelelő

kontraszt érdekében, hogy a mérés során videoextenzométer segítségével érzékelni

lehessen a vonalak közötti távolság változását. A minta hossz- és keresztirányú változása,

valamint a keresztfej elmozdulása és a húzóerő került rögzítésre.

A nyírási szög a felrajzolt vonalak távolságának változásából számolható (3.3) [16]:

i

iii b

aarctg2222 00 −=−= θθθγ

ahol γi a nyírási szög, θi a rovingok által pillanatnyilag bezárt szög fele, θ0 a

rovingok által a vizsgálat kezdetén bezárt szög fele, ai a felrajzolt vonalak közötti

pillanatnyi keresztirányú távolság fele, bi a felrajzolt vonalak közötti hosszirányú távolság

fele.

20. ábra: A nyírási szög meghatározásához szükséges méretek [16]

(3.3)


27

A nyírási szög és a húzóerő ismeretében számolhatjuk a nyíróerőt (3.4):

[ ]NF

Ni

ii θcos2

=

ahol Ni a pillanatnyi nyíróerő, Fi a pillanatnyi húzóerő, θi a vetülék és a

láncrovingok által bezárt pillanatnyi szög fele, amely a nyírási szögből számolható (3.5)

[16]:

2

2 0 ii

γθθ −=

ahol θ0 a vetülék és láncrovingok által bezárt kezdeti szög fele (45°), γi a

pillanatnyi nyírási szög.

.

3.1.4. Golyós repesztő vizsgálat

Az előzőekhez hasonlóan a mérés szakítógép, az adatok rögzítése számítógép

segítségével történt. A vizsgálathoz 60x60 mm-es próbadarabokat vágtam ki, majd golyós

repesztő készülékbe fogtam be őket.

A golyós repesztő vizsgálattal az első berepedéshez tartozó deformációs képességet

adjuk meg. Ennek mérőszámai az alábbiak:

K kidomborodási magasság (10. ábra): Az első berepedésnél mérhető, a kelme

kezdeti síkjától mért kiemelkedés.

ε lineáris relatív nyúlás: A kelme kezdeti síkjára merőleges tengelymetszetben

számított fajlagos érték (3.6) [19].

0

0

l

lldef −=ε

ahol l0=2R0, a befogott felület átmérője, ldef=2B+2Rα, a deformált felület meridián

görbéjének hossza, α a deformált felület gömbsüveg részéhez tartozó ívszög, B a deformált

felület csonkakúp részének alkotó hossza (3.7), (21. ábra):

(3.4)

(3.5)

(3.6)


28

220 2 KKRRB +−=

ezeket behelyettesítve (3.8):

αε00

0

R

R

R

RB+

−=

Az ε meghatározásához először a B-t számoljuk ki, majd a 21. ábra alapján

szögfüggvények segítségével kifejezzük az α-t (3.9), (3.10), (3.11) [19]:

21 ααα +=

B

Rtg =1α

02 R

RKtg

−=α

21. ábra: Golyós repesztő vizsgálat fontosabb méretei [19]

(3.7)

(3.8)

(3.9)

(3.10)

(3.11)


29

3.2. Anyagok

A szövetek kiválasztása előtt fontos szem előtt tartani, hogy milyen területen

kívánjuk őket felhasználni. A kis szériás termékekben alkalmazott nagy teljesítményű,

drága, vagy a tömeggyártásban alkalmazott sokcélú, alacsonyabb árú szövetek közül

választásom az utóbbiakra esett. Ennek az az oka, hogy ezeknek az anyagoknak a

hétköznapi felhasználása jóval szélesebb körű, így először érdemesebb ezeket

tanulmányozni.

Az üvegszövet mellett nagy népszerűsége és elterjedtsége miatt döntöttem. Mivel a

különböző szövési tulajdonságok deformációs képességre gyakorolt hatását is nyomon

szerettem volna követni, a legegyszerűbb vászon- mellett sávolyszövetet is használtam.

Ennek eltérő területi- és rovingsűrűsége is összehasonlítás alapját képezte. Az anyagok

különbözőségéből származó, például súrlódás hatásának vizsgálata miatt még egy, az

üveghez hasonló bazaltvászon szövetet is vizsgáltam. Ez egyébként is egyfajta

alternatívája az üvegszálas erősítő anyagoknak.

3.3. Vizsgálati eredmények

Az alábbiakban a különféle vizsgálatok során tapasztalt jelenségeket mutatom be,

majd a mérési adatokat kiértékelem, és az eredményeket diagramokkal szemléltetem.

3.2.1. Anyagjellemzők meghatározása

A vizsgálat során optikai mikroszkóppal határoztam meg a szövetek, szálak

különböző geometriai, szerkezeti jellemzőit. A kapott eredményeket az 1. táblázatban

foglaltam össze.

A szálak vizsgálatakor a szálakat üveg tárgylemezre helyeztem, majd egy csepp víz

segítségével rögzítettem rá a fedőlemezt. 50x-es nagyítást használtam, hogy a méreteiket

pontosan meg lehessen határozni. Ennél a nagyításnál azonban sok problémát okozott az

elmosódott kép (22. ábra).

A vizsgált anyagaim szálainak átmérőjét (d) 5-5 pontban határoztam meg, majd az

eredményeket átlagoltam (1. melléklet).


30

a, b, c,

22. ábra: A szálak mikroszkópi képe 50x-es nagyításnál

(a: üveg (GV), b: üveg (GS), c: bazalt (BV))

A rovingsűrűség meghatározásához a szövetekről is készítettem mikroszkópi

képeket (23.-25. ábra). A rovingszámot 10mm hosszú szakaszokon mértem (lánc- és

vetülékirányban 5-5 pontot), majd az eredmények átlagát számoltam (1. táblázat) (2.

melléklet).

23. ábra: Vászon üvegszövet mikroszkópi képe 5x-ös nagyításnál


31

24. ábra: Sávoly üvegszövet mikroszkópi képe 5x-ös nagyításnál

25. ábra: Bazaltszövet mikroszkópos vizsgálata 5x-ös nagyításnál

A lineáris sűrűség meghatározásához anyagonként 5-5 roving tömegét és

hosszúságát mértem, majd a belőlük számolt lineáris sűrűség átlagát vettem. A kapott

eredményeket az 1. táblázat és a 3. melléklet tartalmazza.

Rovingsűrűség [1/10 mm]

Elemiszál átmérő Anyag Kötésmód

Területi sűrűség [g/m2] Lánc Vetülék [μm]

Lineáris sűrűség [tex]

GV vászon 220 6 5 14,936 213,710

GS sávoly 163 12 12 9,412 65,741

BV vászon 200 7 7 12,420 149,449

1. táblázat: A szövetek tulajdonságai


32


Elsőként a húzóvizsgálat során fellépő jellegzetes jelenségeket mutatom be,

amelyeket a bazalt vászon vizsgálata során készített képekkel szemléltetem. Ezután

részletesen elemzem anyagonként a mérési eredményeket.

A vizsgálati mintában a rovingok a szőtt szerkezetből következően egymást

keresztezve, hullámosan helyezkednek el. A vizsgálat során a terhelés növelésével a húzás

irányába eső rovingok megfeszülnek és hullámosságuk csökken, míg emiatt az ezekre

merőleges rovingok hullámossága nő. A mérés folyamán hallhatóak voltak kis pattanások,

majd a maximális erő elérésekor határozott hangjelenség kíséretében tönkrement az anyag.

Ez, illetve a szövet bolyhozódása arra utal, hogy tönkremenetel az elemi szálak szakadása

révén ment végbe (26. ábra).

26. ábra: BV anyag húzóvizsgálata vetülékirányú terhelés esetén

22,5°-os húzóvizsgálat során már a mérés kezdetekor a minta átlójában feszülés

volt tapasztalható, miközben a többi rész instabillá vált és redők alakultak ki. A feszülés

később feloldódott, és a rovingok elkezdtek kihúzódni a szövetszerkezetből. Ennek a

foszlásnak az irányát befolyásolta a kezdetben tapasztalt feszülés. A próbadarab középen

erősen elkeskenyedett (27. ábra).


33

27. ábra: BV anyag húzóvizsgálata 22,5°-os terhelés esetén

A 45°-os húzóvizsgálat során a szövet mintázatán jól láthatóan és elkülöníthetően

megjelennek az irodalomkutatásban bemutatott nyírási zónák, amelyek különböző

igénybevételek jelenlétére utalnak. A minta a befogáshoz közeli részt leszámítva

egyenletesen keskenyedett el (28. ábra). A tönkremenetel során a rovingok a középső

tartományban kihúzódtak a szövetszerkezetből, miközben hangjelenség nem volt

tapasztalható.

28. ábra: BV anyag húzóvizsgálata 45°-os terhelés esetén

67,5°-os terhelésnél a szövet hasonlóan viselkedett, mint a 22,5°-os terhelésnél, a

szerkezet szimmetriájának megfelelően. A kezdetben fellépő feszülés azonban a minta

ellentétes irányú átlójában keletkezett (29. ábra).


34

29. ábra: BV anyag húzóvizsgálata 67,5°-os terhelés esetén

Láncirányú terhelésnél a minta a vetülékirányban tapasztaltaknak megfelelően

viselkedett (30. ábra).

30. ábra: BV anyag húzóvizsgálata láncirányú terhelés esetén

A következőkben rendre az előző vizsgálatokkal kapott mérési diagramokat

mutatom be.

Üveg vászonszövet vetülék- és láncirányú húzóvizsgálatánál megfigyelhető a rideg

üvegszövet gyors erőnövekedése, jól meghatározható szakadási pontja és gyors

erővisszaesése (31. ábra, 35. ábra). A kezdeti görbemeredekséggel jellemezhető az anyag

rugalmassága. A méréseknek viszonylag kicsi a szórása, ellentétben a 22,5°-os és 67,5°-os

vizsgálatokkal, amelyeknél a kezdeti szakaszban tapasztalt változatos erőfelfutás után a

görbék hasonló karakterisztikát mutatnak (32. ábra, 34. ábra). 45°-os terhelésnél lassan

növekszik az erő, majd lassan csökken, és nincs töréspont (33. ábra).


35

31. ábra: GV anyag erő nyúlás diagramja vetülékirányú

terhelés esetén

32. ábra: GV anyag erő-nyúlás diagramja

vetülékirányhoz képest 22,5°-os terhelés esetén


vetülékirányhoz képest 45°-os terhelés esetén


36

Az üveg sávolyszövet húzódiagramjai vetülék- és láncirányú terhelés esetén a

kezdeti erőfelfutás során hasonlóan viselkednek a vászonnál tapasztaltakhoz, viszont az erő

visszaesése sok esetben különbözik (36. ábra, 40. ábra). Ez a szakasz kevésbé meredek és

szaggatott lefutású. Ez arra utal, hogy a rovingoknak csak egy része szakadt el vélhetően

egyik oldalon, és a repedés onnan terjedve megy keresztben az anyagon át. Ezen a

szakaszon tapasztalható periodikus kiemelkedések az adott roving szakadásával

összefüggő erőnövekményre és csökkenésre utalnak. Mivel vászon szövetnél nem

tapasztaltam ezt a jelenséget rovingirányokban végzett vizsgálatok esetén (üvegnél és

bazaltnál sem), valószínűsíthető, hogy a nem egyenletes szakadásokat a sávoly

aszimmetrikus szerkezete okozhatta. 22,5°-os és 67,5°-os irányú terhelésnél nagy

különbséget mértem, amely nem jelent meg a vászonszöveteknél. Ennek oka szintén az




láncirányú terhelés esetén


37

aszimmetrikus sávolyszövésben kereshető. A további irányokban végzett mérések a

vászonhoz hasonló diagramokat eredményeztek (37. ábra, 38. ábra, 39. ábra).

36. ábra: GS anyag erő-nyúlás diagramja

vetülékirányú terhelés esetén


vetülékirányhoz képest 22,5°-os terhelés

esetén


38




vetülékirányhoz képest 67,5°-os terhelés

esetén




39

A bazalt szövet vetülék- és láncirányú terhelésnél a görbék lefutása hasonló az üveg

vászonnál tapasztaltakhoz, különbség lényegében az erő és nyúlás értékek nagyságában

volt tapasztalható (41. ábra, 45. ábra). 45°-os terhelésnél hasonlóan viselkedik a másik két

anyaghoz képest, azonban arányaiban sokkal nagyobb húzóerő mérhető (43. ábra). 22,5°-

os és 67,5°-os terhelésnél a kezdeti erőfelfutás utáni szakadást a sávoly szövetnél tapasztalt

szaggatott lefutásgörbe jellemzi (42. ábra, 44. ábra). Ez annak tudható be, hogy a terhelés

irányával szöget bezáró szálakban különböző nagyságú feszültség lép fel, emiatt

szakadásuk sem együtt történik

41. melléklet: BV anyag erő-nyúlás

diagramja vetülékirányú terhelés esetén

42. melléklet: BV anyag erő-nyúlás

diagramja vetülékirányhoz képest 22,5°-os terhelés esetén


40

43. ábra: BV anyag erő-nyúlás diagramja







41

A vetülék- és láncirányban kivágott mintáknál a rovingok mindkét vége be volt

fogva, emiatt a rideg üveg- és bazaltszálak szakítási görbéin az erők gyorsan növekedtek.

Miután elért a terhelés egy bizonyos szintet, a szálak nagy része rövid idő alatt láncszerűen

szakadt el, az erő gyorsan visszaesett.

A 45°-ban kivágott minták rovingjai nem érnek át az egyik befogóból a másikba,

hanem a sáv széle felé futnak, így a vizsgálat során nem szakadnak el, hanem kihúzódnak

egymás közül, emiatt nem tapasztalható a szálak rideg viselkedése és a

szakítószilárdágukból adódó magas erő érték sem. A fellépő maximális erő és a hozzá

tartozó nyúlás értékeket a rovingok közötti súrlódás határozza meg. A mérések során az

erő lassan növekedett, majd a maximum, amely több nagyságrenddel alacsonyabb volt,

mint a vetülék- és láncirányú vizsgálatok esetén, elérése után lassan csökkeni kezdett.

Mindhárom anyagnál megfigyelhető, hogy lánc-, vetülék- és 45°-os irányokban

egyértelműen megállapítható a maximális erő helye, azonban 22,5° és 67,5°-os terhelésnél

két lokális maximum is megjelenik az erő-nyúlás görbéken (46. ábra). Az első maximum

általában magasabb (kivéve a bazaltot), meredeken növekszik, és hirtelen esik vissza. A

másik szélsőérték nagysága kisebb, lassan növekszik, és lassan esik vissza. Ezek a

jelenségek törvényszerűségekre utalnak a vizsgálatokat illetően

46. ábra: 22,5°-ban, és 67,5°-ban kivágott minták húzóvizsgálati jelleggörbéje


42

Az első, B-vel jelölt maximum fel- és lefutása a rovingirányokban tapasztalt

szakadáshoz, az S-sel jelölt, második maximum karakterisztikája a 45°-os minták

rovingjainak kihúzódásához hasonló. Valójában e két folyamat együttese van jelen a mérés

során. A 22,5°-os és a 67,5°-os kivágás miatt a legtöbb rovingnak csak az egyik vége, vagy

egyik vége sem volt befogva, azonban a minta közepén néhány roving átért az egyikből a

másik befogóba (47. ábra). Ezek terhelése okozta a gyors erőnövekedést, majd szakadás

után a hirtelen erővisszaesést. Ezután azonban már a rovingok kihúzódása miatt a 45°-os

vizsgálatnál tapasztalt laposabb görbét kaptam. A vizsgálati diagram tehát ennek a kétféle

tönkremeneteli folyamatnak az eredője, ahogy ezt a 46. ábra is szemlélteti. Ezen

diagramok kezdeti szakaszának feltűnően nagy volt a szórása. Ez annak volt köszönhető,

hogy a kivágás irányának kicsi eltérése miatt kicsit ingadozott a mindkét végükön befogott

rovingok száma, ami viszont az összes, mindkét végén befogott rovingok számához képest

relatíve nagy ingadozást okozott. Csak néhánnyal több, mindkét végén befogott roving

többszörösére emeli a kezdeti erőmaximumot. A második szakasz lefutásában már nem

volt megfigyelhető ekkora szórás.

47. ábra: 22,5°-ban (a) és 67,5°-ban (b) kivágott minták szerkezete

A polárdiagramok szerkesztésénél az átlagos maximális húzóerő értékeket

fajlagosítottam a sávok szélességével (5 cm). Jellemző nyúlásként a maximális húzóerőhöz


43

tartozó értékeket vettem figyelembe, kivéve a 22,5°-ban, és 67,5°-ban kivágott mintákat.

Ez utóbbiak esetében a 46. ábra szerint értelmezett S ponthoz tartózó nyúlásokat vettem

figyelembe, mivel ebben az esetben a tényleges szakadási nyúlás többnyire nem esik egybe

a maximális erővel (kivéve a BV anyag).

A GV anyag fajlagos erő polárdiagramja alapján megállapítható, hogy vetülék- és

láncirányban akár három nagyságrenddel nagyobb terhelés elviselésére képes, mint a

köztes irányokban (48. ábra). A fajlagosított értékek és a logaritmikus skálázás miatt nem

feltűnő a két rovingirányban mért erő különbsége. Ez annak köszönhető, hogy

láncirányban nagyobb a rovingsűrűség.

GV anyag nyúlás polárdiagramja vetülék és láncirányokban viszonylag magas

értékeket mutat, amit a rovingoknak szövetszerkezetéből adódó kezdeti hullámossága

okozhatott (49. ábra). 45°-os irányban a várakozásnak megfelelően a rovingirányban

mérthez képest jóval nagyobb a nyúlás.

0,1

1

10

100

100090°

67,5°

45°

22,5°

0°

337,5°

315°

292,5°

270°

247,5°

225°

202,5°

180°

157,5°

135°

112,5°

Fajlagos szakítóerő [N/cm]

48. ábra: GV anyag fajlagos szakítóerő polárdiagramja


44

0

10

20

30

4090°

67,5°

45°

22,5°

0°

337,5°

315°

292,5°

270°

247,5°

225°

202,5°

180°

157,5°

135°

112,5°

Nyúlás [mm]

49. ábra: GV anyag nyúlás polárdiagramja

A GS anyag fajlagos erő és nyúlás polárdiagramja a sávoly szövésből következően

aszimmetrikus alakú (50. ábra, 51. ábra). Ez a tulajdonság jól megfigyelhető a 22,5°-os, a

67,5°-os, illetve az ezekkel egyenértékű irányokban. 67,5°-nál nagyobb erő és kisebb

nyúlás jelentkezik, mint a 22,5°-os terhelésnél. Szimmetrikus vászon szövet esetén ezek az

értékek közel egyformák. A nyúlás 45°-nál, és az ezzel egyenértékű irányokban a vártnak

megfelelően a legnagyobb (51. ábra).

1

10

100

100090°

67,5°

45°

22,5°

0°

337,5°

315°

292,5°

270°

247,5°

225°

202,5°

180°

157,5°

135°

112,5°


50. ábra: GS anyag fajlagos szakítóerő polárdiagramja


45

0

10

20

30

4090°

67,5°

45°

22,5°

0°

337,5°

315°

292,5°

270°

247,5°

225°

202,5°

180°

157,5°

135°

112,5°

Nyúlás [mm]

51. ábra: GS anyag nyúlás polárdiagramja

BV anyag polárdiagramjain a rovingirányok közötti irányokban végzett terhelések

hasonló erő értékeket mutatnak. Ennek az az oka, hogy szemben a másik két anyaggal, a

maximális erő mindhárom esetben az S-sel jelölt csúcson ébred, amelyet a szövetekben

fellépő hasonló nagyságú súrlódó erő okoz (52. ábra, 53. ábra). A három anyag 45°-os

vizsgálatát összehasonlítva azt tapasztaljuk, hogy a szövetben fellépő súrlódási erő a bazalt

esetében a legnagyobb.

1

10

100

100090°

67,5°

45°

22,5°

0°

337,5°

315°

292,5°

270°

247,5°

225°

202,5°

180°

157,5°

135°

112,5°


52. ábra: BV anyag fajlagos szakítóerő polárdiagramja


46

0

10

20

30

4090°

67,5°

45°

22,5°

0°

337,5°

315°

292,5°

270°

247,5°

225°

202,5°

180°

157,5°

135°

112,5°

Nyúlás [mm]

53. ábra: BV anyag nyúlás polárdiagramja

3.2.4. Nyíró vizsgálatok

A nyíróbefogóval végzett vizsgálatok során a három anyag hasonlóan viselkedett

(54. ábra), mindössze a nyíróerők nagyságában tapasztaltam különbséget.

54. ábra: BV anyag nyíróvizsgálata befogóval


47

Az extenzométerrel végzett átlósirányú húzóvizsgálat próbadarabja és annak

viselkedése megegyezik a 45°-os húzóvizsgálattal. A minta közepében tiszta nyírás lép fel,

és a különböző igénybevételi zónákra a szövet mintázatának változása utal (55. ábra).

55. ábra: Átlósirányú húzóvizsgálat

A kétfajta vizsgálat eredményeinek összehasonlítása érdekében a kapott nyíróerő

értékeket fajlagosítottam. A nyíróbefogónál ez a nyíróerőnek a vizsgált minta hosszára

(Nf=N/hossz), átlósirányú vizsgálatnál a szélességre történő fajlagosítást jelenti

( )szélesség205,0/(NN f ⋅⋅= [20]. A mérésekből számolt fajlagos nyíróerőket átlagoltam,

és a nyírási szög függvényében ábrázoltam.

A két nyíróvizsgálattal kapott eredményekben jelentős eltérések tapasztalhatók. A

nyíró befogóval végzett vizsgálatok esetén a nyíróerő azonnal növekedni kezd, átlósirányú

vizsgálatnál lassan növekszik, majd egy meghatározott szöget elérve hirtelen emelkedik.

Az 56, 57, 58. ábrán látható görbék 6-6 mérés átlagát szemléltetik. A különbségek oka

feltételezhetően a nyíróbefogónál a mintában létrehozott 20 N nagyságú előfeszítés. Ezzel

összefüggésben a nyírás irányára merőleges, mindkét végükön befogott rovingok miatt

azonnal növekszik a nyíróerő, miközben az átlósirányú mintában, amelynek középső

zónájában olyan rovingok is vannak, amelyeknek egyik vége sincs befogva, csak nagyobb

alakváltozás után kezd a nyíróerő jelentősebben növekedni. A kétféle vizsgálat


48

eredményei közötti nagy eltérés okainak feltárásához további vizsgálatok szükségesek,

például különböző mértékű előfeszítés hatásának tanulmányozása a nyíróerőre.

A nyíróbefogóval végzett vizsgálatok nem mutatnak jelentős különbséget, az

átlósirányú húzóvizsgálat viszont megerősítette a húzóvizsgálatok eredményei alapján

kialakított azon feltételezést, hogy a bazalt vászon szövetben lép fel a legnagyobb súrlódási

és nyírási erő.

Az üvegszövetek közül a sávolyszövésűben feltűnően nagyobb nyíróerő lép fel a

vászonhoz képest. Ez feltehetően a sávoly nagyobb rovingsűrűségének köszönhető, amely

tömörebb szövetszerkezetet és nagyobb súrlódó felületet okoz. Az erőnövekedés az

üvegszöveteknél azonosan 50°-os nyírási szög körül kezdődik, míg bazaltnál ez a szög 40°.

56. ábra: GV anyag nyíróvizsgálata átlósirányú húzással és nyíró befogóval

57. ábra: GS anyag nyíróvizsgálata átlósirányú húzással és nyíró befogóval


49

58. ábra: BV anyag nyíróvizsgálata átlósirányú húzással és nyíró befogóval

3.2.5. Golyós repesztő vizsgálat

A golyós repesztő vizsgálatoknál mindhárom anyag esetében azt tapasztaltam, hogy

a szövetekbe nyomott acélgolyó kezdetben megfeszíti a szövetet, majd egy adott

kidomborodási magasságot elérve elkezdenek szétcsúszni a rovingok. Ekkor megjelenik a

minta alatti golyó fényes felülete, majd átbújik a szöveten (59. ábra).

59. ábra: BV anyag golyós repesztő vizsgálata


50

A három anyag golyós repesztő vizsgálatánál feltűnő az eredmények nagy szórása.

Ez a probléma már a korábban mások által végzett mérések során is felmerült [19]. A

mérések során különbségeket okozhat az eltérő előfeszítés, amely a hullámos befogó

különböző erővel történő meghúzása miatt következhet be. Az eltérő előfeszítés

befolyásolja később a maximális kidomborodási magasságot. További probléma

származhat abból, ha a terhelés hatására a rovingok megcsúsznak. Ez az erő kismértékű,

hirtelen visszaesésében, majd ismét növekedésében mutatkozott meg. A tönkremenetelt a

rovingok szétcsúszása okozta, amikor a golyó a nyomóerő hatására a rovingok között

átbújt. A rovingokat alkotó elemi szálak nem szakadtak el, csak a szövetszerkezet ment

tönkre. A maximális erő jelentősen függ attól, hogy a golyó legmagasabb pontjához képest

a rovingok hogyan helyezkednek el. Ha egy roving középvonala pontosan keresztülmegy a

golyó legmagasabb pontján, akkor nagyobb erő hatására csúszik meg, mint akkor, ha a

roving nem keresztezi a golyó legmagasabb pontját. A két szélsőesetet szemlélteti a 60.

ábra.

60. ábra: Rovingok elhelyezkedése a golyó felületén

(legnehezebben szétcsúszó eset, legkönnyebben szétcsúszó eset)

A folyamat jellege miatt nem határozható meg egyértelmű tönkremenetelt okozó

golyónyomó erő. A vizsgált minta ellenállásának jellemzésére a maximális golyónyomó

erőt, a maximális golyónyomó erőhöz tartozó kidomborodási magasságot és az alakítási

energiát (görbe alatti terület) határoztam meg. Megállapítható, hogy a két üvegszöveten

mért legnagyobb erők hasonló nagyságúak. A legkisebb mért erők a sávoly esetében

nagyobbak, ami a sűrűbb szövésnek köszönhető (61. ábra, 62. ábra, 63. ábra). A bazalt

szövet esetében nagyobb erő értékeket mértem, ami összefüggésben lehet a korábban már

tapasztalt rovingok közötti nagyobb súrlódással, mivel a két vászonszövet rovingsűrűsége

hasonló.


51

A feldolgozás szempontjából fontos megállapítani az alakíthatóságnak egy

bizonyos határát, amelynél a szövet még nem kezd szétcsúszni, szerkezete nem szenved

maradandó változást. Megfigyeléseim alapján ez a kidomborodási határ az

üvegszöveteknél ez mindkét esetben 5 mm-nek vehető. Bazalt esetében ez a határ 6-7 mm.

Az értékek a golyó és a befogógyűrű átmérőjéhez tartoznak.

61. ábra: GV anyag erő-kidomborodás diagramja golyós repesztő vizsgálatnál

62. ábra: GS anyag erő-kidomborodás diagramja golyós repesztő vizsgálatnál


52

63. ábra: BV anyag erő-kidomborodás diagramja golyós repesztő vizsgálatnál

A kidomborodás metszetébe eső elemek hossznövekedését a befogás átmérőjéhez képest

százalékosan megadva, azaz lineáris relatív nyúlást számolva adtam meg a deformáció

nagyságát, és ennek függvényében ábrázoltam a fellépő golyónyomó erőket. Ezek az

értékek már a vizsgálat geometriai körülményeitől függenek, így jobban jellemzik a mérés

eredményeit. Jól látható, hogy a lapos görbék nem mutatnak hirtelen erővisszaesést, azaz

szakadást. Az alakíthatóság határa üveg vászon- és sávolyszövetnél kb. 10 %-os, bazalt

vászonnál 15 %-os lineáris relatív nyúlás (64. ábra, 65. ábra, 66. ábra). A bazaltnál

tapasztalt magasabb deformációs képességet a vizsgálatok során elnyelt legnagyobb

energia is alátámasztja (2. táblázat). Az üveg sávoly az üveg vászon szövetnél kisebb

szakítószilárdságú, mégis nagyobb energiát nyelt el, ami a sávoly sűrűbb szövésével

magyarázható.

64. ábra: GV anyag golyós repesztő vizsgálatának erő- lineáris relatív nyúlás diagramja


53

65. ábra: GS anyag golyós-repesztő vizsgálatának erő lineáris- relativ nyúlás diagramja

66. ábra: BV anyag golyós repesztő vizsgálatának erő- lineáris relatív nyúlás diagramja


54

4. Eredmények értékelése

Ebben a fejezetben foglalom össze a vizsgálati eredményeimet, a mérési

eredmények alapján összehasonlítom a vizsgált szöveteimet és összefoglalom az

alkalmazott vizsgálati módszerekkel kapcsolatos tapasztalataimat, javaslataimat.

4.1 A vizsgált szövetek összehasonlítása

A vizsgálatok során háromfajta erősítő anyag deformációs képességének

meghatározása volt a célom. A vizsgált szövetek összehasonlítását nehezíti, hogy nem csak

anyagukban különböznek, hanem például szövésmódjukban, vagy területi sűrűségükben.

Az üveg (GV) és a bazalt (BV) vászon szövet szövésmódja azonos, 10 mm-re eső

rovingszámuk között kicsi a különbség, illetve a területi sűrűségük is hasonló (csak 10 % a

különbség), így ezeknél az anyagoknál a mérések során tapasztalt eltérések elsősorban a

szálak anyagából, illetve a szálak felületi kezeléséből adódnak. A különböző szövésmódok,

területi-, illetve rovingsűrűségek hatása a deformációs képességekre az üveg vászon (GV)

és az üveg sávoly (GS) szövet esetében jelenik meg, mivel anyaguk azonos. A bazalt

vászon (BV) és az üveg sávoly (GS) szövet esetében az eltérő szövésmód és anyag miatt

csak az alakíthatóság mértékére utalhatunk.

A rovingirányokban végzett húzóvizsgálatok eredményei összhangban állnak az

egyes szövetek szerkezeti jellemzőivel. A szerkezetet jellemzi a területi sűrűség, de az

egységnyi szélességre eső szálak mennyisége is, amelyet a rovingsűrűség és a rovingok

lineáris sűrűségének szorzatával jellemezhetünk. Azoknál a szöveteknél, amelyeknél a

lánc- és vetülékirányú rovingok sűrűsége azonos, a két irányban mért fajlagos szakítóerő

gyakorlatilag azonos, míg a GV szövet esetében láncirányban, amely irányban

elhelyezkedő rovingok sűrűsége nagyobb, a fajlagos szakítóerő is arányosan nagyobb, mint

vetülékirányban. Ennek megfelelően a vizsgált anyagok közül a legnagyobb fajlagos

szakítóerőt a legnagyobb területi sűrűségű GV szövet esetében láncirányban, a legkisebb

fajlagos szakítóerőt pedig a legkisebb területi sűrűségű GS szövetnél kaptam. A BV

szövetnél mért fajlagos szakítóerő a GV szövetnél lánc- és vetülékirányban mért fajlagos

szakítóerő értékek közé esik (67.ábra) (2. táblázat) (5,6,7 melléklet).


55

GV GS BV

Fajlagos szakítóerő

[N/cm]

Szakadási nyúlás [mm]


[N/cm]



[N/cm]


átlag 374,887 8,574 360,947 7,088 493,477 8,188 vetülék relatív

szórás 0,044 0,072 0,133 0,067 0,047 0,044

átlag 1,267 1,398 3,107 1,379 4,883 1,170 22,5° első

csúcs relatív szórás

0,323 1,433 0,470 0,277 0,608 0,357

átlag 0,438 15,339 3,321 17,622 10,483 22,140 22,5° második


0,173 0,209 0,183 0,148 0,078 0,059

átlag 0,451 35,242 4,402 36,306 12,885 32,771 45° relatív

szórás 0,113 0,227 0,071 0,063 0,225 0,095

átlag 1,472 1,042 10,753 2,172 7,523 1,476 67,5° első


0,658 0,463 0,488 0,302 0,340 0,267

átlag 0,692 14,092 3,905 16,782 10,552 21,100 67,5° második


0,263 0,211 0,161 0,186 0,079 0,069

átlag 526,127 10,339 323,763 5,931 474,953 8,004 lánc relatív

szórás 0,050 0,057 0,112 0,113 0,058 0,058

2. Táblázat: Az erősítőszövetek szakítóereje és a hozzá tartozó nyúlása


56

0

100

200

300

400

500

600

Fajla

gos

szak

ító

erő

[N

/cm

]

vetülékirány

láncirány

GS

163

GV

220

BV

200

Anyag,

Területi sűrűség

[g/m2] 67. ábra: Az erősítőszövetek vetülék- és láncirányú fajlagos szakítóerejének összehasonlítása

A rovingirányokkal szöget bezáró irányokban végzett húzóvizsgálatok esetében a

húzó deformáció mellett jelentős mértékű nyíró deformáció is kialakul. A nyíró deformáció

miatt az eredmények összefüggésben állnak a szövetben fellépő súrlódás nagyságával is.

Ezen vizsgálatok alapján a rovingok közötti súrlódási ellenállás a három anyag közül a BV

anyagban a legnagyobb, a GV anyagban pedig a legkisebb. A 45°-os mintánál mért

fajlagos szakítóerőben a különbség kb. egy nagyságrend, amelynek nem csak a különböző

anyag az oka, hanem a feltehetően különböző felületi kezelés is. Magyarázatot igényel a

két üvegszövet eredményeiben mutatkozó különbség. Mivel ezt a jelentős eltérést a

szövetszerkezeti különbségek nem indokolják, az eltérésben szerepet játszhat a súrlódás is.

A két üvegszövet esetében is különböző lehet a szálak felületi kezelése.

A rovingirányokkal szöget bezáró irányokban végzett húzóvizsgálatoknál a fajlagos

szakítóerő értékek és szakadási nyúlások a várakozásnak megfelelően alakultak.

Tapasztalataim szerint a GV szövetben a rovingok közötti súrlódási tényező jóval kisebb,

mint a GS és a BV szövet esetén. A minták kivágása és mérése során különösen a GV

szövetnél nagyon kellett figyelni arra, hogy a szövet szerkezete ne sérüljön, ne essen szét.

A nyíróvizsgálatokat két szempontból is összehasonlítottam. Összehasonlítottam a

fajlagos nyíróerőt kismértékű, azonos nyíródeformáció mellett. A KES rendszerben

alkalmazott maximális nyírószög 8°. A 8° nyírószöghöz tartozó nyíróerőket a 3. táblázat és

68. ábra foglalja össze. Az eredmények jelentős eltérései ellenére megállapítható, hogy a

nyírással szemben a legnagyobb ellenállást a BV szövet tanúsítja. Összehasonítottam az

átlósirányú húzóvizsgálattal mért maximális nyíróerőket is. A legnagyobb erő a BV


57

anyagban, a legkisebb a GV-ben lép fel. A kisebb nyírási merevség jobb alakíthatóságot

eredményez, ez alapján az üveg szövet a legjobban alakítható. A GS nagyobb merevsége a

sűrűbb szerkezetnek és a rovingok közötti nagyobb súrlódásnak köszönhető.

Nyíró befogóval Átlósirányú húzóvizsgálattal Anyag

Fajlagos nyíróerő [N/cm] Relatív szórás [-] Fajlagos nyíróerő [N/cm] Relatív szórás [-]

GV 1,882 0,203 0,313 0,177

GS 1,430 0,242 0,312 0,120

BV 1,944 0,145 0,849 0,190

3. Táblázat: Az erősítőszövetek fajlagos nyíróereje 8°-os nyírási szögnél kétféle nyíróvizsgálat esetén

0

1

1

2

2

3

Fajla

gos

nyí

róer

ő [

N/c

m]

Nyíró befogó

Átlósirányú húzóvizsgálat

GS

163

GV

220

BV

200

Anyag,


[g/m2]

68. ábra: Az erősítőszövetek fajlagos nyíróereje 8°-os nyírási szögnél kétféle nyíróvizsgálat

esetén

A nyíró és a golyós repesztő vizsgálatok között összefüggés tapasztalható.

Előzetesen azt várnánk, hogy a hasonló húzószilárdságú, rovingsűrűségű, illetve szövésű

GV és BV anyag esetén a tönkremenetelt okozó golyónyomó erők között kicsi a

különbség. A vizsgálatok során azonban szakadás nem lépett fel, a jellemző tönkremenetel

a rovingok szétcsúszása volt. Ebből következően nem a rovingok húzószilárdsága volt a

meghatározó, hanem a szétcsúszást befolyásoló rovingok közötti súrlódás, amely viszont a

nyírási ellenállással áll összefüggésben. A szétcsúszás megindulása nagyban függ attól,

hogy a rovingok hogyan helyezkednek el a golyó tetőpontjához képest. Ettől függően a


58

mérési eredmények igen nagy szórást mutatnak. A vizsgált anyagok esetén kapott

eredményeket a 4. táblázat, 4. melléklet és a 69. ábra foglalja össze. A legnagyobb erő a

BV anyag alakításához volt szükséges. A GV anyagnál a többiekhez képest nagyobb

tartományban változik a maximális golyónyomó erő. A legnagyobb mértékű alakítást a BV

viseli el a rovingok szétcsúszása nélkül (kb. 1mm-el nagyobb kidomborodást a GV és GS-

hez képest).

Fmax [N] Lineáris relatív nyúlás [%] Alakítási energia [J] Anyagok

Átlag Relatív szórás Átlag Relatív szórás Átlag Relatív szórás

GV 35,570 0,414 20,393 0,188 0,224 0,475

GS 34,411 0,326 22,711 0,154 0,272 0,289

BV 66,565 0,336 27,101 0,131 0,505 0,342

4. Táblázat: Az erősítőszövetek maximális golyónyomó ereje és hozzá tartozó lineáris relatív

nyúlás

0

10

20

30

40

50

60

70

Max

imál

is g

oly

ón

yo

mó

erő

[N

]

Lin

eár

is r

ela

tív

ny

úlá

s [%

]

Fgmax

Lineáris relatív nyúlás

GS

163

GV

220

BV

200

Anyag,


[g/m2] 69. ábra: Az erősítőszövetek maximális golyónyomó erejének és hozzá tartozó lineáris relatív

nyúlásának összehasonlítása

Összességében megállapítható, hogy a legnagyobb deformációra a golyós repesztő

és a húzó vizsgálatok alapján a BV szövet képes, míg a legnagyobb nyíródeformációt a GS

szövet esetén mértem. Érdemes megjegyezni, hogy a GS szövet tapintás alapján a

legkisebb hajlítómerevségű. Bár a BV szövet nagy deformációra képes, ennek a

deformációnak a kialakításához nagy erőkre is van szükség.


59

4.2 Az alkalmazott vizsgálati módszerek

Dolgozatom elsődleges célja a kiválasztott kompoziterősítő szövetek vizsgálata, és

a vizsgálati eredmények alapján a szövetek összehasonlítása. A vizsgálatok elvégzése

során azonban a vizsgálati módszerekkel kapcsolatban számos problémára figyeltem fel. A

következőkben ezeket a problémákat foglalom össze, és javaslatot teszek ezek

elkerülésére.

A húzóvizsgálatok során az alkalmazott keskeny, 5 cm-es sávok, különösen a kis

súrlódási tényezőjű üveg szöveteknél nagyon sérülékenyek. A 45°-os irányban kivágott

minták a terhelés során könnyen szétesnek, de a lánc-, vagy vetülékirányban kivágott

minták szélei is könnyen kifoszlanak. Ezért a húzóvizsgálat során szélesebb sávot, vagy

cső mintát (3.b ábra) használva ez a probléma kiküszöbölhető. Továbbá célszerű lenne a

Grab-vizsgálat alkalmazása, mivel ennél a módszernél a be nem fogott rovingok

összetartják a minta középső részét.

A nyíróvizsgálatokkal kapcsolatban megállapítható, hogy a nyíróbefogóval és az

átlósirányú húzóvizsgálattal végzett mérések eredményei nagyon eltérnek egymástól.

Harmadik fajta vizsgálatot lehetne végezni az ún. képkeretes vizsgálattal, de ebben az

esetben is alapos elemzésnek kell a vizsgálati módszereket alávetni, hogy az eltérések okait

meg lehessen találni.

A golyós repesztő vizsgálatoknál nem tapasztaltam repedést, mert a jellemző

tönkremeneteli mód az alkalmazott geometriai méretek és a vizsgált csúszós

kompoziterősítő szövetek esetén a rovingok szétcsúszása volt. Hagyományos textíliáknál

általában nem lép fel a szétcsúszás jelensége a sűrűbb szövésük, nagyobb súrlódásuk és

kisebb szakítóerejük miatt. Így nem kapunk teljes képet az erősítőszövet golyónyomással

szembeni ellenállóképességéről, azonban a nyert értékek így is hasznosak, például kis

sugarú sablonrészekre való illeszkedésnél. Ha viszont a repesztőerőre vagyunk kíváncsiak,

az általam használt 19 mm-es golyónál nagyobb átmérőjűt kell alkalmazni.


60

5. Összefoglalás

Az erősítőszövetek deformációs képességének vizsgálata viszonylag új téma, és a

kompozitokat egyre szélesebb körben alkalmazzák bonyolult 3D-s termékek kialakítására,

ezért egyre fontosabb. Mivel textiltermékekről van szó, a mérések a korábban már

alkalmazott textilipari vizsgálati módszereken alapulnak. Az erősítőszövetek azonban

máshogyan viselkednek, mint a szokásos humán textíliák, így a hagyományos vizsgálati

módszerek nem minden esetben alkalmazhatóak.

Dolgozatomban különféle erősítőszövetek deformációs képességét, tulajdonságaik

alakíthatóságra gyakorolt hatását tanulmányoztam. A munkám során három, vászon-, ill.

sávolyszövésű, valamint üveg és bazalt alapanyagú, manapság gyakran alkalmazott

szövetet vizsgáltam, amelyek kifejezetten a tömeges kompozitgyártásban használatosak.

A szövetek deformációs képessége számos különböző módon vizsgálható. Ezek

közül húzó-, nyíró- és golyós repesztő méréseket végeztem, hogy minél átfogóbb képet

kapjak a kiválasztott szövetek alakíthatóságát illetően.

A húzóvizsgálatok eredményei általánosan utalnak a szövetek feldolgozása közben

a szövet síkjában fellépő, különböző irányú erők hatására kialakuló deformációra.

Nyíróvizsgálatot a Polimertechnika Tanszéken tervezett, speciális, szakítógépre

szerelhető nyíróbefogó készülékkel, valamint az átlósirányú húzás módszerével is

végeztem.

Összetett igénybevételek hatásának tanulmányozására golyós repesztő vizsgálatot

alkalmaztam. A szövetek golyós repesztő igénybevételre mutatott viselkedése leginkább a

húzó és nyíró tulajdonságokkal függ össze, így a három vizsgálat eredményei jól

összehasonlíthatóak és elemezhetőek az összefüggések.

A legnagyobb deformációra a golyós repesztő és a húzó vizsgálataim alapján a

bazalt szövet képes, míg a legnagyobb nyíródeformációt a sávolyszövésű üveg szövet

esetén mértem. Bár a BV szövet nagy deformációra képes, ennek a deformációnak a

kialakításához nagy erőkre is van szükség.

A vizsgálatok elvégzése során a vizsgálati módszerekkel kapcsolatban számos

problémára figyeltem fel, melyek elkerülésére javaslatot tettem. Így a húzó vizsgálat során


61

a minták szétcsúszásának elkerülésére, a két nyíró vizsgálati módszerrel kapott

eredmények közötti jelentős eltérések okainak feltárására, valamint a golyós repesztő

vizsgálat esetén a kelme szétcsúszásának elkerülésére nagyobb átmérőjű nyomógolyó

alkalmazásával.

6. Summary

The analysis of the deformation capacity of reinforcing fabrics is a relatively fresh

topic, and since composites are used more and more widely to establish complex 3D

products, it is increasingly important. Due to the fact textile products are concerned, the

measurements are based on test methods of the textile industry that have already been

applied. However, in terms of behaviour, reinforcing fabrics differ from normal human

textiles, so the conventional test methods cannot be applied in all cases.

In my thesis, I have analysed the deformation capacity of reinforcing fabrics and

the impact of their properties on formability. In my work, I analysed three commonly

applied fabrics – plain wave and twill wave as well as glass- and basalt-based fabrics –,

which are specifically used in composite mass production.

The deformation capacity of fabrics can be examined in several different ways. Of

these methods, I applied tensile, shear and drapability tests so as to get the most

comprehensive view in terms of formability of the selected fabrics.

The results of tensile tests generally indicate the deformation formed by the forces

in different directions occurring in the plane of fabric during the processing of fabrics.

I carried out the shear test with the special clamping device designed by the

Department of Polymer Engineering that can be mounted on a tensile test machine and

with the bias extension test as well.

I performed the drapability test in order to examine complex stress. The behaviour

of fabrics shown for drapability stress is mainly associated with the tensile and shear

properties, so the results of the three tests are well comparable and the correlations can be

analysed.

Based on my drapability and tensile tests, the basalt fabric is capable of the largest

deformation, while I measured the largest shear deformation in case of the twill wave glass

fabric. Although the BV fabric is capable of large deformation, in order to achieve it, great

forces are also required.

When performing these tests, I have noticed several problems regarding the test

methods, therefore I have made recommendations for avoidance. In this respect, I present


62

suggestions to avoid pattern slippage during the tensile test, to explore the causes of

significant differences between the results of the two shear test methods and to apply a

larger diameter ball in order to avoid fabric slippage during the drapability test.

7. Irodalomjegyzék

[1] Czvikovszky T., Nagy P., Gaál J.: A polimertechnika alapjai, Műegyetemi kiadó,

Budapest, (2000).

[2] Dr. Konczos G.: Korszerű anyagok és technológiák. Előadásjegyzet, BME (2006).

[3] Pál K.: Szállal erősített műanyagok a járműgyártásban. Műanyagipari Szemle, 2,

(2012).

[4] Dr. Jederán M., Tárnoky F.: Textilipari kézikönyv, Műszaki Könyvkiadó,

Budapest, (1979).

[5] Szegény P.: Repülőgépek szerkezete: Kompozitok. Előadásjegyzet, BME (2013)

[6] Kovács L.: Hírek a kompozitgyártó iparból. Műanyagipari szemle, 6 (2004).

[7] Tálos J.: Kompozitok a textilipar szemszögéből, szakértői tanulmány,

(http://www.tmte.hu/07projektek/071index.htm, 2013.03.20).

[8] Gyimesi J.: Textilanyagok fizikai vizsgálata Műszaki Könyvkiadó, Budapest,

(1968).

[9] Dr. Szűcs I.: Nyúláseloszlás a kelmemintában a szakítóvizsgálat lefolyása alatt.

Anyagvizsgálók Lapja, 1, 14-16 (2003).

[10] Molnár I.: Textíliák redőződés-mérési módszereinek összehasonlítása.

Diplomaterv, Budapest, (2008).

[11] Reumann, R.D. (2000). Prüfverfahren in der Textil- und Bekledungstechnik,

Springer, ISBN 3-540-66147-6, Germany.

[12] Sueo Kawabata: The Standardization and Analysis of Hand Evaluation, Osaka

Science & Technology Center Bld, Osaka 1980.

[13] R. J. Bassett, R. Postle, N. Pan: Experimental Methods for Measuring Fabric

Mechanical Properties. Textile Research Journal, 69, 866-875 (1999).

[14] C. Galliot, R.H. Luchsinger: The shear ramp: A new test method for the

investigation of coated fabric shear behaviour – Part I: Theory, Composites: Part A

41. 1743-1749, (2010).


63

[15] U. Mohammed, C. Lekakou, L. Dong, M.G. Bader.: Shear deformation and

micromechanics of woven fabrics. Composites: Part A, 31, 299-308 (2000).

[16] Al-Gaadi B.: Szőtt kompozit-erősítő szerkezetek 3D-s deformációs

tulajdonságainak elemzése, Phd értekezés, Budapest (2012).

[17] Wiggers J.: Analysis of textile deformation during preforming for liquid

composite moulding. PhD értekezés, University of Nottingham (2007).

[18] Lázár K.: Techtextil 2003: Az eddigi legnagyobb. Magyar Textiltechnika, 3, 65-69

(2003).

[19] Vas L.: Szálas erősítőszerkezetek és tervezésük. Előadásjegyzet, BME, (2012).

[20] O. Rozant, P.-E. Bourban, J.-A.E. Maenson: Drapability of dry textile fabrics for

stampable thermoplastic preforms. Composites: Part A 31, 1167-1177, (2000).

[21] Polimertechnika Tanszék laboratórium berendezések, (www.pt.bme.hu,

2013.05.04).


64

8. Mellékletek

Anyag Elemiszál átmérő [μm]

GS 9,120 9,596 8,879 10,332 9,133 GV 12,713 13,949 17,510 32,480 15,570 BV 13,483 13,921 13,921 10,846 9,927

átlag 11,772 12,489 13,437 17,886 11,543 szórás 2,329 2,505 4,336 12,641 3,510

1. Melléklet: Mikroszkópos szálátmérő vizsgálat eredményei

Anyag 10 mm-re eső rovingok száma lánc 12 13 12 12 12

GS vetülék 13 12 12 13 12

lánc 6 6 6 6 6 GV

vetülék 5 5 5 5 5 lánc 7 7 7 7 7

BV vetülék 7 7 7 7 7

2. Melléklet: Rovingsűrűség

Sorszám 1. 2. 3. 4. 5. Hossz [mm] 1002 999 994 1002 1005 Tömeg [g] 0,215 0,213 0,210 0,213 0,218 GV

Lineáris sűrűség [tex] 214,571 213,213 211,268 212,575 216,915 Hossz [mm] 991 992 1000 994 991 Tömeg [g] 0,065 0,066 0,066 0,064 0,066 GS

Lineáris sűrűség [tex] 65,691 66,129 66,000 64,688 66,196 Hossz [mm] 442 507 424 441 345 Tömeg [g] 0,068 0,078 0,066 0,062 0,051 BV

Lineáris sűrűség [tex] 154,072 152,860 154,481 139,456 146,377

3. Melléklet: Lineáris sűrűség


65

GV GS BV

Sor-szám

Fgmax [N]


[%]

Energia [J]

Fgmax [N]


[%]

Energia [J]

Fgmax [N]


[%]

Energia [J]

1. 16,250 20,382 0,123 34,135 18,899 0,279 118,548 28,675 0,168 2. 55,422 17,460 0,350 39,448 26,393 0,306 120,290 23,596 0,946 3. 51,445 23,033 0,379 43,374 17,877 0,335 53,521 24,742 0,446 4. 33,840 17,876 0,181 32,767 26,170 0,267 73,647 26,861 0,610 5. 53,427 20,294 0,340 30,170 26,887 0,251 83,697 27,587 0,663 6. 39,168 15,982 0,234 41,423 16,395 0,331 89,698 35,766 0,807 7. 34,887 17,108 0,169 40,086 26,469 0,326 81,583 32,613 0,656 8. 13,316 18,811 0,094 31,431 24,157 0,259 67,128 30,419 0,567 9. 34,401 17,287 0,187 25,876 23,967 0,206 63,737 23,032 0,530

10. 33,166 26,490 0,170 25,014 24,337 0,207 59,690 26,781 0,475 11. 35,478 22,848 0,233 24,445 22,758 0,206 58,091 26,885 0,475 12. 44,058 20,996 0,252 24,681 22,264 0,204 55,934 24,827 0,456 13. 17,609 26,764 0,110 28,032 27,486 0,230 65,696 26,574 0,527 14. 29,766 18,461 0,185 18,145 22,283 0,156 44,076 27,588 0,363 15. 59,752 23,131 0,420 19,425 27,373 0,171 48,914 21,651 0,402 16. 58,783 23,395 0,434 56,875 21,081 0,453 50,754 25,326 0,427 17. 13,106 23,694 0,093 24,579 21,903 0,204 57,872 32,403 0,475 18. 36,631 13,220 0,226 51,644 19,760 0,408 49,247 22,915 0,399 19. 25,400 15,422 0,138 50,307 20,470 0,340 44,702 26,490 0,354 20. 25,491 25,206 0,167 46,361 17,287 0,300 44,474 27,293 0,355

Átlag 35,570 20,393 0,224 34,411 22,711 0,272 66,565 27,101 0,505 Relatív szórás

0,414 0,188 0,475 0,326 0,154 0,289 0,336 0,131 0,342

4. Melléklet: Golyós repesztő vizsgálat

0°

22,5° első csúcs

22,5° második csúcs

45°

67,5° első csúcs


90° sorszám

Fmax [N] Nyúlás [mm]

Fmax [N]

Nyúlás [mm]

Fmax [N]

Nyúlás [mm]

Fmax [N]

Nyúlás [mm]

Fmax [N]

Nyúlás [mm]

Fmax [N]

Nyúlás [mm]


1. 1935,280 9,031 6,557 6,703 2,393 20,148 1,843 42,165 1,158 0,349 2,864 14,065 2489,300 9,748 2. 1948,170 7,937 - - 1,431 8,967 2,304 39,501 6,043 1,504 2,959 15,766 2787,450 11,485 3. 1892,180 7,908 - - 2,227 14,148 2,074 31,017 19,997 1,717 3,929 6,747 2772,000 10,264 4. 1892,020 9,218 - - 2,639 17,248 2,734 30,953 6,603 0,516 6,419 7,854 2747,010 11,081 5. 1964,060 8,832 2,714 0,751 2,678 17,415 2,678 33,818 4,659 1,073 3,403 16,230 2781,980 9,999 6. 1688,710 7,790 6,162 1,183 2,093 13,468 1,897 34,001 5,433 0,456 2,658 14,035 2680,040 9,732 7. 1825,180 8,601 6,426 0,700 2,674 17,430 - - 2,765 0,649 3,369 13,933 2497,190 9,848 8. 1754,360 7,681 6,389 0,620 1,811 16,784 - - 4,759 0,653 2,839 13,832 2599,940 10,435 9. 1837,530 9,548 - - 2,217 12,284 - - 5,535 1,483 3,921 16,765 2697,730 9,549

10. 1938,560 8,169 - - 2,097 12,364 - - 15,047 1,779 3,316 16,797 2579,770 9,833 11. 1795,390 8,253 10,272 0,479 - - - - 8,694 1,240 3,217 14,665 2662,720 10,234 12. 1909,830 9,398 7,857 0,648 1,613 19,702 - - 6,008 1,247 2,845 14,033 2484,740 10,231 13. 1863,660 8,718 4,851 0,460 2,082 12,182 - - 11,242 0,908 3,559 16,217 2713,800 10,735 14. 1892,070 8,335 - - 2,396 17,183 - - 7,788 1,435 3,638 14,336 2616,910 10,731 15. 1979,510 9,185 5,806 1,037 2,331 15,429 - - 4,634 0,615 2,971 16,099 2348,970 11,181

Átlag 1874,434 8,574 6,337 1,398 2,192 15,339 2,255 35,242 7,358 1,042 3,460 14,092 2630,637 10,339 Relatív szórás

0,044 0,072 0,323 1,433 0,173 0,209 0,171 0,131 0,658 0,463 0,263 0,211 0,050 0,057

5. Melléklet: GV anyag húzóvizsgálatának mérési adatai


67

0° 22,5° első csúcs 22,5° második csúcs 45° 67,5° első csúcs 67,5° második

csúcs 90°

Sorszám Fmax [N]

Nyúlás [mm]

Fmax [N]

Nyúlás [mm]

Fmax [N]

Nyúlás [mm]

Fmax [N]

Nyúlás [mm]

Fmax [N]

Nyúlás [mm]

Fmax [N]

Nyúlás [mm]


1. 1799,590 7,378 14,250 1,250 17,852 22,865 23,761 40,318 92,714 3,765 - - 1714,400 5,212 2. 1755,980 7,662 - - 14,534 16,684 21,665 35,867 74,140 2,429 16,762 23,236 1741,330 6,232 3. 1869,950 7,147 14,890 2,142 17,822 22,719 19,803 34,167 30,423 2,141 18,710 18,315 1682,240 6,047 4. 2132,130 7,536 - - 12,671 16,915 22,923 34,217 22,010 1,449 20,675 15,718 1632,980 5,533 5. 1481,300 6,917 - - 15,615 20,082 20,679 36,067 81,779 1,943 - - 1857,030 6,883 6. 1332,230 6,036 6,007 1,134 18,866 18,450 23,223 37,202 89,654 2,763 - - 1537,820 6,090 7. 2126,520 7,347 - - 15,462 16,184 - - 30,525 2,107 25,055 19,280 1473,970 6,036 8. 1921,580 6,976 - - 11,804 17,464 - - 36,392 1,539 20,017 16,268 1197,660 5,238 9. 1365,600 6,794 10,137 1,135 23,028 13,535 - - - - 22,052 17,667 1462,260 4,713

10. 1937,990 7,791 - - 18,689 15,552 - - 53,277 1,804 22,282 17,019 1614,100 5,171 11. 1848,660 7,086 25,009 1,332 15,316 16,752 - - - - 17,133 12,718 1820,170 6,091 12. 1875,200 7,005 22,917 1,279 21,155 14,695 - - 47,476 1,703 - - 1571,240 6,023 13. 1943,120 6,705 - - 16,791 17,181 - - 33,018 2,253 - - 1694,080 6,233 14. 1923,760 7,522 - - 14,171 18,501 - - - - 18,200 13,135 1424,420 6,180 15. 1757,420 6,423 - - 15,316 16,751 - - - - 14,375 14,459 1858,540 7,284


0,133 0,067 0,470 0,277 0,183 0,148 0,071 0,063 0,488 0,302 0,161 0,186 0,112 0,113

6. Melléklet: GS anyag húzóvizsgálatának mérési adatai


68

0°

22,5° első csúcs


45°

67,5° első csúcs


90° Sorszám


Fmax [N]

Nyúlás [mm]

Fmax [N]

Nyúlás [mm]

Fmax [N]

Nyúlás [mm]

Fmax [N]

Nyúlás [mm]

Fmax [N]

Nyúlás [mm]


1. 2531,790 8,052 11,587 0,754 54,097 23,131 74,939 28,069 32,030 1,703 50,900 23,700 2431,590 8,667 2. 2657,510 8,448 12,602 0,816 53,131 23,182 50,354 35,251 29,559 1,719 56,615 19,735 2497,560 7,824 3. 2342,120 7,694 14,044 0,947 46,220 21,983 45,014 36,734 57,046 1,694 59,312 21,730 2554,120 7,698 4. 2430,570 7,986 22,114 0,648 52,867 20,265 83,131 33,668 52,374 1,985 49,480 19,966 2284,900 8,183 5. 2565,960 8,148 44,935 1,999 52,665 20,082 65,180 31,853 43,075 1,518 50,418 19,898 2286,750 7,776 6. 2326,820 8,918 20,603 0,625 57,861 23,349 67,940 31,052 23,830 0,882 50,358 19,864 2191,820 7,709 7. 2414,550 7,904 44,967 1,440 60,853 24,003 - - 30,269 1,178 57,537 23,385 2365,460 7,791 8. 2470,190 8,199 29,160 0,957 46,740 20,948 - - 42,918 1,505 51,099 20,347 2344,760 7,455 9. 2568,270 8,452 44,785 1,427 50,611 21,580 - - 29,815 1,155 50,554 19,965 2259,050 7,646

10. 2226,390 8,815 16,048 1,082 49,111 23,148 - - 52,374 1,584 61,966 20,198 2432,720 8,748 11. 2620,180 8,165 52,324 1,903 54,396 22,448 - - 50,344 2,065 51,164 20,513 2456,170 8,051 12. 2531,300 7,742 16,648 1,092 50,660 19,949 - - 50,817 1,920 52,391 22,765 2072,100 7,204 13. 2395,560 7,840 12,325 1,483 50,645 22,984 - - 23,183 0,866 50,955 23,316 2475,580 8,630 14. 2447,400 8,301 9,398 1,197 49,242 21,918 - - 17,995 1,420 52,025 20,198 2400,870 8,469 15. 2482,170 8,149 14,695 1,179 57,112 23,135 - - 28,563 0,945 46,650 20,916 2567,990 8,216


0,047 0,044 0,608 0,357 0,078 0,059 0,225 0,095 0,340 0,267 0,079 0,069 0,058 0,058

7. Melléklet: BV anyag húzóvizsgálatának mérési adatai

Documents

K -G - pt.bme.hupt.bme.hu/~vas/Publik%E1ci%F3k_OTKA_K100949/H56_J35_Szakdolg… · budapesti mŰszaki És gazdasÁgtudomÁnyi egyetem gÉpÉszmÉrnÖki kar polimertechnika tanszÉk