Μελέτη τάσεων και μηχανικές ιδιότητες πολυμερών υλικών ενισχυμένων με ίνες άνθρακα και εγκλείσματα γραφενίου
| datacite.contributor.Supervisor | Σαραβάνος Δημήτριος | |
| datacite.contributor.Supervisor | Γαλιώτης Κωνσταντίνος | |
| datacite.rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | el |
| dc.contributor.author | Πατσαντζόπουλος, Γιώργος | |
| dc.contributor.other | Patsantzopoulos, George | |
| dc.date.accessioned | 2021-02-22T09:07:40Z | |
| dc.date.available | 2021-02-22T09:07:40Z | |
| dc.date.copyright | 2021-03-01 | |
| dc.degree | graduateThesis | el |
| dc.description.abstract | Το φαινόμενο της συγκέντρωσης τάσεων γύρω από μια οπή είναι καίριας σημασίας για το σχεδιασμό μιας κατασκευής. Η σύγχρονη τάση για αξιοποίηση των συνθέτων υλικών από τη μία προσφέρει ελευθερία στο σχεδιασμό σε συνδυασμό με τις ειδικές τους ιδιότητες, ενώ από την άλλη λόγω της ανισοτροπίας και των αρκετών σημείων συγκέντρωσης τάσεων (διεπιφάνεια ίνας μήτρας, οπές, σχισμές, γεωμετρικά άκρα κτλ.) απαιτεί μεγαλύτερη και πιο ενδελεχή προσέγγιση. Ειδικότερα όσον αφορά την ανισοτροπική συμπεριφορά τους, το πώς θα επηρεαστεί τo τασικό πεδίο εξαρτάται από την κατασκευή της πολύστρωτης πλάκας. Πέρα από τη διάταξη των ινών σημαντικός είναι και ο ρόλος της μήτρας. Τα τελευταία χρόνια με σκοπό την περεταίρω βελτίωση των ιδιοτήτων των συνθέτων, οι μήτρες ενισχύονται επιπλέον από υλικά πολύ μικρών διαστάσεων που ανήκουν στην κατηγορία των νανοϋλικών. Ένα από τα υλικά της κατηγορίας αυτής είναι το γραφένιο. Συμβατικές μέθοδοι όπως η χρήση των μηκυνσιομέτρων δεν δίνουν ακριβή εικόνα στο επίπεδο της μικροκλίμακας, οπότε πλέον αξιοποιούνται μέθοδοι που ευνοούν για τέτοιου είδους μελέτη, όπως ο κλάδος της φασματοσκοπίας. Μία τεχνική φασματοσκοπίας που χρησιμοποιείται ιδίως σε κρυσταλλικά υλικά, για την ακρίβεια των μετρήσεων που παρέχει και τη δυνατότητα εφαρμογής της σε πολύ μικρές αποστάσεις είναι η μέθοδος Raman, η οποία καταγράφει τις δονητικές καταστάσεις ενός μορίου που είναι ενεργό κατά Raman και μέσω καμπυλών βαθμονόμησης είναι δυνατόν να υπολογιστούν οι τάσεις και οι παραμορφώσεις ενός υλικού. Σκοπός της Διπλωματικής Εργασίας είναι η μελέτη μιας πλάκας που απαρτίζεται από στρώσεις ινών άνθρακα υφάσματος τύπου satin με εποξειδική ρητίνη ενισχυμένη με γραφένιο και η οποία καταπονείται σε στατικό εφελκυσμό υπό την παρουσία μιας κυκλικής οπής στο κέντρο της πλάκας. Ο υπολογισμός του τασικού πεδίου και του συντελεστή συγκέντρωσης των τάσεων παρουσιάζεται μέσω αναλυτικής μεθόδου, μέσω της αριθμητικής μεθόδου των Πεπερασμένων Στοιχείων και τέλος πειραματικά μέσω της τεχνικής Raman μέσω της εξάρτησης δονητικών συχνοτήτων με τάσεις και παραμορφώσεις. | el |
| dc.description.translatedabstract | Stress distribution around a hole is a crucial part of designing a structure. Nowadays composite materials are preferred because of their designing freedom in conjunction with their specific properties but render the analysis more difficult and detailed by virtue of anisotropy and the many points of where the stress field increases (interlaminar, intralaminar effects, holes, notches, free edges etc.). Specifically, the stacking sequence affects the stress field because of the anisotropic behavior. Apart from the fiber’s orientation, the matrix is another contributing factor. In recent years matrices are being reinforced with nano particles that increase their thermomechanical properties. Graphene is a new material that belongs to this class. It is commonly used as an enhancement for the polymeric matrix and as a result, the classic methods for the characterization of material behavior under loading are not accurately demonstrating how the material operates any more. For this reason, the scientific community invested in spectroscopy because it allows for the exact insight in terms of material behavior. Due to graphene’s crystallic structure, Raman spectroscopy is a commonly preferred method. The purpose of this master ‘s thesis is the investigation of the stress field and the determination of the stress concentration factor in a woven laminate with carbon fibers reinforced with graphene enhanced polymer resin, with a hole in its center, loaded under tension. The determination of how stresses affected by the existence of the hole will be derived via Raman spectroscopy experimentally in order to investigate the fibers’ behavior, with Finite Elements Method as numerical approach and analytically for the macroscopic level. | el |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10889/14512 | |
| dc.language.iso | gr | el |
| dc.subject | Σύνθετα υλικά | el |
| dc.subject | Γραφένιο | el |
| dc.subject | Φασματοσκοπία Raman | el |
| dc.subject | Θραυστομηχανική | el |
| dc.subject.alternative | Composite materials | el |
| dc.subject.alternative | Graphene | el |
| dc.subject.alternative | Raman spectroscopy | el |
| dc.subject.alternative | Fracture mechanics | el |
| dc.title | Μελέτη τάσεων και μηχανικές ιδιότητες πολυμερών υλικών ενισχυμένων με ίνες άνθρακα και εγκλείσματα γραφενίου | el |
| dc.title.alternative | Investigation of mechanical stresses and properties of polymers reinforced by carbon fibers and graphene nanoparticles | el |
| oaire.licenseCondition | null | el |