Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/12492
Title: Investigation of hydrothermal behaviour and active degradation mechanisms of mechanical properties of polymer matrix composite
Other Titles: Μελέτη της υδροθερμικής συμπεριφοράς και των μηχανισμών υποβάθμισης των μηχανικών ιδιοτήτων συνθέτων υλικών κατασκευασμένων με διάφορους τύπους πολυμερικής μήτρας
Authors: Κόλλια, Ευγενία
Keywords: Hydrothermal ageing
Composite materials
Aeronautical applications
Keywords (translated): Υδροθερμική γήρανση
Σύνθετα υλικά
Αεροναυπηγικές εφαρμογές
Abstract: In aeronautical applications, structures are exposed to severe cycles of environmental conditions that involve changes in temperature, humidity, oxidation, etc., as well as a combination of environmental conditions in the presence of mechanical stress over long periods of time, causing degradation, and damage to materials. The combination of extreme environmental conditions and mechanical loading during the operation of the structure, affects the strength and hence the lifetime of the construction and is directly related to its operational safety and maintenance costs. The main purpose of the present thesis was to study the effect of hydrothermal ageing on the mechanical properties of different types of composite materials. In the framework of this study, the behavior of epoxy resins (nano-reinforced and non-reinforced), epoxy and cyanate ester resin fiber reinforced composite materials (nano-reinforced and non-reinforced), as well as the behavior of flax fiber reinforced composites using different types of bio-based resins was examined. A basic concept on which this PhD thesis was based was the study and investigation of the behavior of composite materials of different types under hydrothermal ageing conditions. The kinetics of water sorption in different types of composite materials, is widely studied using Fickian, Langmuir and Dual Stage diffusion models. In all types of composite materials examined, the degradation of the mechanical properties due to hydrothermal ageing is investigated, and the process of potential recovery of the properties is considered when the absorbed water is lost for some reason. In all chapters of the present thesis, there is an analytical effort to explain the findings and documentation of ageing mechanisms.
Abstract (translated): Στις αεροναυπηγικές εφαρμογές, οι δομές εκτίθενται σε δριμείς περιβαλλοντικές συνθήκες όπως είναι οι μεταβολές της θερμοκρασίας, υγρασίας, κλπ., που σε συνδυασμό με την παρουσία μηχανικής καταπόνησης για μεγάλες χρονικές περιόδους προκαλείται έντονη υποβάθμιση και φθορά στα υλικά. Ο συνδυασμός ακραίων περιβαλλοντικών συνθηκών και μηχανικής φόρτωσης κατά τη λειτουργία της δομής επηρεάζει την διάρκεια ζωής της κατασκευής και σχετίζεται άμεσα με το λειτουργικό κόστος ασφάλειας και συντήρησης της. Ο κύριος σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η μελέτη της επίδρασης της υδροθερμικής γήρανσης στις μηχανικές ιδιότητες διαφόρων τύπων συνθέτων υλικών. Στο πλαίσιο αυτής της μελέτης, η συμπεριφορά εποξειδικών ρητινών (νανο-ενισχυμένων και μη), συνθέτων υλικών εποξειδικής ρητίνης ενισχυμένων με ίνες γυαλιού (νανο-ενισχυμένων και μη), συνθέτων υλικών κυανεστερικής μήτρας καθώς επίσης και της συμπεριφοράς των συνθέτων υλικών ενισχυμένων με ίνες λιναριού χρησιμοποιήθηκαν υλικά που χρησιμοποιούν διαφορετικούς τύπους ρητινών (πράσινων και μη). Η βασική ιδέα πάνω στην οποία βασίστηκε η παρούσα διδακτορική διατριβή ήταν η μελέτη και διερεύνηση της συμπεριφοράς συνθέτων υλικών διαφορετικών τύπων υπό συνθήκες υδροθερμικής γήρανσης. Η κινητική της προσρόφησης του νερού σε διάφορους τύπους σύνθετων υλικών, μελετάται ευρέως χρησιμοποιώντας μοντέλα διάχυσης Fickian, Langmuir και Dual Stage. Σε όλους τους τύπους συνθέτων υλικών που εξετάστηκαν, διερευνάται η υποβάθμιση των μηχανικών ιδιοτήτων λόγω της υδροθερμικής γήρανσης και εξετάζεται η διαδικασία της πιθανής ανάκτησης των ιδιοτήτων όταν το απορροφούμενο νερό χάνεται για κάποιο λόγο. Σε όλα τα κεφάλαια της παρούσας εργασίας, πραγματοποιείται η προσπάθεια ώστε να εξηγηθούν τα ευρήματα και να γίνει η τεκμηρίωση των μηχανισμών γήρανσης.
Appears in Collections:Τμήμα Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχαν. (ΔΔ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Nemertes_Kollia(aer).pdf5.95 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.