Muovikomposiittirakenteen suunnittelu ja elinikä

Yhteenveto

Pekka Pankakoski, Pertti Auerkari, Pentti Kauppinen, Matti Sarkimo, Tero Uuttu

Research output: Book/ReportReportProfessional

Abstract

Tutkimuksessa määritettiin muovikomposiittituotteen valmistuksessa tai käyttörasituksessa syntyvien vikojen vaikutukset lujuuteen ja elinikään niin, että niitä voidaan käyttää lähtötietoina suunnittelussa ja elinikäarvioissa. Kohteiksi valittiin kolme teollista rakennetta: hiilikuitu-epoksikerroslevy, lasikuitulujitteinen laminaattirakenne ja lasikuitulujitteinen paineputki. Lisäksi kehitettiin ja arvioitiin kohteille soveltuvia menetelmiä ja apuvälineitä, etenkin rikkomattomia testausmenetelmiä (NDT). Kerroslevyn pintalaminaatin iskuvaurio on määritettävissä läpäisevällä ultraäänitekniikalla, ja vain toiselta puolelta tehtävään tarkastukseen soveltuu mm. holografinen interferometria. Iskuvaurion vaikutus kerroslevyn taivutuslujuuteen ja vastaavasti paineputken paineenkestoon voitiin ennustaa yksinkertaisesti sekä iskuenergian ja iskujen lukumäärän perusteella että mitatun vaurion koon perusteella. Tätä voidaan hyödyntää suunniteltaessa rakenteita tietylle sallitulle vikakoolle tai arvioitaessa kestävyyttä ja elinikää vaurioita todettaessa. Lasikuitulujitteisen laminaattirakenteen väsymislujuutta ja väsymiselinikää voitiin arvioida yksinkertaisimmin simuloivalla rakennekuormituksella. Tähän voidaan yhdistää käyttötilannetta vastaava kuormitusspektri ja näin välttää hankalia paikallisten huippukuormituskohtien tai anisotropian tarkasteluja. Lasikuitulujitteisen eristämättömän paineputken toistuva ylikuumentuminen (sallittuun nähden) ei aiheuttanut merkittäviä venymiä tai vaurioita. Tulosten perusteella voidaan tällaisessa tapauksessa lieventää suunnitteluperusteita tai sallia käyttöiän pidentäminen toistuvista rajoitetuista ylikuumenemisjaksoista huolimatta.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages39
ISBN (Print)951-38-4309-2
Publication statusPublished - 1992
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

NameVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
PublisherVTT
No.1415
ISSN (Print)1235-0605
ISSN (Electronic)1455-0865

Fingerprint

Polymers

Keywords

  • composite structures
  • design
  • service life
  • damage
  • defects
  • strength
  • mechanical properties
  • fatigue life
  • nondestructive tests
  • reinforced plastics
  • fiberglass reinforced plastics
  • carbon fibers
  • epoxy laminates
  • fiber laminates
  • plastic pipes
  • service

Cite this

Pankakoski, P., Auerkari, P., Kauppinen, P., Sarkimo, M., & Uuttu, T. (1992). Muovikomposiittirakenteen suunnittelu ja elinikä: Yhteenveto. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1415
Pankakoski, Pekka ; Auerkari, Pertti ; Kauppinen, Pentti ; Sarkimo, Matti ; Uuttu, Tero. / Muovikomposiittirakenteen suunnittelu ja elinikä : Yhteenveto. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1992. 39 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1415).
@book{7276e64e87b14dbab117265933f82f41,
title = "Muovikomposiittirakenteen suunnittelu ja elinik{\"a}: Yhteenveto",
abstract = "Tutkimuksessa m{\"a}{\"a}ritettiin muovikomposiittituotteen valmistuksessa tai k{\"a}ytt{\"o}rasituksessa syntyvien vikojen vaikutukset lujuuteen ja elinik{\"a}{\"a}n niin, ett{\"a} niit{\"a} voidaan k{\"a}ytt{\"a}{\"a} l{\"a}ht{\"o}tietoina suunnittelussa ja elinik{\"a}arvioissa. Kohteiksi valittiin kolme teollista rakennetta: hiilikuitu-epoksikerroslevy, lasikuitulujitteinen laminaattirakenne ja lasikuitulujitteinen paineputki. Lis{\"a}ksi kehitettiin ja arvioitiin kohteille soveltuvia menetelmi{\"a} ja apuv{\"a}lineit{\"a}, etenkin rikkomattomia testausmenetelmi{\"a} (NDT). Kerroslevyn pintalaminaatin iskuvaurio on m{\"a}{\"a}ritett{\"a}viss{\"a} l{\"a}p{\"a}isev{\"a}ll{\"a} ultra{\"a}{\"a}nitekniikalla, ja vain toiselta puolelta teht{\"a}v{\"a}{\"a}n tarkastukseen soveltuu mm. holografinen interferometria. Iskuvaurion vaikutus kerroslevyn taivutuslujuuteen ja vastaavasti paineputken paineenkestoon voitiin ennustaa yksinkertaisesti sek{\"a} iskuenergian ja iskujen lukum{\"a}{\"a}r{\"a}n perusteella ett{\"a} mitatun vaurion koon perusteella. T{\"a}t{\"a} voidaan hy{\"o}dynt{\"a}{\"a} suunniteltaessa rakenteita tietylle sallitulle vikakoolle tai arvioitaessa kest{\"a}vyytt{\"a} ja elinik{\"a}{\"a} vaurioita todettaessa. Lasikuitulujitteisen laminaattirakenteen v{\"a}symislujuutta ja v{\"a}symiselinik{\"a}{\"a} voitiin arvioida yksinkertaisimmin simuloivalla rakennekuormituksella. T{\"a}h{\"a}n voidaan yhdist{\"a}{\"a} k{\"a}ytt{\"o}tilannetta vastaava kuormitusspektri ja n{\"a}in v{\"a}ltt{\"a}{\"a} hankalia paikallisten huippukuormituskohtien tai anisotropian tarkasteluja. Lasikuitulujitteisen erist{\"a}m{\"a}tt{\"o}m{\"a}n paineputken toistuva ylikuumentuminen (sallittuun n{\"a}hden) ei aiheuttanut merkitt{\"a}vi{\"a} venymi{\"a} tai vaurioita. Tulosten perusteella voidaan t{\"a}llaisessa tapauksessa lievent{\"a}{\"a} suunnitteluperusteita tai sallia k{\"a}ytt{\"o}i{\"a}n pident{\"a}minen toistuvista rajoitetuista ylikuumenemisjaksoista huolimatta.",
keywords = "composite structures, design, service life, damage, defects, strength, mechanical properties, fatigue life, nondestructive tests, reinforced plastics, fiberglass reinforced plastics, carbon fibers, epoxy laminates, fiber laminates, plastic pipes, service",
author = "Pekka Pankakoski and Pertti Auerkari and Pentti Kauppinen and Matti Sarkimo and Tero Uuttu",
year = "1992",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-4309-2",
series = "VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "1415",
address = "Finland",

}

Pankakoski, P, Auerkari, P, Kauppinen, P, Sarkimo, M & Uuttu, T 1992, Muovikomposiittirakenteen suunnittelu ja elinikä: Yhteenveto. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, no. 1415, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Muovikomposiittirakenteen suunnittelu ja elinikä : Yhteenveto. / Pankakoski, Pekka; Auerkari, Pertti; Kauppinen, Pentti; Sarkimo, Matti; Uuttu, Tero.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1992. 39 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1415).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Muovikomposiittirakenteen suunnittelu ja elinikä

T2 - Yhteenveto

AU - Pankakoski, Pekka

AU - Auerkari, Pertti

AU - Kauppinen, Pentti

AU - Sarkimo, Matti

AU - Uuttu, Tero

PY - 1992

Y1 - 1992

N2 - Tutkimuksessa määritettiin muovikomposiittituotteen valmistuksessa tai käyttörasituksessa syntyvien vikojen vaikutukset lujuuteen ja elinikään niin, että niitä voidaan käyttää lähtötietoina suunnittelussa ja elinikäarvioissa. Kohteiksi valittiin kolme teollista rakennetta: hiilikuitu-epoksikerroslevy, lasikuitulujitteinen laminaattirakenne ja lasikuitulujitteinen paineputki. Lisäksi kehitettiin ja arvioitiin kohteille soveltuvia menetelmiä ja apuvälineitä, etenkin rikkomattomia testausmenetelmiä (NDT). Kerroslevyn pintalaminaatin iskuvaurio on määritettävissä läpäisevällä ultraäänitekniikalla, ja vain toiselta puolelta tehtävään tarkastukseen soveltuu mm. holografinen interferometria. Iskuvaurion vaikutus kerroslevyn taivutuslujuuteen ja vastaavasti paineputken paineenkestoon voitiin ennustaa yksinkertaisesti sekä iskuenergian ja iskujen lukumäärän perusteella että mitatun vaurion koon perusteella. Tätä voidaan hyödyntää suunniteltaessa rakenteita tietylle sallitulle vikakoolle tai arvioitaessa kestävyyttä ja elinikää vaurioita todettaessa. Lasikuitulujitteisen laminaattirakenteen väsymislujuutta ja väsymiselinikää voitiin arvioida yksinkertaisimmin simuloivalla rakennekuormituksella. Tähän voidaan yhdistää käyttötilannetta vastaava kuormitusspektri ja näin välttää hankalia paikallisten huippukuormituskohtien tai anisotropian tarkasteluja. Lasikuitulujitteisen eristämättömän paineputken toistuva ylikuumentuminen (sallittuun nähden) ei aiheuttanut merkittäviä venymiä tai vaurioita. Tulosten perusteella voidaan tällaisessa tapauksessa lieventää suunnitteluperusteita tai sallia käyttöiän pidentäminen toistuvista rajoitetuista ylikuumenemisjaksoista huolimatta.

AB - Tutkimuksessa määritettiin muovikomposiittituotteen valmistuksessa tai käyttörasituksessa syntyvien vikojen vaikutukset lujuuteen ja elinikään niin, että niitä voidaan käyttää lähtötietoina suunnittelussa ja elinikäarvioissa. Kohteiksi valittiin kolme teollista rakennetta: hiilikuitu-epoksikerroslevy, lasikuitulujitteinen laminaattirakenne ja lasikuitulujitteinen paineputki. Lisäksi kehitettiin ja arvioitiin kohteille soveltuvia menetelmiä ja apuvälineitä, etenkin rikkomattomia testausmenetelmiä (NDT). Kerroslevyn pintalaminaatin iskuvaurio on määritettävissä läpäisevällä ultraäänitekniikalla, ja vain toiselta puolelta tehtävään tarkastukseen soveltuu mm. holografinen interferometria. Iskuvaurion vaikutus kerroslevyn taivutuslujuuteen ja vastaavasti paineputken paineenkestoon voitiin ennustaa yksinkertaisesti sekä iskuenergian ja iskujen lukumäärän perusteella että mitatun vaurion koon perusteella. Tätä voidaan hyödyntää suunniteltaessa rakenteita tietylle sallitulle vikakoolle tai arvioitaessa kestävyyttä ja elinikää vaurioita todettaessa. Lasikuitulujitteisen laminaattirakenteen väsymislujuutta ja väsymiselinikää voitiin arvioida yksinkertaisimmin simuloivalla rakennekuormituksella. Tähän voidaan yhdistää käyttötilannetta vastaava kuormitusspektri ja näin välttää hankalia paikallisten huippukuormituskohtien tai anisotropian tarkasteluja. Lasikuitulujitteisen eristämättömän paineputken toistuva ylikuumentuminen (sallittuun nähden) ei aiheuttanut merkittäviä venymiä tai vaurioita. Tulosten perusteella voidaan tällaisessa tapauksessa lieventää suunnitteluperusteita tai sallia käyttöiän pidentäminen toistuvista rajoitetuista ylikuumenemisjaksoista huolimatta.

KW - composite structures

KW - design

KW - service life

KW - damage

KW - defects

KW - strength

KW - mechanical properties

KW - fatigue life

KW - nondestructive tests

KW - reinforced plastics

KW - fiberglass reinforced plastics

KW - carbon fibers

KW - epoxy laminates

KW - fiber laminates

KW - plastic pipes

KW - service

M3 - Report

SN - 951-38-4309-2

T3 - VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes

BT - Muovikomposiittirakenteen suunnittelu ja elinikä

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Pankakoski P, Auerkari P, Kauppinen P, Sarkimo M, Uuttu T. Muovikomposiittirakenteen suunnittelu ja elinikä: Yhteenveto. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1992. 39 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1415).