Materijali 3 Kompoziti

SVEUČILIŠTE U SPLITU FAKULTET ELEKTROTEHNIKE, STROJARSTVA I BRODOGRADNJE Zavod za sto!as"# t$%&o'o()!#

Dr.sc. Igor Duplančić, re. pro!. Dr.sc. Ni"#a Krnić, i$%. pro!.

KOMPOZITNI MATERIJALI Š"* (od* +-+.+-/* z)0s") s$0$sta 

&ADR'AJ &ADR' AJ PREDA( PREDA(A ANJA ). +. . -. /. 1. 2. 3. 4. )6.

*(OD (R&TE KO KOMPOZITA KOM OMPO POZI ZITI TI IZO ZOTR TROP OPNE NE &T &TR* R*KT KT*R *RE E KOM OMPO POZI ZITI TI OJ OJA AAN ANII (L (LA AKN KNIIMA KOMP KO MPOZ OZIT ITII &A &A PO POLI LIME MERN RNOM OM MA MAT TRI RI0O 0OM M KOMP KO MPOZ OZIT ITII & ME MET TALN LNOM OM MA MAT TI0 I0OM OM IZRA IZ RADA DA KO KOMPO MPOZI ZITA TA & KERA KERAMI MIK KOM OM MA MAT TRI RI0O 0OM M PRIRODNI KOMPOZITI PO(R5IN&KE PRE(LAKE PO&T*P0II PROIZ(ODNJE PO&T*P0 PROIZ(ODNJE KOMPOZI KOMPOZIT TA OJAANI7 (LAKNIMA )).. ANALI )) ANALIZA ZA KOMPOZIT KOMPOZITA A OJAANI OJAANI7 7 (LAKNIMA (LAKNIMA )+. 8*&TO 8*&TO9A, 9A, TE'INA TE'INA I (OL*MEN KOMPOZIT KOMPOZITA A OJAAN OJAANI7 I7 (LAKNIMA ). MODELIR MODELIRANJE ANJE KOMPOZIT KOMPOZITA ZA N*MERIK N*MERIKE E ANALIZE ANALIZE

&ADR'AJ &ADR' AJ PREDA( PREDA(A ANJA ). +. . -. /. 1. 2. 3. 4. )6.

*(OD (R&TE KO KOMPOZITA KOM OMPO POZI ZITI TI IZO ZOTR TROP OPNE NE &T &TR* R*KT KT*R *RE E KOM OMPO POZI ZITI TI OJ OJA AAN ANII (L (LA AKN KNIIMA KOMP KO MPOZ OZIT ITII &A &A PO POLI LIME MERN RNOM OM MA MAT TRI RI0O 0OM M KOMP KO MPOZ OZIT ITII & ME MET TALN LNOM OM MA MAT TI0 I0OM OM IZRA IZ RADA DA KO KOMPO MPOZI ZITA TA & KERA KERAMI MIK KOM OM MA MAT TRI RI0O 0OM M PRIRODNI KOMPOZITI PO(R5IN&KE PRE(LAKE PO&T*P0II PROIZ(ODNJE PO&T*P0 PROIZ(ODNJE KOMPOZI KOMPOZIT TA OJAANI7 (LAKNIMA )).. ANALI )) ANALIZA ZA KOMPOZIT KOMPOZITA A OJAANI OJAANI7 7 (LAKNIMA (LAKNIMA )+. 8*&TO 8*&TO9A, 9A, TE'INA TE'INA I (OL*MEN KOMPOZIT KOMPOZITA A OJAAN OJAANI7 I7 (LAKNIMA ). MODELIR MODELIRANJE ANJE KOMPOZIT KOMPOZITA ZA N*MERIK N*MERIKE E ANALIZE ANALIZE

). *(OD Kompozit   !$ o1')"ova& 2o)zvod &a3)&!$& od "o02oz)t&o( 0at$)!a'a od(ovaa!#4)0 t$%&o'o5")0 2ost#26)0a 7lijevanje, *8* laminiranje, istiskivanje, istiskivanje, prešanje i dr *8* Kompozitni materijal   !$ 3vst) 0at$)!a' &astao "o01)&a6)!o0 dva!# )') v)5$ "$0)!s") az')3)t)% "#t)% a') !$d&ostav&)% 0at$)!a'a* Sasto!) !$ od9 : ojačavajuće faz e 7manja količina8 ) : matrice 7osnovni materijal - mekši i služi kao punilo za  postizavanje  postizavan je stabilnosti ojačavajuće ojačavajuće faze faze8*

Hibridom s$ ;$') 2ost)4)9 : 5)) as2o& <)z)"a'&)% ) 0$%a&)3")% svo!stava, : da s$ s"#2a v'a"&a d!$'o0)3&o za0!$&!#!# !$
+. (R&TE KOMPOZITA Pod!$'a "o02oz)t&)% 0at$)!a'a 2$0a kriteriju vrste * Podjela kompozitnih materijala

P)od&) "o02oz)t&) 0at$)!a')

Dvo Kost) Ba01#s =)5)4) ) osta'o

=)"o"o02oz)t&) 0at$)!a')

=$ta'&$ '$(#$, &2* 3$')" >)'av$ t$0o2'ast)"$ =od$') sa #sa?$&)0 2'o3)6a0a O3vs&#t$ t$0o2'ast)"$

=a"o"o02oz)t) 7tehnički proizvodi 8

Ga'va&)z)a&) 3$')"  A0)a&o 1$to&s"$ ($d$ H$')"o2t$s"$ $')s$

Faz$ # "o02oz)t# 0o(# 1)t)9 : dispergirane # &$2$")&#to! 0at)6) )') : neprekinute 7kontinuirane8, Pos$1&o !$ t$5"o d$<)&)at) do&!# (a&)6# za v$')3)&# d)s2$z)a&$
Za 2#&) o2)s "o02oz)ta t$1a z&at)9 : sastav  : geometriju  7oblik i orjenta"iju česti"a, njihovu veličinu i raspodjelu8 ) : koncentraciju  sva"$ d)s2$z)a&$
Ov)s&o o građi , t!* o o1')"# o!a3ava!#4$( $'$0$&ta, 2osto!$ "o02oz)t) o!a3a&)9 :3$st)6a0a, :v'a"&)0a, :s'o!$v)t) "o02oz)t) ) :2ov5)&s"$ 2$v'a"$

a

b

c

d

#rste kompozita a - ojačan česti"ama$ b - ojačan vlaknima$ c  - slojeviti %laminat&$

=o(#4$ s# ) da'!&!$ "'as)<)"a6)!$*

'lasifika"ija kompozita

O
D)s2$z)!s") o!a3a&)

Ko:po$i;i O
D)s"o&t)&#)a&) 7kratka vlakna8 Us0!$$&)

S'#3a!&o o!$&t)a&)

&;ru";urni La0)&at)

S$&dv)3

U 2a"s) 2)0!$&$ "o02oz)ta #v)!$;)o s$ ) 2)st#2 "'as)<)"a6)!$ "o02oz)ta 2$0a materijalu matrice  ) sredstva za ojačavanje *

  Ov)s&o o vrsti korištenih materijala , 0o(# 1)t)9 : 0$ta'&o @ 0$ta'&), : 0$ta'&o @ "$a0)3"), : 0$ta'&o @ 2o')0$&), : "$a0)3"o @ 2o')0$&), : 2o')0$&o  2o')0$&) ) : 2o')0$&o @ 0$ta'&)*

Te:el
Prednosti "o02oz)ta # od&os# &a d#($ 0at$)!a'$ s#9 : v)so"a 3vsto4a, : 0od#'a&ost, : ;)'avost, 2ov5)&s"a )zd;'!)vost, : $'$"t)3&a ) to2')&s"a vod'!)vost, : 0a'a 0asa, :  os!$t'!)vost &a 2ov5)&s"$ 2#"ot)&$, 2o0!$&$ t$02$at#$ ) to2')&s") 5o", t$ :  do1a 2osto!a&ost 2$0a az&)0 va&!s")0 #t!$6a!)0a ) a($s)v&)0 0$d)!)0a, #z 0o(#4&ost 2)(#5$&!a v)1a6)!a*

Na!)za;$&)!) nedostaci  s#9 : v)so"a 6)!$&a 2o)zvod&!$, 2o(otovo "od v$')")% ) s'o;$&)% )zada"a, : 2o1'$0at)3&ost s2a!a&!a ) "o&st#"t)v&o( o1')"ova&!a, : s'a1a 2'ast)3&ost, : 0o(#4&ost 2o0)6a&!a v'a"a&a # 0at)6), : &a2$za&!a )zazva&a &$!$d&o')")0 s"#2'!a&!$0 v'a"a&a ) 0at)6$ 2)!$ ) &a"o& 2o)zvod&!$ "o02oz)ta, : a&)zoto2&ost svo!stava ) $'at)v&a "tost*

. KOMPOZITI IZOTROPNE &TR*KT*RE Za t$%&)3"# 2a"s# )z ov$ s"#2)&$ "o02oz)ta )zoto2&$ st#"t#$ &a!)&t$$sa&t&)!) s#9 tvd) 0$ta') ) "$0$t)*

Tvrdi metali   sad;$ "a1)d$ 2)!$'az&)% 0$ta'a 7Ti , r  i Hf  su najtvr(i 8* Na!3$54$ s$ #2ot$1'!ava!# =0  ) "a1)d) 0!$5a&6) t$, ad) $"o&o0)3&ost), !o5 ) Ti0, t$ Ta0* Kao v$z)vo #2ot$1'!ava s$ 0$"a&a 0$ta'&a e, "ao ) &!)%ov) 0!$5a&6), "o')3)&s") do +*

Kermeti  s# s')3&) tvdo0 0$ta'#* Uz 0$ta'&#
-. KOMPOZITI OJAANI (LAKNIMA Na!v)5$ "o)5t$&) "o02oz)t) sasto!$ s$ od o!a3ava!#4)% v'a"a&a ) 0at)6$* V'a"&a s# 3vsta ) "#ta, 1$z ;)'avost) 2a sa0) 2o s$1) &$0a!# v)!$d&ost* =at)6a !$ 0a&!$ 3vsta ) "#ta, a') ;)'av)!a od v'a"a&a*

Ov) 0at$)!a') &#d$ 0o(#4&ost) 0at$)!a'a Ckrojenih po mjeri * Po0!$&a as2o$da ) (#sto4$ v'a"a&a # 0at)6) 2)'a(o?ava az')3)t)0 &a2$za&!)0a # #&#ta5&!ost) "o&st#"6)!s"o( $'$0$&ta* T$%&)3"# 2)0!$&# da&as )0a!# sta"'$&a ) #('!)3&a v'a"&a 2ov$za&a #0!$t&)0 0at$)!a')0a, &a!3$54$ 2o')0$)0a*

Ma;eri
Svojstva nekih materijala vlakana za pojačavanje kompozita

(rs;a :a;eri
G#sto4a (lačna Moul č%rs;oća 7GPa8 elas;ičnos;i 7GPa8 7"(.0/8 /, @ - / @  +

0i
+, @ /, +, @ /,+

/ @ /  @ +

- -

v)so"a

/, @ /, , @ , /,, 70a8 , ,/ -, /, +, +,

 @   @ - +- /  --  + --

+ + +  -/ +  / - -

&a!&);a s"#2o &)s"a v)so"a

v)so"a v)so"a

!pecijalni ugljikovi proizvodi  &asta!# to2')&s")0 as2ada&!$0 #('!)"ovod)"ov)% s2o!$va 7 piraliza8 2) 3$0# s$ #"'o&$ ato0) vod)"a ) d#5)"a*

Piraliza !$ 2ost#2a" )zaz)va&!a "$0)!s")% 2o0!$&a to2')&o0* To z&a3), (o$&!$ o(a&s")% tva) "o!$ s$ #('!$&)z)a!# ) t)0$ do1)!a!# 6&# 1o!#* 7Smatra se da te tvari karboniziraju   i to pri temperaturi od oko )000 o*+ ime se od "eluloznih ili dru!ih or!anskih vlakana mo!u dobiti vlakna čisto! u!ljika %!rafita& čvrstoće od 100 - 00 .Pa, s modulom elastičnosti od 1/ - 00 2Pa 8*

"a li postoji razlika između ugljika i grafita M #stva) !$d&o t$ )sto*

"a, )a"o s#

Raz')"a &asta!$ t)!$"o0 2o6$sa 2)a')z$* U('!)3&a v'a"&a s# o&a sa / @  , a (a<)t&a sa   ) v)5$*

Da&as &a t;)5t# )0a &$"o')"o s"#2)&a (a<)t&)% v'a"a&a 5to s$ az')"#!# 2o st#"t#) 7usmjerenost i veličina kristala89

7T v'a"&a 73i!h ena"it4 8 v$')"$ 3vsto4$* 7M 73i!h .odulus8 v'a"&a v$')"$ s# "#tost)* 7&T  v'a"&a 73i!h Strain and ena"it4 8 za #da&o v)so"o o2t$$4$&$ 0at$)!a'$ IM  v'a"&a 75ntermediate .odulus8 2$dstav'!a!# "o02o0)s )z0$?# HST ) H= v'a"a&a*

#or  v'a"&a )0a!# s'o;$&# st#"t##* Sasto!$ s$ od 1oa &ata'o;$&o( 7*#6-postupkom 8 &a vo'<a0ova v'a"&a* Povo'!&a svo!stva s#9 : v$')"a 3vsto4a ) "#tost 2) v'a"# ) t'a"# : ot2o&ost v)so")0 t$02$at#a0a 7talište 0)0 o* 8* :  v$')"a (#sto4a ) 6)!$&#, z1o( !$z($ od vo'<a0a, 2a !$ &!)0a o!a3a&a 2'ast)"a t$5"a ) s"#2a*

!taklo !$ &a!v)5$ "o)5t$&) 0at$)!a' za )zad# "o02oz)t&)% v'a"a&a ) to 2v$&stv$&o z1o( svo!$ $'at)v&o &)s"$ 6)!$&$* Naz)va!# s$ staklenim vlaknima ojačana plastika  7278P 8* Sad;$ / @  v'a"a&a # !$d)&)6) vo'#0$&a* Sta"'$&a v'a"&a )za?#!# s$ 2ov'a3$&!$0 ')!$va&o( sta"'a "oz 0at)6$*

Ko)st) s$ az')3)t$ vst$ sta"'a "o!$ s# 2oz&at$ "ao9 : E t)2 sta"'a a to !$ 1os)')"at&o sta"'o ) : R )') & t)2 sta"'a a to !$ 0a(&$z)!, a'#0)&)! s)')"at&o sta"'o "o!$ !$ v'o s"#2o* : 0 t)2 sta"'a

Za metalna vlakna 7čelik, volfram, aluminij, titan i dr+8 v)!$d$ sv$ s2$6)<)3&ost) "o!$ s# &av$d$&$ t)!$"o0 t#0a3$&a 2o!$d)&)% 0$ta'&)% 0at$)!a'a*

 $ramidi   s# &a!;)'av)!a vsta v'a"a&a ) )0a!# &a!v$4# s2$6)<)3&# 3vsto4#* T(ova3") &az)v !$ Kevlar *

Kevlar   s$ za az')"# od d#()% 0at$)!a'a 0o;$ 2odv4) )zv!$s&o! 2'ast)3&o! d$
9bli"i i dimenzije vlakana 2) #2ot$1) 0o(# 1)t) s'!$d$4)9 : jednostruka tanka vlakna ,

Kratka vlakna )0a!# o0!$ d#;)&a.2o0!$ +@, a "od du!ih vlakana ta! !$ o0!$ +@* V'o ta&"a, "at"a )(')3asta v'a"&a 2oz&ata s# 2od &az)vo0 %hiskersi *

: Pređenjem ) do + $'$0$&ta&)% v'a"a&a # 2a"s) s$ )za?#!# t) &a!va;&)!a o1')"a, 5to s$ &a!3$54$ "o)st$ # 2o')0$&o! 0at)6)9

Pletena vlakna %pleteni"e, ro:in!& sasto!$ s$ &a!3$54$ od  7ali i )0 i 0 8 #s2o$d&o )s2'$t$&)% "o&a6a* Platno s')3&o, "ao t$"st)', !$ t"a&o od 0$?#so1&o o"o0)t)% &)t)* Hasura %mat& s$ sasto!) od  00 d#()%, )s!$3$&)% &)t) &$2av)'&o as2o$?$&)% 2o 2ov5)&)* V$z)vo )% d;) s"#2a*

Prikaz upletenih vlakana koja se koriste u kompozitnim materijalima

: Posto!$ !o5 ) &)t) &$o(a&)3$&$ d#;)&$ 5to s$ "o)st$ 2) )zad) "o02oz)ta &a0ata&!$0 &)t) o"o 0od$'a* Pos$1&a s"#2)&a s# in situ   "o02oz)t), 5to s$ do1)!# #s0!$$&!$0 o!a3)va3a t)!$"o0 &asta!a&!a* To s# &2* sv) 2)od&) "o02oz)t)*

Ma;eri
Zadata" 0at)6$ # "o02oz)t&o0 0at$)!a'# !$ da9 :  nosi  )  prenosi   &a2$za&!$ &a v'a"&a "o!a 2od&os$ &a!v$4) d)o o2t$$4$&!a, :  štiti   v'a"&a od <)z)3"o( o5t$4$&!a ) "$0)!s"o( #t!$6a!a o"o'&o( 0$d)!a, od&os&o at0os<$$, :  sprečava širenje 2s"ot)&a # "o02oz)t# z1o( svo!$ v$4$ ;)'avost) ) d#"t)'&ost), : #;i;i v'a"&o 2) sa1o!&)0 o2t$$4$&!)0a 7stabilitet 8

T) os&ov&$ s"#2)&$ 0at)6a s#9 : 2o')0$&$ 0at)6$, : 0$ta'&$ 0at)6$ ) : "$a0)3"$ 0at)6$*

/. KOMPOZITI & POLIMERNOM MATRI0OM To s# v)5$
Prednosti  s#9 : 2ovo'!&$ v)!$d&ost) s2$6)<)3&$ 3vsto4$, : 2)(#5$&!$ v)1a6)!a t$ :  $'at)v&o 'a"a ) &$ odv$4 s"#2a 2o)zvod&!a "o&st#"6)!s")% d)!$'ova )') 2a" 6)!$')% "o&st#"6)!a )td*

&edostaci 9 : "#tost 7nedeformabilnost 8, : 0o(#4&ost as'o!ava&!a, : a&)zoto2&ost svo!stava,

Bo!&) s# 2)0!$) "o02oz)ta sa 2o')0$&)0 0at)6a0a9 :  "uromerni kompoziti  &a os&ov) &$zas)4$&)%  poliestera  )') epoksida o!a3a&)% sta"'$&)0, #('!)"ov)0 )') s')3&)0 v'a"&)0a 70; od svih pojačanih plastika 8* : Poliamidi   "o!) )zd;$ t$02$at## od 2$"o / o a azv)!$&) s# za o3v54ava&!$ (a<)t&)0 v'a"&)0a*

:  Termoplasti )0a!#9 v$4# ;)'avost, )st$z'!)vost, do1# ot2o&ost az')3)t)0 "$0)"a')!a0a, 0a'o #2)!a&!$ v'a($, "a4$ v)!$0$ 2$ad$, zava'!)vost, s2oso1&ost 2o&ov&$ 2$ad$ ot2ada"a, &$o(a&)3$&o ta!a&!$ s"'ad)5t$&!a &a so1&o! t$02$at#)* :  'jačane pjenaste poliuretanske tvorevine , 2o)zv$d$&$ 2ost#2"o0 $a"6)!s"o( )&!$"6)!s"o( 2$5a&!a : (umeni pneumatici , o!a3a&) az')3)t)0 0$ta'&)0 )') &$0$ta'&)0 s$dstv)0a za o!a3ava&!$*

Za svo!stva 2o')0$&)% "o02oz)ta va;&a !$ &$ sa0o vsta s$dstva za o!a3ava&!$ v$4 ) &!$(ova as2od!$'a ) #s0!$$&ost # 0at)6)*



#lačna čvrstoća stakloplastike pojačane različito usmjerenim vlaknima ) - nepojačano, *  - pojačano vlaknima, + - križno tkano, , - usmjereno tkanje$ -  - ro:in! 

Z1o( s2$6)<)3&o( &a3)&a o1')"ova&!a st#"t#$ "od ov)% "o02oz)ta &asta!# šupljine az')3)t)% v$')3)&a ) o1')"a* O&$ 2ot!$3#9 : od )s%'a2'!$&)% mjehurića zraka # v)s"oz&o!
Š#2'!)&$ # "o02oz)t# s# štetne @ 7smanjuju nje!ova mehanička svojstva i utječu na djelovanje okolno! medija naročito vode 8*

 psorp"ija vode kompozita sa različitim stupnjem šupljina

Poruč
T$;) s$ za 3)st)!o0 2o)zvod&!o0 "o!a s$ odv)!a s$ # zatvo$&)0 2o6$s)0a ) s0o'a0a "o!$ sad;$ stiren 7reaktivno otapalo u duromernim smolama8* Z1o( az'o(a za5t)t$ o"o')5a ) 2)od$, t$ za%t!$va za $6)"')a&!$0, # $#o2s"o! a#to0o1)'s"o! )&d#st)!) 2osto!) t$&d za0!$&$ d#o0$&)% "o02oz)ta 2'asto0$&)0 "o02oz)t)0a*

B)(a za o"o')5, # "o01)&a6)!) sa &)s"o0 6)!$&o0, dov$') s# do "o)5t$&!a drvenih ) biljnih vlakana 7lan, konoplja, juta8 za o!a3ava&!$ 2o')0$&)% "o02oz)ta* T)!$"o0 +* (od* #2oa1a ova"o o!a3a&)% 2o')0$&)% "o02oz)ta 2ov$4a'a s$ za   * G'av&)&a ovo( asta od&os) s$ &a "o02oz)t$ PE, PP  )') P(0 s dv$&)0 v'a"&)0a "o!) s$ "o)st$ # (a?$v)&astv# za "ovov$, o(ad$, 2ozo$ ) vata*

"rveno brašno )') otpadno drvo "o)st) s$ "ao !$
Na!&ov)!) t$&d # 2o')0$&)0 "o02oz)t)0a s# nanokompoziti * To s# 0a"ot$%&)3"$ tvo$v)&$ "o!$ sad;$ ) s$dstva za o!a3ava&!$ &a&o0$t)!s")% d)0$&z)!a 7do 1nm8* )!$&a )0 !$ !o5 dosta v)so"a ) zato )0a!# ograničenu primjenu *

Kakva je budućnost polimernih kompozita M Svjetla budućnost  - !o5 5)a #2oa1a ov)% "o02oz)ta* Razv)!a!# s$ ) za"o&s") 2o2)s) o )s2#5&)0 2')&ov)0a "o!) &a('a5ava!# 2)0!$&# 'a"5)% 0at$)!a'a*

*rna budućnost  @ 2o&ov&a #2oa1a 2o')0$&)% "o02oz)ta &a "a!# &!)%ovo( ;)vot&o( 6)"'#sa 4$ 1)t) 2o2)sa&a za"o&o0* To z&a3) da 4$ &!)%ovo od'a(a&!$ 1)t) za1a&!$&o a s2a'!)va&!$ &$$"o&o0)3&o ) 5t$t&o 2o zdav'!$* S0ata s$ da !$ stiren kancerogen * S')3&# "'as)<)"a6)!# 0o(# do;)v!$t) ) v'a"&a za o!a3ava&!$ "o!a s$ 'o0$ t)!$"o0 2o)zvod&!$ )') #2oa1$*

1. KOMPOZITI & METALNOM MATI0OM U sto!as"o! 2a"s) s$ v)5$ "o)st$ "o02oz)t) sa 0$ta'&o0 0at)6o0 MM0* P$d&ost) s#9 : 2osto!a&ost &a v)5)0 t$02$at#a0a, : ot2o&ost &a to5$&!$ ) &a o5t$4$&!a sta&)0 o1!$"t)0a, : v)so"a ;)'avost, : do1a #da&a svo!stva, : 0o(#4&ost o1')"ova&!a, : a1az)!s"a ot2o&ost, : ot2o&ost 2#za&!# ) : d)0$&z)!s"a sta1)'&ost, : &$za2a'!)v) s# )*t*d*

U MM0  0at)3&a
Kontinuirana vlakna   za o!a3ava&!$ s#9 o1)3&o 0, s)')6)!$v "a1)d &i0, , Al+O ) d#() 0$ta') v)so"o( ta')5ta* "iskontinuirana sredstva   za o!a3ava&!$ s#9 &i0  # o1')"# %)s"$sa )') 3$st)6a, Al+O, AlO, Ti+  t$ "at"a )') &as!$6"a&a v'a"&a Al+O, &iO+ )') 0*

>vrstoća kompozita =! matri"e sa i bez pojačanja ) - čisto =!, *  - =! očvrsnut disperzijom, + - =! ojačan sa =l  9) ?hiskersima

>vrstoća kompozita =l matri"e ) - sinter =l pojačan sa 10; =l9 ) %prašina&,

(rs;e i poruč
Lo0 2) &a)&#t)0 o2t$$4$&!)0a 2ov$z#!$ s$ s tri mehanizma*

rajektorije širenja loma kroz

: 'o0 osta!$ #&#ta $'at)v&o ;)'av$ 0at)6$ ) "$4$ s$ o"o s$dstva za o!a3ava&!$, :  'o0 &a2$d#!$ "oz os'a1'!$&) 0$?#2osto ) :  'o0 &a('o &a2$d#!$ "oz $'at)v&o "#t# o!a3ava!#4#
 $l01  @ 2o)zvod$ s$ 2ost#26)0a9 )&<)'ta6)!a "#3)&$ v'a"a&a t$"#4)0 0$ta'o0, &a&o5$&!$ 0at)6$ # 2a&o0 sta&!# # va"##0# &a azastta v'a"&a ) v#4$ s2a!a&!$ 2od t'a"o0 s$&dv)3a azastt)% v'a"a&a )z0$?# a'#0)&)!s")% ')0ova*  $l0$l * ' + @ "o02oz)t) &a!3$54$ s$ 2o)zvod$ 2ost#26)0a # t$"#4$0 )') # 2o'#s"#4$&o0 sta&!#*

 $l0!i1 @ "o02oz)t) s# o!a3a&) v'a"&)0a*  $l0!i1diskontinuirani   @ "o02oz)t) #"'!#3#!# 0at$)!a'$ s &i0 3$st)6a0a, %)s"$)0a, &od#'a0a, ')st)4)0a, 2'o3)6a0a )') "at")0 v'a"&)0a # a'#0)&)!s"o! 0at)6)*  $l0!i1 2  @ o!a3a&) %)s"$)0a s# 0&o(o s"#2'!)*  $l0# @ !$ "o02oz)t s &$2$")&#t)0 v'a"&)0a*

Spe"ifična mehanička svojstva nekih kompozita s

2. KOMPOZITI & KERAMIKOM MATRI0OM Prednost  # od&os# &a 0$ta'&$ 0at$)!a'$ !$ )z&)0&a ot2o&ost &a v)so"$ t$02$at#$ ) "ooz)!#* &edostatak   !$ s"'o&ost "a "to0 'o0# ) &$dovo'!&o )s"#stvo # &!)%ovo! 2o)zvod&!) ) 2)0!$&)* =at$)!a') za )zad# "$a0)3")% 0at)6a # os&ov) s$ 0o(# 2od)!$')t) # dv)!$ s"#2)&$9 : oksidna keramika 7 =l  9), Si9 , =l  9) @Si9 , Aa-Bi i *a aluminosilikati 8* : neoksidna keramika  7Si*, Si )C , A*, =lC i dru!i *8

&res;%a $a o
3. PRIRODNI KOMPOZITI

Na!2oz&at)!) 2)od&) "o02oz)t !$ drvo* Dvo !$ 2)oda&, $"o'o5") v)so"ov)!$da& ) t$%&)3") sv$sta& 0at$)!a' "o!) 2os'!$d&!)% (od)&a 2o&ovo do1)va &a z&a3$&!#*

Prirona o?il
Tvo) (a kambij  @ ta&") s'o! "o!) s$ &a'az) )s2od "o$ ) sva"$ s$ (od)&$ 2od)!$') # dv)!$ ovo!&)6$ @ va&!s"a 4$ 3)&)t) &ov# "o#, a #&#ta&!a 1#d#4$ sta&)6$ sta1'!)"$* O(a&)z)a&o !$ # o1')"# #zd#;&)% v'a"a&a6a "o!)0a s# <#&"6)!$9 vo?$&!$ vod$, dos)za&!$ sv!$t'a, odo')!$va&!$ 0$%a&)3")0 o2t$$4$&!)0a 2$0a t'# )td*

Zo&a #z 2'a5t sta1'a zov$ s$ bjeljika* O&a !$ !a"o 2od'o;&a 2o2ada&!# d!$'ova&!$0 ('!)va ) )&s$"ata* Ka"o sta1'o ast$ sta&)3!$ 2o'a"o sta) ) od#0)$ t$ s$ 1!$'!)"a 2$tvaa # sr.evinu * To !$ s$d&!) d)o sto56a d$1'a "o!) )0a 0$%a&)3"# <#&"6)!# od;ava&!a v)ta'&)% d)!$'ova #s2av&)0a, &os$4) 0as# "o5&!$, 1!$'!)"$ ) sa0o(a s$1$, t$ odo')!$va!#4) 2osta&)0 0$%a&)3")0 o2t$$4$&!)0a 7npr+ djelovanju vjetra8* S;$v)&a !$ t$%&)3") &a!va;&)!) ) &a!v$d&)!) d)o sta1'a*

U 2)od) !$ dvo 0o"o, za5t)4$&o "oo0 od )s#5)va&!a ) od d!$'ova&!a s#&6a, o"s)da6)!$, t$ od 1)o'o5")% az(a?)va3a* P)0!$&a 0tvo(a, s#%o(a dva # t$%&)3"$ sv%$ 2odaz#0)!$va za%vat$ s#5$&!a ) za5t)t$ od a1)ots"$ ) 1)ots"$ d$(ada6)!$*

&egativne 2os'!$d)6$ "o!$ 3ov!$" do;)v'!ava, a "o!$ s# ta!&$ s#9 : anizotropnost  7neujednačenost svojstava drva u svim anatomskim tj+ !eometrijskim smjerovima 8, :  higroskopnost  7stalno navlaživanje i sušenje u tenden"iji izjednačavanja s okolnom vla!om iz zraka 8 ) :  podlo.nost razgradnji   sv!$t'o0, a($s)v&)0 "$0)"a')!a0a ) 1)o'o5")0 5t$t&)6)0a*

"obra svojstva drva  s#9  prvorazredna mehanička svojstva 7naročito uzdužna8, od "o!)% s$ ado )st)3$ $'ast)3&ost ) s2$6)<)3&a v'a3&a 3vsto4a* V'a3&a 3vsto4a !$ 2o2o6)o&a'&a (#sto4), a # os) &)t) !$ dva 2#ta v$4a od t'a3&$, !$ s$ 2) sa1)!a&!# &)t )zv)!a ) 3#2a* O&a 2o"az#!$ )zaz)t# a&)zoto2&ost* Od&os 3vsto4$ ) (#sto4$ 0at$)!a'a D@E  svstava dvo 0$?# &a!1o'!a (ad)va &a sv)!$t#*

V'o (#sta, a t)0$ ) 3vsta dva #2ot$1'!ava!# s$ 2od 2os$1&)0 #v!$t)0a # sto!o(ad&!) "ao t$0$'!) ) '$;a!) 7valjaoni"e, batovi, ležaji propelerne osovine8*

3upljikavost   "o!a !$ "od dva 2)s#t&a da!$ 0# do1a to2')&s"o@ )zo'a6)!s"a svo!stva, 2o')0$&a (a?a os)(#ava 0# do1a svo!stva $'$"t)3&$ )zo'a6)!$ t$ vo?$&!a zv#"a ) 0$%a&)3")% va'ova* =a'a (#sto4a o0o(#4#!$ 'a"# ) !$
a

b

Struktura drva a - presjek$ b - anizotropnost strukture

S'o!$v) sta&)3&$ st)!$&"$ &asta!# %$0)6$'#'oz$ ) lignina "ao v$z)va*

od

v'a"a&a

celuloze,

1eluloza  !$ #zd#;&o #0$;$&) 2)od&) 2o')0$ @  polisaharid , v$')"$ 3vsto4$, "o!a # 2)od) svo!$ 'a&6$ #v)!a # s&o2ov$ 7slično čeličnoj užadi 8 @ mikrofibrile* G#sto4a dva zav)s) o d$1'!)&) 6)!$v) 6$'#'oz$ # od&os# &a 5#2'!) 2osto 

Os&ov&$ tehnološke i uporabne karakteristike drva   "ao t$%&)3"o( 0at$)!a'a )za;ava!# s$ "oz 2$d&ost) ) &$dostat"$*

Prednosti s#9 : v)so"a $st$ts"a v)!$d&ost, : do1a t$%&)3"a svo!stva9 v)so"a 3vsto4a # od&os# &a (#sto4#, :  do1$ 0o(#4&ost) ')!$2'!$&!a, )02$(&a6)!$ ) "$0)!s"$ 0od)<)"a6)!$, : 'a(a&a, !$
&edostaci  s#9 : d)0$&z)!s"a o(a&)3$&ost, : &$2osto!a&ost "va')t$t$, : a&)zoto2&ost 7neujednačenost svojstava u svim smjerovima 8, : %)(os"o2&ost 7mijenjanje vlažnosti u skladu s okolišom 8, :  2od'o;&ost va&!s")0 #t!$6a!)0a 7raz!radnji djelovanjem svjetla, topline, atmosferilija i vode 8, : 2od'o;&ost 1)o'o5"o! az(ad&!) 7djelovanjem !ljiva i insekata8, : )za;$&a 2od'o;&ost 0$%a&)3")0 ) "$0)!s")0 o5t$4$&!)0a ) : 2od'o;&ost (o$&!#*

PREORAZA DR(A

Da 1) s$ dvo 0o('o "o)st)t) "ao "va')t$ta& t$%&)3") 0at$)!a' # s"'ad# s <#&"6)!s")0 za%t!$v)0a 2o)zvoda, &$o2%od&o !$ ot"'o&)t), #0a&!)t) )') "o&to')a&o o(a&)3)t) z&a3$&!$ &!$(ov)% 2)od&)% &$dostata"a*

 $nizotropnost   s$ s0a&!#!$ '!#5t$&!$0 ta&")% s'o!$va ) ')!$2'!$&!$0 &)t) # az&)0 s0!$ov)0a 7šperploče8*

Svo!stva šperploče # 2o)zvo'!&o0 s0!$# )2a" s# #v)!$" 'o5)!a od &$o1a?$&a dv$ta # s0!$# &)t)* Post#26)0a sabijanja drva  &a 2ov)5$&)0 t$02$at#a0a ) # 2o!$d)&)0 0$d)!)0a zatvaa!# s$ d!$'o0)3&o )') 2ot2#&o 5#2'!)&$, a 3vsto4a s$ 2ov$4a dva do t) 2#ta 2$0a &$o1a?$&o0 dv#* Na s')3a& &a3)& $z#'t)a!# ) 2ost#26) impregniranja drva  az')3)t)0 vsta0a 2)od&)% ) #0!$t&)% s0o'a*

TeCnič"e preo?ra$?e r%a

Os&ov&) v)d tehničke preobrazbe drva   3)&) !$5ava&!$ 2o1'$0a &!$(ov$ d)0$&z)!s"$ o(a&)3$&ost)*

4ijepljenje @ ostva#!# s$ dva v)da d)0$&z)!s")% 2o1o'!5a&!a9 :  2ov$4a&!$ #"#2&)% d)0$&z)!a dv$&)% 2o)zvoda 7npr+ izradom lameliranih !ra(evnih nosača8, t$ :  2ov$4a&!$ d)0$&z)!s"$ sta1)'&ost) dv$&)% 2o'#2o)zvoda 7npr+ izradom drvnih ploča8*

5urnirske ploče ad$ s$ od 2)'!$&)% )') '!#5t$&)% <#&)a "o!) s$ s'!$2'!#!# #&a"s&o s o1z)o0 &a s0!$ v'a"a&a6a* 6verice s# 2'o3$ "o!$ s$ 2o)zvod$ od dva az!$d)&!$&o( # )v$!$, ods!$3"$, ')st)4$ )% 'a0$'$*

7laknatice s$ 2o)zvod$ od azv'a"&!$&o( dva, 2) 3$0# s$ 2o!$d)&$ sta&)6$ dva 0)!$5a!# ) 2o&ov&o s'!$2'!#!# # v'o tvd$ 2'o3$ 7H"5  @ H i!h 8, # v'o 'a(a&$ )zo'a6)!s"$ i!h "ensit4 5 iberboard  iberboard 8, 2'o3$ )') 2a" # MD> 7 8 edium edium "ensit4 5 iberboard  iberboard 8 2'o3$ "o!$ )0a!# v$')"# 2)0!$&# # 2o)zvod&!) &a0!$5ta!a*

>i$ič"e i "e:i
6mpregnacija drva  a0o&)!a"o0 o0o(#4#!$ &!$(ov# 2'ast)<)"a6)!#* 6mpregnacije stanične stijenke 3)&$ t$%&)"$ "o!)0a s$ %)(os"o2s") a"t)v&a 0!$sta # "$0)!s"o! st#"t#) dva zas)t$ )') 1'o")a!# "$0)!s")0 s2o!$v)0a "o!) &$ $a()a!# s vodo0* 6mpregnacija Polietilen glikolom 7P9( 8 !$ 2ost#2a" "o!)0 s$ 3$sto )02$(&)a s)ovo 7 potpuno mokro8 dvo* 6mpreg  !$ $z#'tat )02$(&)a&!a dva s0o'o0 "o!a 2$&$t)a # sta&)3&# st)!$&"# ) otvd&!ava 2ov)5$&!$0 t$02$at#$*

Dvo s$ 0o;$ t$t)at) ) az')3)t)0 "$0)"a')!a0a* Ta"o s$ &2 + vezane organske kemikalije ili umre.avajuće supstance v$;# &a sta&)3&# st)!$&"# t!* &a %)do"s)'&$ s"#2)&$ 6$'#'oz&)% ) %$0)6$'#'oz&)% sasto!a"a dva* Na ta! &a3)& s0a&!#!$ s$ %)(os"o2&ost, #t$za&!$ ) 1#1$&!$ dva*

 $cetilacija drva a&%)d)do0 o6t$&$ ")s$')&$ !$ &a!a5)$&)!) 2ost#2a" "o!) s$ ) "o0$6)!a'&o 2)0!$&!#!$ za sta1)')za6)!# $6)"')a&)% dv&)% 2'o3a, t$ za 2ov$4a&!$ 2osto!a&ost) 1o!$, 1)o'o5"$ ot2o&ost) ) a"#st)3")% svo!stava dva* :mre.avajuća polimerizacija s$ "o)st) da 1) s$ 2)od&$ st#"t#&$ !$d)&)6$ sta&)3&$ st)!$&"$ 0$?#so1&o 2ov$za'$ 7umrežile8 3)0$ s$ #v$')"$ 2o1o'!5ava sta1)'&ost d)0$&z)!a* asićenje tekućim monomerima "o!) &a"&ad&o 2o')0$)z)a!# # '#0$&)0a sta&)6a a1)'o s$ 3$sto # 5$zd$s$t)0 (od)&a0a, "ada s# )zvo) za3$&!a za 2o')0$)za6)!# 1)') dost#2&) ) $'at)v&o !$
*gu#ći%an
Dvo s$ 0o;$ #(#st)t) !a")0 st!$5&!)va&!$0 t)!$"o0 za()!ava&!a )') t)!$"o0 otvd&!ava&!a s0o'a "o!)0a !$ )02$(&)a&o* Ov) 2ost#26) #v$')"$ 2o1o'!5ava!# d)0$&z)!s"# sta1)'&ost, 3vsto4# ) "#tost ta"vo(a 0at$)!a'a* Poz&at) s# 2ost#26)9

4ignoston  !$ "o0$6)!a'&) &az)v # N!$0a3"o! 7kao Fi":ood ) Fablo u Gn!leskoj , Sta4pa"k # A0$)6)8 za dvo "o!$ s$ t'a3) 2) -- 1aa ) -  do (#sto4$ od -,/ (.60 /* 7u 1ompreg  Cjemačkoj je komer"ijalni naziv  'unstharzs"hi"hthoh&  !$ !o5 &a2$d&)!a va)!a&ta 0od)<)"a6)!$ dv&$ tva), # "o!o! s$ st'a3)va&!$ ) za()!ava&!$ 2ovod) &a dv# 2$t%od&o )02$(&)a&)0 s0o'a0a do" o&$ otvd&!ava!#*

Pregrijano drvo )0a svo!stva 2ov$4a&$ 1)o'o5"$ ot2o&ost) ) d)0$&z)!s"$ sta1)'&ost), a $'at)v&o s$ !$
:7 / stabilizacija
2)0!$&!#!$

s$

da

1)

s$

s2)!$3)'a

Dvo !$ 2)od&) 2o')0$, 2a s')3&o s)&t$ts")0 2o')0$)0a 2od')!$;$ az(ad&!) )&)6)a&o! #'ta'!#1)3ast)0 7UV8 sv!$t'o0 # as2o&# va'&)% d#'!)&a od + do  &0*

4. PO(R5IN&KE PRE(LAKE U svo!$vs&$ "o02oz)t&$ 0at$)!a'$ svstava!# s$ )  površinske  prevlake*

ME7ANIKA PRE(LAENJA @ deformacijsko spajanje ) eksplozijsko spajanje * TOPLIN&KA PRE(LAENJA rastaljeni metal  *

@ navarivanja )

uranjanje u

TOPLIN&KO@ME7ANIKA PRE(LAENJA brizganje za ta&"$ s'o!$v$*

@ naštrcavanje )

KEMIJ&KA PRE(LAENJA @ U ov# s"#2)&# s2ada!# 2ost#26) to2')&s"$ o1ad$ 2ov5)&a "od "o!)% &asta!$ 2o0!$&a "$0)!s"o( sastava 2ov5)&$ 7kromiranje, boriranje, nitriranje i dru!i 8*

ELEKTROKEMIJ&KA PRE(LAENJA @ Ov) s$ 2ost#26) 3$sto &az)va&!# ) galvansko 2$v'a3$&!$*  A&od&o0 o"s)da6)!o0 0o;$ s$ 2o!a3at) s'o! Al+O  &a 2ov5)&) a'#0)&)!a* To !$ tzv* eloksiranje*

PRE(LAENJA * PARNOJ >AZI @ &a&os$ s$ sta1)'&) ) tvd) s2o!$v) "o!) s2ada!# # 2ods"#2)&$ &$o"s)d&$ "$a0)"$ 7Ti1 , Ti& , Ti1& , Ti$6& , Ti$l1& , #,1 , !i1 ,***8, o"s)d&$ "$a0)"$ 7 $l * ' +, Ti' * ,**8 0$ta'oo(a&s")% s2o!$va t$ d)!a0a&t# s')3&o( #('!)"a 7"41  - "iamond 4ike 1 arbon8*

)6. PO&T*P0I PROIZ(ODNJE KOMPOZITA OJAANI7 (LAKNIMA U os&ov) 2ost#26) 2o)zvod&!$ ov)% "o02oz)ta 0o(# 1)t)9

Primarni procesi   s# o&) "o!)0 s$ s)&t$t)z)a!# "o02oz)t) od os&ov&)% 0at$)!a'a, 0at)6$ ) o!a3a'a* !ekundarni procesi   s$ sasto!$ od sv)% dodat&)% st#2&!$va 2ot$1&)% za 2$ad# 2)0a&o( "o02oz)ta # "o&a3&) 2o)zvod* U &$")0 s$ s'#3a!$v)0a o1a st#2&!a odv)!a!# )stodo1&o, ov)s&o o ;$'!$&o0 "o&a3&o0 2o)zvod# ) 2ost#26)0a 2o)zvod&!$ "o)5t$&)0 # 2o6$s#*

Iz1o 2ost#2"a za 2o)zvod&!# "o02oz)t&o( 0at$)!a'a ov)s) o9 : 0$%a&)3")0 ) "$0)!s")0 svo!stv)0a o!a3a'a ) 0at)6$Q : d#;)&) ) v$')3)&) v'a"&a, : s'a(a&!# v'a"&a ) &!)%ovo0 ;$'!$&o0 az0!$5ta!#, : v$')3)&), o1')"# ) as2od!$') 3$st)6a, P) to0$ !$ 2ot$1&o 2oz&ava&!$ t$0od)&a0)"$ ) ")&$t)"$ 0o(#4)% $a"6)!a 0at)6a@o!a3a'o ) ad&$ t$02$at#$ "o!o! 4$ "o02oz)t) 1)t) 2odv(&#t)*

G$&$a'&o s$ 0o;$ s0atat) da s# to 2o6$s) )zad$ #9

otvorenim kalupima   @ 2ostav'!$&a v'a"&a s$ o1'a;# 0at)3&)0 0at$)!a'o0 1)'o 2$0az)va&!$0, s2$!a&!$0, 6$&t)<#(a'&)0 '!$va&!$0 )') &$")0 d#()0 2ost#2"o0 # %'ad&o0 sta&!#* zatvorenim kalupima   v'a"&a s$ o"#;#!# 0at)3&)0 0at$)!a'o0 &a &a3)& da s$ o& )&!$"t)a )') t'a3) # "a'#2 1)'o # to2'o0 )') %'ad&o0 sta&!#*

a

b

c 

Preoblikovanje !otovo! poluproizvoda a - prethodno izra(eni list odrezan na klinasti oblik$ b - oblikovanje uvijenosti, izbočina i koničnosti lopati"e$ c  - postavljanje i završna obrada

J$da& od &a3)&a 2od!$'$ 2ost#2a"a )zad$ 2o)zvoda od "o02oz)t&)% 0at$)!a'a !$ stanje materijala   t)!$"o0 2ost#2"a )zad$* Ta"o 2osto!$9

Pos;upci i$rae u č%rs;o: s;an
Pos;upci:a i$rae u ;e"uće: s;an
)). ANALIZA KOMPOZITA OJAANI7 (LAKNIMA

Posto!$ $"s2$)0$&ta'&$ 0$tod$ t$ 1o!&$ �$)3"$ a&a')z$ t)% svo!stava "ao 5to !$ 0$toda "o&a3&)% $'$0$&ata ) d#($*

MeCanič"a i !i$ič"a s%o
K)t)3&)
Poa3#& svo!stava "o02oz)t&)% 0at$)!a'a 2ovod) s$ 2o svo!stv# 0!$5av)&$
S s

= S -⋅< -+ S +⋅< + +⋅ ⋅ ⋅+ S )⋅< )Q

∑ <  =&

&lagan
 =

P 

 = B

+

3eksa!onalni 

Pov5)&a 3$')!$ 0at)6$

= r  ⋅ π +

 π      = = B ⋅ B sin    +  /   -

+

Pov5)&a 2)2ada!#4$( v'a"&a

= /⋅

P 

r 

L  

<  =

Površina vlakna Površina matri"e

+

< 

=

r 

⋅π

=

π

=

P   =

⋅π

 

=

=  HFL

r 

 

B

<  =

Površina vlakna Površina matri"e

vo'#0$t)!s"o 2#&!$&!$

=

P   =

=

/⋅

⋅π

r 

=

  π   B ⋅ B sin    +  /   -

< 

=

π

⋅π

+

⋅π

L

+

r 

+ ⋅ r 

 

=

⋅π

/ ⋅ B+

=  IH

Poa3#& $'ast)3&)% svo!stava !$ !$d&ostava& # s'#3a!# da s$ sv$ "o02o&$&t$ 2o&a5a!# ')&$a&o $'ast)3&o, a
a

a

b

b

c 

c 

6vodimenzionalno predstavljanje strukture pod vlačnim naprezanjem H $$ b - poprečno D    D  D $$ c   - izotropno a - uzdužno H    H 

 =v

7 v

= = ⋅ < 

= σ v ⋅ = ⋅ < 

= = ⋅ (- − < ) = σ0 ⋅ = ⋅ (- − < )

 =0

7 0

= 7 0 + 7 v σ ⋅ A = σ0 ⋅ A ⋅ (- − < ) + σ v ⋅ A ⋅ <  σ = σ0 ⋅ (- − < ) + σ v ⋅ < 

7 


2o)z'az) da &a2$za&!a # 0at)6) &)s# !$d&a"a &a2$za&!)0a #

Kod ova"ovo( &a3)&a o2t$$4$&!a d$
⋅ ε = G 0 ⋅ ε ⋅ (- − < ) + G v ⋅ ε ⋅ <  G = G 0 ⋅ (- − < ) + G v ⋅ < * G 

; :  ; %* U"o')"o 0at)6a ) v'a"&a )0a!# az')3)ta $'ast)3&a svo!stva9 < :  < %, Poprečno opterećeni kompozit 

U"#2&o 2od#;$&!$ d   !$d&a"o !$ z1o!# 2od#;$&!a v'a"a&a d v ) 2od#;$&!a 0at)6$ d 0*

B#d#4) da &a2$za&!a # sva"o! "o02o&$&t) )0a!# )st) )z&os ovo !$ 2oz&ato "ao pravilo jednakosti naprezanja  s0!$s$*

:kupno produ.enje d   !$d&a"o !$ z1o!# 2od#;$&!a v'a"a&a d % ) 2od#;$&!a 0at)6$ d :* d 

= d 0 + d v

ε ⋅ B = ε0 (- − < ) ⋅ B + ε v ⋅ < ⋅ B ε = ε0 (- − < ) + ε v ⋅ <  σ σ σ (- − < ) + = ⋅ <  0

v

G 

G 0

G v

σ

σ

σ

G 

G 

= =

G 0

G 

(- − < ) + (- − < ) +

G v

G 

⋅ <  ⋅ < 

modul elastičnosti  o"o0)to &a v'a"&a !$9

  G v ⋅ G 0 G  =   − ⋅ + ⋅ ( ) <  <  G  G   v 0 

8us;oća, ;eBina i %olu:en "o:po$i;a o
v

0

0

m

v

v 

0

v

v

Da ?i se %olu:e;ri
=

. v . 0

+ . v

ρ v ⋅ < ⋅#  ρ v ⋅ <  = = ρ0 ⋅ (- − < ) ⋅#  + ρ v ⋅ < ⋅#  ρ0 ⋅ (- − < ) + ρv ⋅ < 

< t

=

. v . 0

+ . v

ρ v ⋅ < ⋅#  ρv ⋅ <  = = ρ0 ⋅ (- − < ) ⋅#  + ρv ⋅ < ⋅#  ρ0 ⋅ (- − < ) + ρ v ⋅ < 

Kak o bis e pr ov el a pr et v or ba s at e ns k og udj el av l ak ana na ;i v ol umet r i j s k u, nu;no j e us t v r di t i omj er i z među v ol umena oj a3av aj uć egdi j el ai v ol umenac i j el ogk ompoz i t a:

<  =

# v # 0

+ # v

=

. v

< t  ⋅ . 

ρv

ρv

. 0

ρ0

+

. v

ρv

=

(1 - <  ) ⋅ .  t 

ρ0

+

< t  ⋅ . 

ρv

=

< t 

ρ (1 - <  ) v + <  ρ0 t 

t 

)+. OPTERE9ENJE KOMPOZITA &A RAZLIITIM &(OJ&T(IMA MATRI0E I (LAKNA U 2av)'# !$ &a2$za&!$ # 0at$)!a'# v$4$ #"o')"o !$ ) 0od#' $'ast)3&ost) v$4)* Za2avo s0ata s$ da v'a"&o 3)!) !$ 0od#' $'ast)3&ost) 9 % 0a&!) od 0od#'a $'ast)3&ost) 0at)6$ 9 m &$ o!a3ava 0at$)!a'* Kaa"t$)st)"$ v'a"&a %i ) 0at)6$ :  #t!$3# &a 2o&a5a&!$ "o02oz)ta 2) ast$za&!#*

Na3$'&o 2osto!$ dva 0o(#4a s'#3a!a 'o0a "o02oz)t&)% 0at$)!a'a a to s# da9 :  matrica pukne prije vlakna 7kod kompozita sa polimernom matri"om8) :  vlakno pukne prije matrice %u kompozitima sa metalnom matri"om ili kompozitima sa matri"om od termoplastično!  polimera8*

Ras;e$an
Ov) "o02oz)t) 'o0 0o(# do;)v!$t) 2$0a o1a s2o0$&#ta &a3)&a, 5to ov)s) o 'o0&)0 "aa"t$)st)"a0a 2o!$d)&)% "o02o&$&t*)

a b ; / <  dia!ram za elastično - krutu matri"u i vlakna

8atrica puca prva

σ = G ⋅ ε σ" = G ⋅ ε" = [G v ⋅ <  + (- − < ) ⋅ G 0 ] ⋅ ε0 7lakno puca prvo

σ" ≤ [ G v ⋅ <  + (- − < ) ⋅ G 0 ] ⋅ ε v

Ras;e$an
a b ; / < dia!ram za elastično - kruta vlakna i elastično - plastičnu matri"u

Dot o3k ekadmet almat r i c edos egnedef or mac i j uε me  j ednak uonoj nagr ani c ipopušt anj aσ me:

ε = $ 0

σ0$

G 0

k o mpoz i t4e s e pona5at ij ednak ok ao is v ak idr ugik ompoz i t ni mat er i j al i ,anj egov agr ani c at e ać et adabi t i : 3enj

σ" = [ <  ⋅ G v + (- − < ) ⋅ G 0 ] ⋅ ε = <  ⋅ G v ⋅ ε + (- − < ) ⋅ σ $ 0

$ 0

$ 0

 A"o !$ "o02oz)t )z'o;$& da'!&!$0 2ov$4a&!# o2t$$4$&!a )') d$
Ak os ek ompoz i t nimat er i j alr as t er et ipr i j enegov l ak napuk nut ada r i c aiv l ak nar as t er et i t iel as t i ogat ak ođeri 4eseimat 3noazbogt c i j el i k ompoz i t .

Kad $'ast)3&a d$
Sto(a 4$ # v'a"&)0a !o5 2osto!at) zaostalo vlačno  &a2$za&!$ ; %F a # "o02oz)t# ; "F*  A"o s$ &a)&#to &a2$za&!$ 2ot2#&o vat) &a &#'# tada 0at)6a t$1a 1)t) sabijena elastično   do" !$ v'a3&a s)'a # v'a"&)0a )z1a'a&s)a&a sa t'a3&o0 s)'o0 # 0at)6)*

+ 7 v =  σ∗0 ⋅ (- − < ) ⋅ = = − σ∗v ⋅ <  ⋅ =

7 0

σ∗0 = − σ∗v

a

<  - − < 

b

c

; / < dia!ram za elastično - kruta vlakna i elastično - plastičnu matri"u pri rasterećenju i ponovnom opterećenju a - zaostala naprezanja pozitivna$ b - zaostala naprezanja ne!ativna$

Na2$za&!$ # "o02oz)t# # to3") 2#"a v'a"&a !$9

σ" = <  ⋅ σ v + (- − < ) ⋅ σ ⋅ ε

& v

). MODELIRANJE KOMPOZITA ZA N*MERIKE ANALIZE

Shematski prikaz stvarno! rasporeda vlakana u kompozitnom materijalu

Shematski rasporeda vlakana u numeričkoj analizi kompozitnih materijalu a - kvadratni raspored$ b - heksa!onalni raspored 

.odeliranje rasporeda vlakana u numeričkoj analizi sabijanja kompozitnih materijala sa kvadratnim rasporedom vlakana

a

b

.reža konačnih elemenata kod kvadratno! rasporeda vlakana a - opterećenje u ravnini 0 o$ b - opterećenje u ravnini  o

a

b

.reža konačnih elemenata kod heksa!onalno! rasporeda vlakana a - opterećenje u ravnini 0 o$ b - opterećenje u ravnini  o

a

b

a - kvadratni raspored opterećenje 0 o 11 vlakno$ b - ovisnost naprezanja plastično! tečenja o broju vlakana kod kvadratno! rasporeda

c

d 

c  - heksa!onalni raspored opterećenje 0 o *=+ vlakna$ d  - ovisnost naprezanja plastično! tečenja o broju vlakana kod heksa!onalno! rasporeda