|
Abstract:
|
Lujitemuovi on komposiittimateriaali ts. se koostuu kahdesta tai useammasta komponentista, joiden mekaaniset ominaisuudet ovat erilaisia. Lujitemuovin pääkomponentit ovat lujite ja hartsi. Hartsin tehtävänä on tuoda rakenteeseen kohdistuvat kuormat lujitteiden kannettaviksi. Tämän työn tarkoituksena on tutkia kirjallisuudesta lujitemuovisen säiliörakenteen lujuusteknisiä mitoitusongelmia ja selventää lopuksi mitoituksen etenemistä esimerkin avulla. Ongelmana on lujitemuovin mekaaniset ominaisuudet ja toisaalta säiliörakenteen geometriasta johtuvat tekijät. Mekaaniset ominaisuudet riippuvat käytettävästä lujitteesta, hartsista ja valmistusmenetelmästä. Näiden mekaanisten ominaisuuksien arvioimiseksi on kehitetty useita erilaisia laskentamalleja, jotka antavat materiaalin ortotrooppiset ominaisuudet. Tärkein ja yleisin arviointimenetelmä on ns. sekoitussääntö, jonka avulla saadaan yhdensuuntaislaminan suunnatut ominaisuudet. Näitä eri tavoin yhdistelemällä saadaan matto- ja kudoslaminan vastaavat ominaisuudet. Koko laminaatin ominaisuudet saadaan ns. laminaattiteorian avulla, tai siitä erilaisia oletuksia käyttäen saaduista approksimaatioista. Materiaalin ortotrooppisuudesta johtuen eivät säiliörakenteiden tarkkaan analyysiin sovellu suoraan isotrooppiselle materiaalille johdetut mitoituskaavat. Mitoitettaessa on käytettävä joko tarkkaa ortotrooppiteoriaa tai approksimoitava ominaisuudet isotrooppisiksi ja käytettävä isotrooppisia materiaalin kaavoja. Arviointimenetelmien antamat ominaisuudet ovat enemmän tai vähemmän todellisuudesta poikkeavia. Suuri ominaisuuksiin vaikuttava tekijä on valmistusmenetelmä. Toisaalta, mikäli lujitteiden suunta on valittu kuormitustilanteeseen nähden huonosti, joudutaan laminaatin vahvuutta lisäämään suhteettoman suureksi. /Kir09 |