Het onderzoeksteam (onder leiding van professor Yukihiro Matsumoto), gevormd door de afdeling Architectuur en Civiele Techniek van de Toyohashi University of Technology and Electronics-Inspired Interdisciplinary Research Institute (EIIRIS), stelde een methode voor en demonstreerde een methode om het dynamische gedrag van boutverbindingen te verbeteren door gebruik te maken van glasvezel Versterkte Polymeer (GFRP) materialen.

Aangezien gepultrudeerde GFRP-materialen die in constructietoepassingen worden gebruikt, versterkte vezelrichtingen hebben die zijn uitgelijnd langs de as van de staaf, zijn boutverbindingen kwetsbaar en hebben ze een nadelig ontwerp. Het onderzoeksteam toonde aan dat een merkbare toename van de draagkracht kan worden gerealiseerd door een dunne GFRP-plaat, die een multiaxiaal basismateriaal gebruikt dat is gevormd door vacuümgeassisteerd harsoverdrachtvormen, dat hoogwaardige gietvormen mogelijk maakt, op de boutverbinding te plakken. Het onderzoeksteam toonde ook aan dat deze methode het fragiele breukgedrag van de gewrichtsverbindingen zou kunnen verbeteren. Met de resultaten van dit onderzoek kunnen veiligere, veiligere en lichtere bouwconstructies met een langere levensduur worden ontworpen.

Vanwege het lichte gewicht en de hoge sterkte nemen toepassingen voor Fiber Reinforced Polymer (FRP) toe, zoals het gebruik bij de reparatie en versterking van bestaande gebouwen, voetgangersbruggen en sluizen, en de verwachting is dat ze zullen worden gebruikt bij noodreparaties van structuren en de structuur van gebouwen in de toekomst. De pultrusiemethode, een van de methoden voor het produceren van FRP-leden, kan lange leden produceren met een ultrahoge productiviteit. Het is een veelgebruikte vormmethode voor FRP-bouwelementen. Omdat de pultrusiemethode over het algemeen veel versterkte vezels, die de sterkte en stijfheid van FRP-materialen garanderen, in de richting van de pultrusie plaatst (langs de lengteas van het element), is het bekend dat lokale schade en brosse breuken rond boutgaten optreden. wanneer verbindingen worden gemaakt met behulp van bouten, enz. Daarom moet voorzichtigheid worden betracht met betrekking tot dit breukgedrag.

Daarom heeft het onderzoeksteam onderzoek gedaan om de toename in gewicht en productiekosten te minimaliseren en om het dynamische gedrag van boutverbindingen te verbeteren door gebruik te maken van vacuümgeassisteerd harsoverdrachtgieten, dat wordt gebruikt om onderdelen van schepen en bladen van windturbines te maken gemaakt van FRP, en door een GFRP-plaat te plakken die enkele millimeters dik is en meerdere vezelrichtingen heeft.

Door de noodzakelijke gebieden te versterken met alleen de noodzakelijke hoeveelheid GFRP, toonden ze in hun experimenten aan dat de verbindingssterkte van vezelversterkt polymeer aanzienlijk kan worden verhoogd zonder de productiviteit of lichtgewicht eigenschappen van GVK te verliezen. Daarnaast heeft het onderzoeksteam op basis van de experimentele resultaten en bestaande ontwerpformules ook een ontwerpformule voorgesteld voor wanneer hun voorgestelde verbindingsversterkende methode wordt gebruikt en met succes gegevens heeft verstrekt die in het ontwerp kunnen worden toegepast.

De leider van het onderzoeksteam, professor Yukihiro Matsumoto, zegt dat "zoals de naam al doet vermoeden, vezelversterkt polymeer een materiaal is dat goed gebruik van vezels vereist. We zijn tot dit idee gekomen door het breukgedrag van verbindingen te observeren door eerdere experimenten en het verzamelen van informatie over verschillende FRP-vormmethoden. Hoewel het eenvoudig is, was wat we nodig hadden alleen het plakken van een dunne plaat op de verbinding. Het verbaast me dat goede effecten werden waargenomen door zorgvuldig de vezelrichting te overwegen. Ik denk dat de bruikbare en algemene resultaten werden verkregen dankzij het enthousiasme van de promovendi bij het bepalen van experimentele variabelen en het ontwikkelen van een experimentplan."

In de toekomst zal het onderzoeksteam de effectiviteit van hun voorgestelde verbindingsmethode demonstreren door middel van verbindingsexperimenten waarbij wordt uitgegaan van constructiestructuren, evenals experimenten en analyses van monsters op ware grootte en zal het de ontwikkeling van deze versterkte verbindingen bevorderen, met als doel hun toepassing als versterkingsmethode voor bestaande FRP-structuren.

Het onderzoek is gepubliceerd in Polymer Composites en Polymeren . + Verder verkennen

Voorgestelde methode voor recycling van windturbinebladen