Physical properties of halloysite nanotubes-polyvinyl alcohol nanocomposites using malonic acid crosslinked

Halloysite nanotubes (HNTs) based nanocomposites were produced by blending individualized HNTs dispersion with polyvinyl alcohol (PVA). Several sequential separation techniques were applied to obtain stable individualized HNTs dispersion. The preparation of PVA-crosslinked-HNTs nanocomposite has not been developed and, to the best of our knowledge, there was no published report indicating the use of neither dispersion nor crosslinker agent. In addition, PVA was crosslinked using the crosslinker malonic acid (MA) and sulfuric acid as a catalyst. This individualization increases the mechanical and thermal properties of HNTs-PVA nanocomposites. As a side result, crosslinking was employed to make PVA water-insoluble and hence to become more useful in biomedical applications. Examination of the nanocomposites indicated that HNTs were uniformly dispersed in both PVA as well as crosslinked PVA. These nanocomposites could be composted easily and hence would be good candidates to\replace some of today’s traditional non-biodegradable plastics that end up in landfills

ANALYSIS OF THE MECHANICAL CHARACTERISTICS OF DATE SEED POWDER-BASED COMPOSITE CARBON FIBER REINFORCED POLYMERS

Composites with fiber reinforcement are often a popular lightweight option. Due to their unique qualities, fiber-reinforced composites are the best alternative to traditional materials. Mechanical parameters of a carbon fiber-reinforced epoxy resin (CFRE) composite reinforced with date seed granulated powder (DSGP) were examined at the room temperature. The mechanical qualities included tensile, flexural, and impact strength. Enhanced mechanical properties were noticed compared to carbon fiber reinforced epoxy composite produced using the hand lay-up method and vacuum bag. The DSGP-reinforced CFRE with weight ratios of 0%, 15%, 25%, and 35% were considered. The test results revealed the maximum values of breaking force, maximum bending force, energy absorption capacity, and hardness number for 15%, 35%, 25%, 25% Wt DSGP samples. The results show that the optimal composition for carbon fiber reinforced epoxy with date seed granules is in the range from 15% to 25% wt. GDS. This study reveals that carbon fiber-date seed-reinforced composites are excellent substitutes for carbon fiber composites since they offer better mechanical properties at a lower cost

Perspective Chapter: Viscoelastic Mechanical Equivalent Models

Today, we are living in a polymeric era where thousands of daily used products are manufactured from some polymeric materials with different tasks and under a wide range of ambient conditions, including time duration of loading and working condition temperature. This leads to focusing light spot on behavior of such specific materials and investigating the strain associated with the applied stress to understand both of creep and stress relaxation behavior of the loaded polymeric components. Hence, this chapter deals with the estimation of induced strain allied with the applied force on a polymeric material via establishing the so-called mechanical equivalent models starting from the simple elastic element (spring with a modulus of elasticity E), simple viscous element (damper or dashpot with fluid viscosity η), Maxwell model, Voigt model, modified Maxwell model, modified Voigt model, and Maxwell-Voigt model. The theoretical analysis was built on derivation of the prompted deformation, as a function of time in each of the employed models, as a result of the applied external load (force) and then by depending on Hook’s law transforming the gained expressions into stress (σ) and strain (ε) notation, followed by comparing the obtained equation with the general formula of the Hook’s law to find exact values of the constant and as coefficients of the stress and strain. Final theoretical analysis showed that Maxwell’s modified model was the best describing behavior of a loaded polymeric material to some extent followed by the other models

Numerical simulation of brown coal combustion in a 550 MW tangentially-fired furnace under different operating conditions

In the present paper, a computational fluid dynamics (CFD) modeling study was performed for the combustion of the brown coal in a large-scale tangentially-fired furnace (550 MW) under different operating conditions. The AVL Fire CFD code has been used to model the combustion processes. The mathematical models of coal combustion with the appropriate kinetic parameters were written and incorporated to the code as user defined functions. These models consist of pulverised coal (PC) devolatilization, char burnout, and heat and mass transfer. The simulation of the PC combustion was carried out using multi-step reaction chemistry mechanisms. The level of confidence of this numerical model was based on the previous validations of the lignite combustion in a lab-scale furnace, as well as the validation parameters of the present furnace at the standard existing conditions in terms of temperature values and species concentrations. Performance of the boiler under ten different operating conditions was investigated. The strategy of operation schemes for the first six combustion scenarios were based on the change of the out-of-service (turned off) burners under full load operation, while the rest cases were carried out at 20% lower and 20% higher loads than the standard operating conditions. The validated model was used to perform the following investigation parameters: furnace gas temperatures, species concentrations (O2, CO and CO2), velocity distributions, and char consumption. The predictions demonstrated that there are good temperature distributions in the furnace when the turned off burners are set in the opposite direction under full load operation. For higher aerodynamic effect, the numerical results showed improvements on the combustion characteristics in terms of species concentrations and char burnout rates in comparison with the standard operating case. The findings of this study provide good information to optimize the operations of the utility tangentially coal-fired boiler with less emission

Дослідження механічних характеристик композитного протезного кіля на основі статичного навантаження: обчислювальний аналіз

In this paper, the numerical simulation of the mechanical performance of a composite prosthetic keel structure under static load has been explored, and the findings of this inquiry have been included. The prosthetic keel is constructed from an epoxy and glass fiber composite, 3 percent weight (MWCNTs with SiC), and a carbon nanotube, which are utilized in conjunction with other materials to create the structure. The force that is applied in this example is 1,000 N, and it is applied in accordance with the boundary condition that has been previously established in this case. The ANSYS modeling software package was used to create the prosthetic keel model, which was meshed and created. Because of the total deformation, the fundamental simulation results of the prosthetic keel model have been converged in line with the total deformation, which was used as a reference to determine the total deformation. The major outcome of the current numerical analysis has been successfully validated by considering the findings of the earlier experimental study. The mechanical performance of the composite prosthetic keel structure is determined by four primary criteria, the results of which are based on the findings. Aspects to analyze include equivalent elastic strain, three-axis directed deformation, total deformation, and equivalent stress (von Mises). Although only 0.00058 mm total deformation is created by the imposed static load of 1,000 N (the least attainable value), it represents the largest total deformation. The equivalent stress (von Mises) responded to the load with a response of 0.045 MPa, which is quite small. Furthermore, the equivalent elastic strain has also been undertaken and it resulted in a value of elastic strain of 3.4*10^7.У роботі було вивчено чисельне моделювання механічних характеристик композитної конструкції протезного кіля при статичному навантаженні та були включені результати даного дослідження. Протезний кіль виготовлений з композиту на основі епоксидної смоли та скловолокна, 3 % (БВНТ з SiC) та вуглецевої нанотрубки, які використовуються в поєднанні з іншими матеріалами для створення конструкції. Прикладена сила в цьому прикладі становить 1000 Н відповідно до раніше встановленої в даному випадку граничної умови. Для створення моделі протезного кіля використовувався програмний пакет моделювання ANSYS. Через повне зміщення основні результати моделювання моделі протезного кіля сходяться відповідно до повного зміщення, яке використовувалось в якості еталону для визначення повного зміщення. Основний результат поточного чисельного аналізу був успішно підтверджений з урахуванням результатів попереднього експериментального дослідження. Механічні характеристики композитної конструкції протезного кіля визначаються чотирма основними критеріями, результати яких ґрунтуються на отриманих даних. Аналізовані аспекти включають еквівалентну пружну деформацію, тривісне спрямоване зміщення, повне зміщення та еквівалентне напруження (за Мізесом). Незважаючи на те, що повне зміщення становить всього 0,00058 мм при статичному навантаженні 1000 Н (найменше досяжне значення), воно являє собою найбільше повне зміщення. Еквівалентне напруження (за Мізесом) відреагувало на навантаження з відгуком 0,045 МПа, що є досить низьким значенням. Крім того, була проведена еквівалентна пружна деформація, в результаті чого значення пружної деформації склало 3,4*10^7

Визначення втомної поведінки композитної однострунної конструкції на основі квазістатичного методу

In this investigation, the Mechanical Behavior of the composite Single-Stringer structure was subjected to numerical analysis in order to better understand its properties. As the primary material for the modeling process, the carbon-epoxy IM7/8552 with quasi-isotropic Layups has been utilized. The outcomes of the numerical analysis that were carried out on the structure while it was in its static state have been put into the structural tool that was developed by the ANSYS programme. The fundamental boundary conditions have been defined on the basis of the information that was received from the testing. Static forces with a combined magnitude of 13.7 kN are being applied to the composite Single-Stringer structure. Shear stresses, direction deformation, von mises stresses, and total deformation have all been shown to have an effect on a material's mechanical behaviour, and this effect has been demonstrated. The calculations indicate that there is a maximum amount of bending that can take place as a direct result of the load that is being applied, and that amount is equal to 0.0147. The maximum amount of bending that can take place as a direct result of the load that is being applied is equal to 0.0147. As a consequence of the application of 13.7 kN of pressure, the von Mises stress, which is also frequently referred to as comparable stresses, has reached 51.9 MPa. Shear stresses have been estimated in three distinct plans, and it was discovered that the shear stress that was applied to the XY plane achieved a maximum of 15 MPa, but the shear stress that was applied to the XZ plane reached a maximum of 9.8 MPa. This was found. Both aeroplanes were put through precisely the same amount of tension at the exact same time. At this time, the shear stress on the plane YZ has reached a level of 1.5 MPa.У цьому дослідженні механічна поведінка композитної однострунної конструкції була піддана числовому аналізу, щоб краще зрозуміти її властивості. Як основний матеріал для процесу моделювання використовувався вуглецевий епоксид IM7/8552 з квазіізотропними Layups. Результати числового аналізу, проведеного на конструкції, коли вона перебувала в статичному стані, були введені в структурний інструмент, розроблений програмою ANSYS. Фундаментальні граничні умови були визначені на основі інформації, отриманої від випробувань. Статичні сили із сумарною величиною 13,7 кН застосовуються до композитної однострунної конструкції. Доведено, що напруження зсуву, напрямна деформація, напруги фон Мізеса та повна деформація впливають на механічну поведінку матеріалу, і цей ефект було продемонстровано. Розрахунки показують, що існує максимальна величина вигину, яка може мати місце як прямий результат прикладеного навантаження, і ця величина дорівнює 0,0147. Внаслідок застосування тиску 13,7 кН напруга фон-Мізеса, яку також часто називають порівнянними напругами, досягла 51,9 МПа. Напруги зсуву були оцінені за трьома різними планами, і було виявлено, що напруга зсуву, прикладена до площини XY, досягла максимуму 15 МПа, але напруга зсуву, прикладена до площини XZ, досягла максимуму 9,8 МПа. У цей час напруга зсуву на площині YZ досягла рівня 1,5 МПа

Виявлення деяких закономірностей втомної поведінки композитної структури стопи протеза з вуглевого волокна з наночастинками AL2O3

In this research Carbon-Fiber with AL2O3 Nanoparticles Composite Structure of the Prosthesis foot has been examined and analysed numerically explain the fatigue behaviour of the prosthesis. Nanoparticles made of AL2O3 were incorporated into the production process of the composite structure of the prosthesis foot in the appropriate manner. The life forecast, the damage indicator, and the Biaxiliray indexation were the three primary considerations that went into the process of studying the composite construction of the prosthesis foot. The life prediction was the most important factor. Experiments on the phenomena of fatigue have been carried out with the stress being entirely reversed as the variable in order to ensure that the findings are in keeping with the theory that was proposed by GoodMan. In order to develop an estimate for these characteristics, the dynamic load that was applied, which was 1000 N, was utilised. It used the dynamic load that was applied in order to produce an estimate for these characteristics so that we could better understand them. The results of the computational research showed that the life prediction could be increased to 106 cycles by applying a primary force of 1000 N. This was shown by the findings of the studyThis was demonstrated by the findings. While the same load application was being carried out, the Biaxiliray indexation attained a value of 0.99. In addition to the research that was done on the damage indicator, the numerical findings demonstrated that the damage can be seen after the initial 1000 cycles of stress have been applied. This was demonstrated both by the research that was done on the damage indicator as well as by the numerical findingsУ цьому дослідженні вуглецеве волокно з наночастинками AL2O3 композитної структури стопи протеза було досліджено та чисельно проаналізовано пояснення втомної поведінки протеза. Наночастинки з AL2O3 були відповідним чином включені в процес виробництва композитної структури протеза стопи. Прогноз життя, індикатор пошкодження та індексація Biaxiliray були трьома основними міркуваннями, які враховувалися в процесі вивчення композитної конструкції стопи протеза. Прогноз життя був найважливішим фактором. Експерименти з явищем втоми були проведені з повністю зміненим стресом як змінною, щоб переконатися, що результати відповідають теорії, запропонованій Гудменом. Щоб розробити оцінку цих характеристик, було використано прикладене динамічне навантаження, яке становило 1000 Н. Було використане динамічне навантаження, яке було застосовано, щоб отримати оцінку цих характеристик, щоб ми могли краще їх зрозуміти. Результати обчислювального дослідження показали, що прогноз життя можна збільшити до 106 циклів, застосувавши первинну силу 1000 Н. Це показали результати дослідження. Це було продемонстровано висновками. Під час того ж застосування навантаження індексація Biaxiliray досягла значення 0,99. На додаток до дослідження індикатора пошкодження, чисельні дані показали, що пошкодження можна побачити після застосування перших 1000 циклів навантаження. Це було продемонстровано як дослідженням індикатора пошкоджень, так і цифровими результатам

Use of two green algae Ulva lactuca and Ulva intestinalis as bio-fertilizers

In recent years,  development have been witnessed in the market expansion of agricultural inputs and products including substances and materials that improve the functioning of soil, plants and the interactions between soil and plant. This is a very broad category of products and substances that often bring innovative solutions in the field of fertilization and crop protection.The objective of this study is to improve the production of market garden where tomato plants in nurseries from powders of two green algae Ulva lactuca and Ulva intestinalis, harvested as bio-fertilizers in the west coast of Mostaganem province. They have minimal effects on the environment, including soil, subterranean water, River and Estuary ecosystems such as Cheliff River, biodiversity and global warming.The experimental part was carried out following the method of extraction of algae and used as a bio-fertilizer on tomato to its simplicity and accuracy, which is the subject of the study of the germination, growth and the development of young plants.The results of this study showed that algal powder of Ulva lactuca and Ulva intestinalis exhibit a remarkable stimulatory effect on the cultivation of tomato, which aims to improve their production, and evident when compared to controls setup. Keywords: seaweed, Mostaganem, River Ecosystem, eco-agriculture, smart agriculture, bio-fertilizers, tomato

Реалізація численного аналізу динамічних навантажень на композитну конструкцію з використанням методу кінцевих елементів

In this research, a numerical investigation has been conducted to analyze the dynamic load of the composite structure. The composite structure was solved and analyzed using the static structure tool. There is a physical model that has been imported and meshes have been done accordingly. Shear stress, von-mises stress, and total deformation are all considered as part of the analysis. Using finite elements to simulate the composite structure and response to the applied loads. Because dynamic loads were regularly applied, frequency response was examined.  In this study after verification of this computer simulation with experimental results and the results showed it was confidence 95 %. This percentage confidence allows proceeding numerical analysis. Deformation of the entire structure has been computed and found to be 10 mm, which is the maximum amount of overall deformation that can be caused by the applied load, In the Y-axis, a dynamic load was applied. The imposed dynamic load has been studied numerically and interpreted in terms of shear stresses. As a result of the maximum applied load, the maximum shear stress is 10 MPa. The complete composite construction was subjected to Von-Mises stress measurements. The structure's ability to withstand these stresses was determined by conducting a series of tests. The greatest von mises stress that can be applied in this study was 40 MPa. An investigation of how to react to vibration has already been carried out. In the numerical results, it was found that the reaction to the vibration was inconsistent. In terms of amplitude, the highest values may be found at 200 Hz, while the lowest values can be found at 20 Hz.В этом исследовании было проведено численное исследование для анализа динамической нагрузки композитной конструкции. Составная структура была решена и проанализирована с использованием инструмента статической структуры. Есть физическая модель, которая была импортирована, сетки были созданы соответственно. Касательное напряжение, напряжение фон Мизеса и общая деформация учитываются как часть анализа. Использование конечных элементов для моделирования составной конструкции и реакции на приложенные нагрузки. Поскольку динамические нагрузки применялись регулярно, была изучена частотная характеристика. В этом исследовании после проверки этого компьютерного моделирования с экспериментальными результатами и результаты показали достоверность 95%. Эта процентная достоверность позволяет продолжить численный анализ. Деформация всей конструкции была рассчитана и составила 10 мм, что является максимальной общей деформацией, которая может быть вызвана приложенной нагрузкой. По оси Y была приложена динамическая нагрузка. Приложенная динамическая нагрузка была исследована численно и интерпретирована с точки зрения касательного напряжения. В результате максимальной приложенной нагрузки максимальное напряжение сдвига составляет 10 МПа. Вся композитная конструкция была подвергнута измерениям напряжений по фон Мизесу. Способность конструкции противостоять этим нагрузкам определялась путем проведения серии испытаний. Наибольшее напряжение фон Мизеса, которое может быть применено в этом исследовании, составляло 40 МПа. Исследование того, как реагировать на вибрацию, уже было проведено. В численных результатах было обнаружено, что реакция на вибрацию была непоследовательной. С точки зрения амплитуды, самые высокие значения могут быть обнаружены при 200 Гц, а самые низкие значения - при 20 Гц.У цьому дослідженні було проведено чисельне дослідження для аналізу динамічного навантаження на композитну конструкцію. Композитну структуру розв’язували та аналізували за допомогою інструмента статичної структури. Існує фізична модель, яка була імпортована, і сітки були створені відповідно. Напруга зсуву, напруга фон-Мізеса та повна деформація розглядаються як частина аналізу. Використання кінцевих елементів для моделювання композитної структури та реакції на прикладені навантаження. Оскільки динамічні навантаження застосовувалися регулярно, частотна характеристика була досліджена. У цьому дослідженні після перевірки цього комп'ютерного моделювання з експериментальними результатами і результати показали, що впевненість 95 %. Ця відсоткова довіра дозволяє продовжити чисельний аналіз. Деформація всієї конструкції була розрахована і виявлено, що вона становить 10 мм, що є максимальною величиною загальної деформації, яку може спричинити прикладене навантаження. На осі Y було застосовано динамічне навантаження. Накладене динамічне навантаження досліджено чисельно та інтерпретовано в термінах зсувних напружень. В результаті максимального прикладеного навантаження максимальне напруження зсуву становить 10 МПа. Повну композитну конструкцію піддавали вимірюванням напружень по фон-Мізесу. Здатність конструкції протистояти цим навантаженням була визначена шляхом проведення серії випробувань. Найбільше напруження фон Мізеса, яке можна застосувати в цьому дослідженні, становило 40 МПа. Дослідження того, як реагувати на вібрацію, вже проведено. У чисельних результатах було виявлено, що реакція на вібрацію була непостійною. З точки зору амплітуди, найвищі значення можна знайти при 200 Гц, а найнижчі значення можна знайти при 20 Гц