Nationale und postnationale Perspektiven in/aus/auf Österreich : die Jahrestagung der Austrian Studies Association in Poznań, 01. –03. Juli 2021

Vom 1. bis zum 3. Juli 2021 fand an der Adam-Mickiewicz-Universität in Poznań die Jahrestagung der Austrian Studies Association statt, die von Prof. Dr. habil. Sławomir Piontek vom Lehrstuhl für österreichische Literatur und Kultur im Institut für germanische Philologie der AMU organisiert wurde. [...] Das Thema der diesjährigen Tagung waren "Nationale und postnationale Perspektiven in/aus/auf Österreich"

Analiza właściwości mechanicznych oraz rozkładu odkształceń w trakcie ścinania kompozytów polimerowo-włóknistych z dodatkiem uniepalniaczy

The work examined the effect of flame retardant addition to the epoxy resin powder matrix on the mechanical properties of composites reinforced with biaxal glass fabric. Two flame retardant systems were used to modify the epoxy resin: (1) melamine polyphosphate (MPP) and aluminum diethyl phosphinate (AlDPi); (2) ammonium polyphosphate (APP) and dipentaerythritol (DPE). The flame retardant content was 25 wt %. In addition, individual compositions also contained 15 wt % of zinc borate (ZB). Tensile, bending and shear tests for the obtained composites were performed. Furthermore, using the digital image correlation method, an analysis of local strains on the sample surface during shear test was carried out. The obtained results indicate, that the amount and type of flame retardant affects the mechanical properties of the composites. Among the tested systems, the best results were obtained for a composite containing 18 wt % ammonium polyphosphate and 7 wt % dipentaerythritol. Compared to the reference sample, among others, the shear stress and shear modulus increased by 25.0 and 39.7%, respectively. In turn, a clear deterioration of the tested parameters was observed in the case of a composite with a matrix containing 15 wt % of AlDPi, 10 wt % of MPP and 15 wt % of ZB, because, compared to unmodified composite, the flexural, tensile and shear stress were reduced by 50.9, 53.5 and 34.8%, respectively.Zbadano wpływ dodatku uniepalniaczy: (1) poli(fosforanu melaminy) (MPP) i dietylofosfinianu glinu (AlDPi); (2) polifosforanu amonu (APP) i dipentaerytrytolu (DPE), o sumarycznym udziale w kompozycie 25% mas., na właściwości mechaniczne kompozytów na osnowie proszkowej żywicy epoksydowej wzmocnionych biaxialną tkaniną szklaną. Poszczególne kompozycje zawierały dodatkowo 15% mas. boranu cynku (ZB). Oceniono wytrzymałość na rozciąganie, zginanie i ścinanie otrzymanych kompozytów. Z wykorzystaniem metody cyfrowej korelacji obrazu przeprowadzono też analizę odkształceń lokalnych na powierzchni próbek kompozytów w trakcie ścinania. Uzyskane wyniki wskazują, że zarówno ilość, jak i rodzaj dodanego uniepalniacza wpływają na właściwości mechaniczne kompozytów. Spośród zbadanych układów najlepsze wyniki wykazywał kompozyt zawierający 18% mas. polifosforanu amonu i 7% mas. dipentaerytrytolu. Stwierdzono, że, w porównaniu z próbką referencyjną, m.in. wytrzymałość na ścinanie oraz moduł ścinania zwiększyły się o, odpowiednio, 25 i 39,7%. Zaobserwowano natomiast wyraźne pogorszenie badanych parametrów w wypadku kompozytu z osnową zawierającą 15% mas. AlDPi, 10% MPP oraz 15% ZB, gdyż, w odniesieniu do kompozytu z niemodyfikowaną osnową, naprężenia zginające, rozciągające i ścinające zmniejszyły się o, odpowiednio, 50,9; 53,5; i 34,8%

Modelling and Validation of the Composite Shell of a Train Seat

The subject of the modelling work and the conducted experiments is the composite shell of a train seat. The activities carried out involved designing the geometry, planning the material structure, and selecting the materials to be used. The shell was built using polymer matrix fibrous composites (i.e. FRP – Fibre Reinforced Polymer – composites), which are lighter than steel and comply with the relevant standards for strength and safety at the same time. This was followed by creating a computational model for the shell and conducting a strength analysis in accordance with the guidelines of the relevant industry standard and strength hypotheses adopted for FRP composites. The calculations were conducted using ANSYS Composite PrepPost software based on the finite element method. The article offers a strength analysis of an optimised composite shell of a train seat. Based on the guidelines obtained as a result of the conducted modelling work, a physical prototype (validation model) of the seat was created. Hot vacuum lamination technology was applied in the production process. The experimental validation of the model, producing a positive result, was conducted using a test stand owned by S.Z.T.K. TAPS – Maciej Kowalski

Modelowanie i walidacja wytrzymałościowa kompozytowej skorupy nośnej fotela kolejowego

Przedmiotem prac modelowych i badań doświadczalnych jest kompozytowa skorupa nośna fotela kolejowego. Zaprojektowano kształt geometryczny i strukturę materiałową konstrukcji oraz dobrano materiały. Do budowy skorupy wykorzystano kompozyty włókniste o osnowie polimerowej (kompozyty FRP – Fiber Reinforce Polimer), które są lżejsze w porównaniu ze stalą i jednocześnie zapewniają odpowiednie standardy z zakresu wytrzymałości i bezpieczeństwa. Opracowano obliczeniowy model skorupy i przeprowadzono analizę wytrzymałościową zgodnie z wytycznymi branżowej normy oraz hipotezami wytrzymałościowymi dotyczącymi kompozytów FRP. Obliczenia przeprowadzono za pomocą oprogramowania ANSYS (Ansys Composite PrepPost), bazującego na metodzie elementów skończonych. W artykule przedstawiono analizę wytrzymałościową zoptymalizowanego modelu kompozytowej skorupy nośnej fotela. Na podstawie wytycznych z prac modelowych wytworzono model fi zyczny (walidacyjny), w technologii laminowania próżniowego na gorąco. Walidację doświadczalną modelowania z wynikiem pozytywnym przeprowadzono na stanowisku badawczym fi rmy S.Z.T.K. TAPS – Maciej Kowalski

Ognioodporne kompozyty epoksydowe wzmocnione tkaniną szklaną o zmniejszonej emisji dymów

In this article a preparation method of epoxy resin/glass fabric composites with reduced flammability and smoke emission was presented. For this purpose the two groups of powder-epoxy compositions containing: (1) melamine polyphosphate (MPP) and aluminum diethyl phosphinate (AlDPi); (2) ammonium polyphosphate (APP) and dipentaerythritol (DPE) were used as matrices in six-ply glass fabric reinforced composites. The flame retardants content was 25 wt %. In addition, the 10–15 wt % of zinc borate (ZB) as a smoke reducing agent was added to each compositions. The flame resistant and smoke emission of prepared laminates designed for application in public transport components were evaluated. It was found that with the increase of zinc borate content, the emission of fumes decreased. The lowest maximum of specific optical density (Dsmax = 312.2), specific optical density in the first 4 minutes of the test [Ds(4) = 304.1] and cumulative specific optical densities in the first 4 minutes of the test (VOF4 = 707.6 min) have been achieved for composite containing 10 wt % of MPP, 15 wt % of AlDPi and 15 wt % of ZB. Furthermore, this composite was characterized by V0 class by UL94 test, limiting oxygen index LOI = 36.8 % and maximum average rate of heat emission MAHRE = 80 kW/m2.Na osnowie z proszkowej żywicy epoksydowej otrzymywano kompozyty wzmocnione tkaniną szklaną, charakteryzujące się zwiększoną odpornością na płomień oraz zmniejszoną emisją dymów. Przygotowano dwie grupy kompozycji epoksydowych: (1) polifosforanu melaminy (MPP) idietylofosfinianu glinu (AlDPi); (2) polifosforanu amonu (APP) i dipentaerytrytu (DPE), które wykorzystano jako osnowy w sześciowarstwowych kompozytach wzmocnionych tkaniną szklaną. Zawartość uniepalniaczy wynosiła 25 %mas. W celu zmniejszenia intensywności wydzielania dymów do kompozycji wprowadzano też 10–15 % mas. boranu cynku (ZB). Wyniki badań potwierdziły, że wraz ze zwiększaniem zawartości boranu cynku zmniejsza się emisja dymów zbadanych materiałów. Najmniejsze wartości: maksymalnej właściwej gęstości optycznej (Dsmax = 312,2), właściwej gęstości optycznej po 4 minutach badania [Ds(4) = 304,1] oraz łącznej wartości właściwych gęstości optycznych w pierwszych 4 minutach badania (VOF4 = 707,6 min) wykazywał kompozyt wytworzony z 10 % mas. MPP, 15 % mas. AlDPi oraz 15 % mas. ZB. Kompozyt ten charakteryzował się klasą palności V0 wg testu palności UL94, indeksem tlenowym LOI = 36,8 % oraz maksymalną średnią szybkością emisji ciepła MAHRE = 80kW/m²

Modelling and Validation of the Composite Shell of a Train Seat

The subject of the modelling work and the conducted experiments is the composite shell of a train seat. The activities carried out involved designing the geometry, planning the material structure, and selecting the materials to be used. The shell was built using polymer matrix fibrous composites (i.e. FRP – Fibre Reinforced Polymer – composites), which are lighter than steel and comply with the relevant standards for strength and safety at the same time. This was followed by creating a computational model for the shell and conducting a strength analysis in accordance with the guidelines of the relevant industry standard and strength hypotheses adopted for FRP composites. The calculations were conducted using ANSYS Composite PrepPost software based on the finite element method. The article offers a strength analysis of an optimised composite shell of a train seat. Based on the guidelines obtained as a result of the conducted modelling work, a physical prototype (validation model) of the seat was created. Hot vacuum lamination technology was applied in the production process. Th e experimental validation of the model, producing a positive result, was conducted using a test stand owned by S.Z.T.K. TAPS – Maciej Kowalski

Modelowanie i walidacja wytrzymałościowa kompozytowej skorupy nośnej fotela kolejowego

Przedmiotem prac modelowych i badań doświadczalnych jest kompozytowa skorupa nośna fotela kolejowego. Zaprojektowano kształt geometryczny i strukturę materiałową konstrukcji oraz dobrano materiały. Do budowy skorupy wykorzystano kompozyty włókniste o osnowie polimerowej (kompozyty FRP – Fiber Reinforce Polimer), które są lżejsze w porównaniu ze stalą i jednocześnie zapewniają odpowiednie standardy z zakresu wytrzymałości i bezpieczeństwa. Opracowano obliczeniowy model skorupy i przeprowadzono analizę wytrzymałościową zgodnie z wytycznymi branżowej normy oraz hipotezami wytrzymałościowymi dotyczącymi kompozytów FRP. Obliczenia przeprowadzono za pomocą oprogramowania ANSYS (Ansys Composite PrepPost), bazującego na metodzie elementów skończonych. W artykule przedstawiono analizę wytrzymałościową zoptymalizowanego modelu kompozytowej skorupy nośnej fotela. Na podstawie wytycznych z prac modelowych wytworzono model fizyczny (walidacyjny), w technologii laminowania próżniowego na gorąco. Walidację doświadczalną modelowania z wynikiem pozytywnym przeprowadzono na stanowisku badawczym firmy S.Z.T.K. TAPS – Maciej Kowalski

Odporność na płomień oraz właściwości mechaniczne kompozytów proszkowej żywicy epoksydowej wzmocnionej recyklatem laminatu z włóknem szklanym

In this article the effect of type and content of fractions of recycled glass fiber reinforced plastics (GFRP) on the mechanical properties and flame resistance of epoxy composites (EP) were investigated. For this purpose, post-production waste of glass fabric reinforced laminate with epoxy matrix containing 15 wt % of aluminum diethylphosphinate (AlDPi), 10 wt % of melamine polyphosphate (MPP) and 15 wt % of zinc borate (ZB) was ground and sieved to obtain four fractions of grain size: >1 mm (A), 1–0.5 mm (B), 0.25–0.5 mm (C) and 1 mm (A), 1–0,5 mm (B), 0,25–0,5 mm (C) oraz <0,25 mm(D). Dwie najdrobniejsze frakcje (C, D) wykorzystano do sporządzenia kompozytówepoksydowych zawierających 10, 15 i20% mas. odpadów. Oceniono właściwości mechaniczne oraz odporność na płomień otrzymanych materiałów pod kątem zastosowania ich jako elementy konstrukcyjne fotela w publicznych środkach transportu. Najlepsze wyniki uzyskano w wypadku kompozytu zawierającego 15% mas. frakcji D, znacznie poprawiły się: twardość – 147,6 N/mm2 (o 42,5%), udarność – 9,64 kJ/m2 (o 11%), moduł Younga – 2,98 GPa (o 41,5%), naprężenie rozciągające – 51,5 MPa (o 37%) oraz naprężenie zginające – 98,7 MPa (o 10,9%). Z kolei wyraźne pogorszenie właściwości mechanicznych zaobserwowano w wypadku kompozytu zawierającego 20% mas. frakcji o wymiarach ziaren 0,5–0,25 mm (C). Na podstawie wyników skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) morfologii kruchych przełomów otrzymanych kompozytów stwierdzono słabą dyspersję oraz powstawanie aglomeratów w kompozytach z frakcją gruboziarnistą, co miało również wpływ na palność badanych materiałów. Największą odpornością na płomień odznaczał się kompozyt zawierający 20% mas. frakcji D: indeks tlenowy LOI = 26,1% (w odniesieniu do wartości LOI żywicy epoksydowej 20,6%), maksymalna szybkość uwalniania ciepła pHRR = 540,3 kW/m2 (wporównaniu z pHRR żywicy EP – 940,1 kW/m2)

Epoxy Resin-Based Materials Containing Natural Additives of Plant Origin Dedicated to Rail Transport

The presented study is focused on the modification of commercially available epoxy resin with flame retardants by means of using natural substances, including quercetin hydrate and potato starch. The main aim was to obtain environmentally friendly material dedicated to rail transport that is resistant to the aging process during exploitation but also more prone to biodegradation in environmental conditions after usage. Starch is a natural biopolymer that can be applied as a pro-ecological filler, which may contribute to degradation in environmental conditions, while quercetin hydrate is able to prevent a composite from premature degradation during exploitation. To determine the aging resistance of the prepared materials, the measurements of hardness, color, mechanical properties and surface free energy were performed before and after solar aging. To assess the mechanical properties of the composite material, one-directional tensile tests were performed for three directions (0, 90, 45 degrees referred to the plate edges). Moreover, the FT-IR spectra of pristine and aged materials were obtained to observe the changes in chemical structure. Furthermore, thermogravimetric analysis was conducted to achieve information about the impact of natural substances on the thermal resistance of the achieved composites