Melamin-formaldehid mátrixú cellulóz szálerősítésű kompozit lapok sportcélú felhasználásának vizsgálata
Dolgozatunk témája egy újfajta sporteszköz, a Teqball One fejlesztése kapcsán adódott, melyben az alkalmazott polimer anyagok nem szokványos felhasználási körülmények között kerültek beépítésre. Jelen tanulmányban az egész szerkezet és az azt felépítő anyagok mechanikai vizsgálatát végeztük el. A polimer anyagok egyike egy kompozit lap, mely formaldehid alapú mátrixból és cellulóz erősítőanyagból épül fel, a másik pedig egy extrudált tömör PMMA táblából kimunkált lap.
A játék közben fellépő igénybevételekkel terhelve a terméket, a cél egy olyan megfelelőségi vizsgálati sorozat felállítása volt, mellyel a jelen és következő generációs asztalokat tesztelhetjük.
Először vizsgáltuk a szerkezet statikus terhelhetőségét a kritikus helyeken, mértük a kompozit lap legnagyobb alátámasztatlan részén a terhelés hatására fellépő deformációt, az ébredő feszültséget valamint figyeltük a fémszerkezet viselkedését a terhelés során. Ezután kis terhelési szint és nagy ciklusszám alkalmazásával fárasztó igénybevételnek tettük ki mind a kompozit lapot, mind pedig a plexi táblát. Vizsgáltuk az egyes mintadarabok kifáradásra való hajlamát és várható élettartamukat. A valós igénybevétel modellezése céljából dinamikus terhelésnek is alávetettük a terméket. Gyorskamera segítségével detektáltuk a sporteszköz terhelésre adott válaszát. Továbbá a plexitábla igénybevételének vizsgálatára a Charpy-féle ütővizsgálatot alkalmaztuk. A szabványos méretű extrudált PMMA próbatesteknél mért értékekből következtettünk a valós méretű lap ütéssel szembeni ellenálló-képességére. Végül információszerzés céljából hőterhelésnek is alávetettük az alapanyagokat, ahol a mintadarabok tömegcsökkenését és hőkibocsátását mértük.
A vizsgálatok alapján arra a következtetésre jutottunk, hogy a jelenlegi konstrukció fémszerkezete túlméretezett, továbbá a kompozit anyag sportcélú, dinamikus igénybevételű felhasználásra nem alkalmas. Ezek fényében egy új konstrukció megalkotását tűztük ki célul, mely a felállított követelményeknek megfelelő anyagból épül fel.
szerzők
-
Kocsis Bence
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc) -
Szigeti Alex
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Szebényi Gábor
Egyetemi docens, Polimertechnika Tanszék
