20.500.12556/RUL-173416 Napovedovanje dobe trajanja z dodajnimi tehnologijami izdelanih biorazgradljivih termoplastičnih kompozitov Estimating fatigue life of biodegradable thermoplastic composites produced with additive aanufacturing Aditivna izdelava kompozitov, ojačenih z neprekinjenimi vlakni, predstavlja pristop, ki daje novo dimenzijo konstruiranju polimernih komponent za prenašanje mehanskih obremenitev. Možnost natančnega prilaganja mehanske zdržljivosti takšnih kompozitov potrebam posameznega izdelka zahteva celovito poznavanja njihovega mehanskega odziva. V tej raziskavi smo preučevali kompozite, sestavljene iz biorazgradljive PLA matrice in neprekinjenih lanenih vlaken. Kompoziti so bili izdelani na namenski napravi, ki je ločeno odlagala matrico in impregnirana lanena vlakna. Mehanski odziv takšnih kompozitov je bil določen z vidika statične in dinamične zdržljivosti. Analizirali smo različne postavitve plasti, različne volumske deleže vlaken ter več oblik koncentratorjev napetosti. Ugotovili smo, da vlakna znatno vplivajo na izboljšanje natezne trdnosti ter dvigujejo togost lanenih kompozitov. Prav tako so obravnavani kompoziti izkazali odlične mehanske lastnosti tudi pri cikličnem obremenjevanju. Prisotnost vlaken v okolici zareze je uspešno preprečevala statični lom in zavirala nastanek utrujenostne poškodbe. Za napovedovanje dobe trajanja preučevanih kompozitov smo uporabili teorijo kritičnih razdalj, ki je na podlagi homogenizirane porazdelitve napetost v okolici zareze s sprejemljivo točnostjo ocenila dobo trajanja. Additive manufacturing of continuous fiber-reinforced composites introduces a new dimension to the design of polymer components intended for mechanical load transfer. The ability to customize the mechanical durability of these composites to meet the specific needs of individual products requires a comprehensive understanding of their mechanical response. In this study, we investigated composites made from a biodegradable PLA matrix reinforced with continuous flax fibers. These composites were produced using a specialized device that deposited the matrix and the impregnated flax fibers separately. We examined the mechanical response of the composites in terms of both static and dynamic durability, analyzing various layer arrangements, fiber volume fractions, and forms of stress concentrators. Our findings revealed that the inclusion of fibers significantly enhanced the tensile strength and stiffness of the flax composites. Furthermore, the composites demonstrated outstanding mechanical properties under cyclical loading. The strategic placement of fibers near the notches effectively mitigated static fractures and reduced the risk of fatigue damage. To predict the fatigue life of the investigated composites, we employed theory of critical distances, which estimated fatigue life based on the homogenized stress distribution near the notch with a high degree of accuracy. aditivni postopki ciljno odlaganje materiala kompozit lanena vlakna termoplast zareza utrujanje teorija kritičnih razdalj additive processes fused deposition modeling composite flax fibers thermoplastic notch fatigue theory of critical distances true false false Slovenski jezik Angleški jezik Doktorsko delo/naloga 2025-09-17 08:30:31 2025-09-17 08:30:37 2025-11-08 04:08:24 0000-00-00 00:00:00 2025 0 0 XXIV, 117 str. 2025 0000-00-00 NiDoloceno NiDoloceno NiDoloceno 0000-00-00 0000-00-00 0000-00-00 620.178.3:620.168:004.925.84(043.3) 276519 250240259 44132.pdf 44132.pdf 1 F402C88A6C9C08D39CF213379743BA60 6f62c8b1b96e188c29a6faf6077806f2bbf080dca860786598e2f6212531b809 a78e03b4-938f-11f0-9328-0050569b8976 https://repozitorij.uni-lj.si/Dokument.php?lang=slv&id=217826 Fakulteta za strojništvo 0 0 0