Selected aspects of manufacturing and strength evaluation of porous composites based on numerical simulations

In this paper the numerical simulations of microcellular injection molding process for polymer composite with glass fiber for variable content of pores were carried out. In order to evaluate the strength of the three-phase composite structure (polypropylene PP as a matrix, 20% wt. of glass fiber GF and 1-9 % vol. of the pores) a microstructural analysis was performed and strength calculations were conducted using the Mori-Tanaka homogenization model. The analyzed product (the base of industrial mop) was subjected to the loading in Ansys 14.5 commercial code, considering the impact of pores content on its mechanical properties. Furthermore, the paper presents the visualization of calculated composite microstructure for variable pores contents.

W pracy przeprowadzono symulacje numeryczne procesu wtryskiwania z mikroporowaniem wypraski z kompozytu polimerowego z włóknem szklanym dla zmiennej zawartości objętościowej porów. W celu oceny wytrzymałościowej trójfazowej struktury kompozytu (matryca polipropylenowa PP, 20% wag. włókien szklanych WS oraz 1-9% obj. porów) wykonano analizę mikrostrukturalną oraz przeprowadzono obliczenia wytrzymałościowe z użyciem modelu homogenizacji Mori-Tanaka. Analizowany wytwór (element mopa przemysłowego) poddano symulacji obciążenia w programie Ansys 14.5, określając wpływ zmiennego stopnia porowania na jego właściwości wytrzymałościowe. Ponadto w pracy przedstawiono wizualizację prognozowanej mikrostruktury dla kompozycji przy zmiennym stopniu porowatości kompozytu.