Uzņēmējdarbība un inovācijas
ERAF_logo EK_logo IPM logo
 

Projekts "Jaunas stiprinājuma sistēmas no pultrūdētiem kompozītmateriāliem izstrāde un pielietošana konstrukcijas elementos ar paaugstinātu nestspēju", vienošanās Nr. 2010/0296/2DP/2.1.1.1.0/10/APIA/VIAA/049.

Pārskata periodā tika pabeigti iesāktie eksperimenti, apkopoti rezultāti-dati priekš to turpmākas izmantošanas pētniecības procesā, informācijas izmantošanas publikāciju un metodikas gatavošanā. Lai nodrošinātu operatīvāku darbu pie metodikas izstrādes un to publicēšanas elektroniskā veidā PMI mājas lapā, kā arī veiktu vēl nepieciešamos eksperimentus un gala datu apkopošanu, tika piesaistīts uz brīvprātīgā līguma papildus viens zinātniskais darbinieks. Tā pat līdz šim brīdim esošais zinātniskais personāls veica eksperimentālos procesos izgatavoto paraugu nogādāšanu ilgstošajā uzglabāšanas zonā.
Zinātniskie darbinieki galveno uzmanību pārskata periodā pievērsa metodikas sagatavošanai un atsevišķu eksperimentālo datu iekļaušanai metodikā. Papildus atbalsta spēks metodikas sagatavošanā bīja līgumdarbs, ko veica piesaistītais uzņēmums. Priekš metodikas padziļinātākas pārbaudes uz praktiskiem piemēriem un atsevišķu metodikas sadaļu pilnveidi, kā arī metodikas pārbaudi uz reāliem paraugu izgatavošanas procesiem, divi zinātniskie darbinieki devās komandējumā uz Portugāli pie Portu un Aveiru Universitātes zinātniekiem un to pārstāvjiem. Jāvērš uzmanību, ka LU PMI 2013.gada 1.oktobrī ir reģistrējusi Eiropas patenta pieteikums "Fiber Reinforced Plastic reinforcing bars" ar Nr.EP13186936.4., kas viens no būtiskākajiem sasniedzamajiem projekta rezultātiem.

28.12.2013.

Latvijas Universitātes aģentūras "LU Polimēru mehānikas institūta" pētnieki ar projekta "Jaunas stiprinājuma sistēmas no pultrūdētiem kompozītmateriāliem izstrāde un pielietošana konstrukcijas elementos ar paaugstinātu nestspēju" (vienošanās Nr. 2010/0296/2DP/2.1.1.1.0/10/APIA/VIAA/049) finansiālo atbalstu ir sasnieguši projekta mērķi un realizējuši visas aktivitātes, kuru ietvaros ir sasniegti visi rezultāti:

  1. Izstrādāts divi enkuru sistēmas prototipi;
  2. Sagatavoti divpadsmit zinātniskie raksti (sākotnēji plānoti tikai astoņi zinātniskie raksti);
  3. Reģistrēti divi Eiropas Savienības patenti;
  4. Izstrādāts armatūras konstrukcijas viens prototips;
  5. Izstrādāta viena metodika;
  6. Papildus reģistrēts un saņemts viens Latvijas patents.

Projekta rezultātā radītie inovatīvie produkti veicinās arvien plašāku pūltrūdēto kompozītmateriālu izmantošanu tādās tautsaimniecības nozarēs kā materiālzinātnē, enerģētikā un vidē, jo jaunā stiprinājuma sistēma un armatūra efektīvāka nekā līdz šim sastopamie produkti, ko pierādījuši esošie eksperimentālie dati un pētījumi. Savukārt paātrinātās novērtēšanas metodika "Paātrināta rūpnieciska metodika sarežģītas formas pultrūdētu kompozītu profilu izturības pret apkārtējās vides agresīviem faktoriem novērtēšanai" ļaus efektīvāk strādāt arhitektiem, inženieriem-projektētājiem, būvinženieriem, konstruktoriem, kas strādā celtņu rekonstrukciju un remonta (renovācijas) sfērā.

14.12.2013

Latvijas Universitātes aģentūras "LU Polimēru mehānikas institūta" pētnieki ar projekta "Jaunas stiprinājuma sistēmas no pultrūdētiem kompozītmateriāliem izstrāde un pielietošana konstrukcijas elementos ar paaugstinātu nestspēju" (vienošanās Nr. 2010/0296/2DP/2.1.1.1.0/10/APIA/VIAA/049) finansiālo atbalstu ir izstrādājuši metodiku " Paātrināta rūpnieciska metodika sarežģītas formas pultrūdētu kompozītu profilu izturības pret apkārtējās vides agresīviem faktoriem novērtēšanai", kura ir noderīga un rekomendēta arhitektiem, inženieriem-projektētājiem, būvinženieriem, konstruktoriem, kas strādā ar celtņu rekonstrukciju un būvniecības sfērā.
Pultrūzijas metodes parādīšanās un straujā attīstība pēdējā desmitgadē ļauj iegūt garus profilus ar uzdotu šķērsgriezuma formu, ko raksturo augsts īpatnējais stingums un stiprība, ka arī izturība pret koroziju. Pultrūdēto profilu plašs pielietojums būvniecības konstrukciju elementos, it īpaši, zem klajas debess, prasa to ilglaicīgās pielietojamības novērtējumu pie klimatisko faktoru (temperatūra, mitrums) un slodzes iedarbības. Vispirms ir svarīgi novērtēt materiāla mehānisko raksturlielumu izmaiņas laikā agresīvāko faktoru iedarbības rezultātā bez slodzes. Pultrūdēto profilu mehānisko īpašību izmaiņas pamatā ir fizikāli-ķīmiskie procesi komponentēs un to robežslāņos. Lai tiktu novērtēta to intensitāte, nepieciešams veikt kompozīta profilu struktūras pētījumus. Darbā ir veikta reālo pultrūdēto profilu stinguma un stiprības izmaiņas eksperimentāli-teorētiskā izpēte Latvijas klimatisko faktoru iedarbībā.
Pamatojoties uz literatūras analīzi ir secināts, ka visagresīvākais faktors kompozītmateriāliem ir apkārtējās vides mitrums. Mitruma (ūdens) ilglaicīga iedarbība uz tiem izraisa mitruma satura palielināšanos, kas savukārt negatīvi ietekme mehānisko īpašību raksturlielumus.
Darba galvenā daļa ir mitruma izraisīto īpašību izmaiņu novērtēšanas metodika pultrūdētā profilā ar sarežģītu šķērsgriezumu. Metodika balstīta uz šķērsgriezuma virtuālo sadalījumu vienkāršos elementos, kuriem ir zināms difūzijas uzdevuma analītiskais atrisinājums. Metodikas pielietojamība ir apstiprināta ar reāliem piemēriem: dubult-T tipa profils no stikla plastikāta un kārbveida profils no oglekļa plastikāta, veicot galīgo elementu metodes (GEM) modelēšanas un analītiskā atrisinājuma rezultātu salīdzināšanu.
Profilu eksperimentālā izpēte parādīja, ka neskatoties uz to ilglaicīgu (~2 gadu) izturēšanu ūdenī, stinguma samazināšanās netika novērota, bet stiprības liecē samazināšanās nepārsniedz 6%, kas atrodas eksperimentālo datu izkliedes robežās.
Izstrādātā metodika ir pieejama Latvijas Universitātes aģentūras "LU Polimēru mehānikas institūta" tīmekļa vietnē http://www.pmi.lv.

13.12.2013

Projekta "Jaunas stiprinājuma sistēmas no pultrūdētiem kompozītmateriāliem izstrāde un pielietošana konstrukcijas elementos ar paaugstinātu nestspēju", vienošanās Nr. 2010/0296/2DP/2.1.1.1.0/10/APIA/VIAA/049, viens no rezultātiem otrajā aktivitātē "Nesošās armatūras ar speciālā profila pultrūdētajiem stieņiem izstrāde, kas nodrošina lielāku stiprību mehāniskai saķerei ar betonu" tika plānots reģistrēt Eiropas Savienības patentu par projektā veiktajiem eksperimentālajiem pētījumiem. Zinātniskais personāls sadarbojoties ar patentpilnvarotajiem sagatavoja patenta pieteikumu "FRP reinforcing bar" un 2013.gada 1.oktobrī iesniedza Eiropas patentu iestādē, kura patenta iesniegumu reģistrēja un piešķīra identifikācijas numuru EP13186936.4.

14.11.2013

Projekta pārskata periodā (01.06.2013.-30.09.2013) veiktas šādas aktivitātes:

  1. Aktivitāte: „Principiāli jaunu enkuru konstrukciju izstrāde, tehniskā projektēšana un eksperimentālā verifikācija apaļiem un plakaniem lokaniem kompozītmateriāla stieņiem ar paaugstinātu nestspēju”
    -Pārskata periodā projekta zinātniskais personāls, pamatojoties uz profilēta satvērēja pētniecībā iegūtiem rezultātiem, sagatavoja zinātnisko rakstu „GRIPS FOR THE TRANSMISSION OF TENSILE LOADS TO A FRP STRIP". Zinātniskais raksts tika publicēts starptautiskajā žurnālā „Mechanics of Composite Materials”, 2013, Vol. 49, No. 5.
    -Aktivitātes ietvaros tika turpināti eksperimentāli pētījumi un iegūtie zinātniskie rezultāti tika apkopoti divos zinātniskajos rakstos „HOLDING OF HIGH STRENGTH COMPOSITE ROD WITH A SPITTED AND WEDGED END. Pt. 1. EXPERIMENTAL INVESTIGATION, Pt. 2. FINITE ELEMENT ANALYSIS”. Raksti tiks publicēti starptautiskajā žurnālā „Mechanics of Composite Materials”.
  2. Aktivitāte: „Speciāla profila nesošā stiegrojuma izstrāde no pultrūdētiem stieņiem, kas nodrošina lielāku mehānisko stiprību saķerei ar betonu”.
    -Turpinājās eksperimentālie pētījumi telpiskai spriegumu-deformācijas stāvokļu nesošai armatūrai no apaļiem stiklplastu stieņiem ar divām un četrām gareniskām ribām. Aprēķini tika veikti ar galīgo elementu metodēm. Iegūtie dati un tā teorētiskā pētījuma rezultāti tika apkopoti zinātniskajā rakstā (Akishin P., Kovalovs A., Kulakov V., Arnautov A. "Finite element modeling of slipage between FRP rebar and concrete in pull-out test”), kas ir akceptēts un tiks publicēts Scientific Proceedings of Riga Technical University: Architecture and Construction Science.
    -Tā pat pārskata periodā tika veikts aktīvs darbs pie patenta pieteikuma un pamatojošās dokumentācijas izstrādes Eiropas patenta pieteikumam "FRP reinforcing bar", kuru plānots iesniegt Eiropas Patentu organizācijā.
  3. Aktivitāte: „Paātrinātas rūpnieciskas metodikas izstrāde sarežģītas formas pultrūdētu kompozītu profilu izturības pret apkārtējās vides agresīviem faktoriem (mitrums, paaugstinātas un mainīgas zīmes temperatūras) novērtēšanai”
    -Pārskata periodā aktīvi tika strādāts pie metodikas izstrādes un ar to saistīto eksperimentu veikšanu-analīzi. Pamatojoties uz daļu no eksperimentu rezultātiem, zinātniskais personāls sagatavoja konferenču tēzes un stenda referātu „Moisture influence on mechanical properties of the CNT/epoxy resin nanocomposite with different nanofiller contnent”, kas tika prezentēts konferencē Baltic Polymer Symposium, Lietuvā (2013.gada 18-21.septembris).
    -Metodikas izstrādes ietvaros tika veikts sekojošs darbs: Pultruzijas E-stikla/poliestersvēķu un ogļstikla/epoksīdsveķu kompozītmateriālu īpašību izmaiņas novērtēšana pēc ilgtermiņa izturēšanas ūdenī, Nemodificētas epoksīda matricas un ar nanocaurulītēm pildītu epoksīda nanokompozītu eksperimentālā izpēte, Bojājumu indicējošie pārklājumi priekš konstruktīva kompozītmateriāla, -Pašdziedējošie konstruktīvie kompozītmateriālu izpēte-analīze, Eksperimentālo datu aproksimācija, vidējas līknes aprēķināšana dažiem eksperimentiem, Deformācijas eksperimentu grafiskā apstrāde, Izstrādāta programma priekš deformācijas eksperimentu grafiskai apstrādei izmantojot fotokameru, u.c.pasākumi.

30.09.2013

Projekts "Jaunas stiprinājuma sistēmas no pultrūdētiem kompozītmateriāliem izstrāde un pielietošana konstrukcijas elementos ar paaugstinātu nestspēju"

Aktivitāte: "Principiāli jaunu enkuru konstrukciju izstrāde, tehniskā projektēšana un eksperimentālā verifikācija apaļiem un plakaniem lokaniem kompozītmateriāla stieņiem ar paaugstinātu nestspēju"

  • Saņemts Latvijas Republikas Patents par profilēta satvērēja ierīcei "Paņēmiens un ierīce spēka pārnesei uz elastīga kompozītmateriāla sloksni".
  • Sagatavots zinātniskais raksts "Gripping Device for Transmission of Tensile Load to a FRP Strip", kas ir iesniegts žurnālā "Mechanics of Composite Materials" uz publicēšanu.
  • Projekta darbinieki piedalījās starptautiskajā konferencē "Civil Engineering'13" (Jelgava, Latvija, 16-17 maijā, 2013). Konferences norises laikā tika prezentēti referāti.

Aktivitāte: "Speciāla profila nesošā stiegrojuma izstrāde no pultrūdētiem stieņiem, kas nodrošina lielāku mehānisko stiprību saķerei ar betonu".

  • Projekta darbinieki piedalījās starptautiskajā konferencē "Civil Engineering'13" (Jelgava, Latvija, 16-17 maijā, 2013). Konferences norises laikā tika prezentēti referāti.
  • Zinātniskie darbinieki sagatavoja zinātnisko rakstu "Analysis of interfacial stresses between composite rebar and concrete", kas tika iesniegts "Civil Engineering'13" konferences grāmatas publicēšanai.
  • Veiktas pārbaudes stiklplastu stieņiem ar gareniskām ribām, izvilktām no betona bloka ar stiprību 30 MPa, lai izvērtētu mehāniskās saķeres stiprību starp stieni un betonu.

Aktivitāte: "Paātrinātas rūpnieciskas metodikas izstrāde sarežģītas formas pultrūdētu kompozītu profilu izturības pret apkārtējās vides agresīviem faktoriem (mitrums, paaugstinātas un mainīgas zīmes temperatūras) novērtēšanai"

  • Pultruzijas E-stikla/poliestersvēķu un ogļstikla/epoksīdsveķu kompozītmateriālu īpašību izmaiņas novērtēšana pēc ilgtermiņa izturēšanas ūdenī. Veiktas mehāniskas (pie lieces un stiepes) pārbaudes uz plakaniem paraugiem, izgrieztiem no dubult T-profila sienas, lai noteikt stiepes un bīdes elastības moduļu izmaiņas pēc 2 gadu izturēšanas ūdenī. Turpinājās ūdens sorbcijas ilglaicīgie eksperimenti uz ogļstikla/epoksīdsveķu kompozītmateriāla plakaniem paraugiem.
  • Pultruzijas ogļstikla/epoksīdsveķu kastes veida profila sijas pārbaude pie lieces.
  • Konstruēts galīgo elementu modeļu analīze un izstrāde.
  • Veikta Oglekļa plastikāta ar polimēra saistvielu, modificētu ar oglekļa nanocaurulītēm, mehānisko īpašību izpēte un analīze.
  • Veikta ar oglekļa nanocaurulītem modificētas epoksīda saistvielas īpašību izpēte un analīze.
  • Reoloģijas īpašību izpēte, viskozitātes ietekmes kvantitatīvai novērošanai atkarībā no oglekļa nanopildvielas daudzuma. Materiāla sacietēšanas efektivitātes novērošana, veicot dinamiskās mehānikas analīzes (DMA) testus.
  • Veikta bojājumu indicējošie pārklājumu izpēte un analīze priekš konstruktīva kompozītmateriāla.
  • Pašdziedējošie konstruktīvie kompozītmateriālu pārbaude un analīze.

10.06.2013