Les réservoirs composites de type IV utilisés pour le stockage de l’hydrogène gazeux rencontrent du succès dans les applications mobiles de la pile à combustible. Au cours de leur utilisation, ces supports de stockage sont soumis à des cycles successifs de remplissage/maintien/vidange en hydrogène. Sous des conditions spécifiques de vidange, l’apparition d’un décollement entre l’enveloppe en polyamide 6 qui assure l’étanchéité (liner) et la paroi composite, peut être observée. Ce décollement, encore appelé collapse, peut poser des problèmes de limitation à un débit de vidange lent ou à un seuil minimal de pression résiduelle du gaz sur le liner.Air Liquide a cherché à élucider expérimentalement l’influence des cycles de pression en hydrogène sur le comportement mécanique des liners en situation de collapse. Mais compte tenu des coûts très élevés des essais, l’utilisation d’un outil numérique prédictif s’avérait nécessaire. L’enjeu principal dans le développement d’un tel outil était la modélisation du comportement d’un liner collapsé sous des chargements de cyclage – fluage.L’objectif de cette thèse est de proposer une loi de comportement capable de prédire l’évolution cyclique de la déformée d’un liner en situation collapsée.Le liner est exposé à plusieurs variations de son environnement : présence d’un résidu d’humidité dans le liner après épreuve hydraulique, variations de températures générées par la compression/détente de l’hydrogène, diffusion de l’hydrogène dans le liner. Un travail préliminaire a donc consisté à évaluer l’influence de ces différents facteurs environnementaux sur la réponse mécanique du polyamide 6. Cette première étape a permis de définir un cadre de sollicitation à l’échelle du laboratoire, mais qui préserve les principales caractéristiques du collapse. Les essais de caractérisation sur éprouvette ont montré que le liner pouvait être modélisé par une loi viscoélastique multiaxiale formulée dans le cadre thermodynamique des processus irréversibles en petites déformations, faiblement couplée avec la thermique. Des modifications mineures ont été introduites pour permettre à cette loi de capter les effets du comportement en fatigue-fluage d’un liner en situation collapsé. Ces modifications ont malheureusement pénalisé l’identification manuelle et par conséquent, ont conduit à développer une stratégie d’identification spécifique. La qualité de d’identification a été évaluée dans le cadre isotherme en regardant les effets de la vitesse de la sollicitation, du niveau de contrainte et de la température. Puis, le modèle a été validé en présence de transitoires thermiques, d’abord sur éprouvette, ensuite dans un réservoir en présence d’un collapse. / Hyperbaric hydrogen storage vessels of type IV are encountering success for portable applications of fuel cell. During their use, these cylindric containers undergo repeated fill in/fill out cycles of H2-gaz. Under specific fillout conditions, an emerging detachment between the sealing inner layer (liner) and the composite wall, can be observed. This layer debonding also called collapse may limit the pressure release rate of H2-vessels or increase the residual gas pressure prescribed to avoid collapse.Experimental studies have been conducted by Air Liquide at vessel scale to identify some parameters responsible for the collapse onset. But the high cost of these studies and the complexity of the operating conditions makes the use of numerical tools necessary. That led to a numerical modeling approach. The main goal in the numerical approach is to model the cyclic mechanical response of a collapsed liner under fatigue – creep loadings.In this thesis, the purpose was to develop a mechanical constitutive law able to predict the cyclic deformation of a collapsed liner subjected to hydrogen pressure cycles.The liner was subjected to several environment variations due to: (i) the presence of residual water into the liner after initial hydraulic vessel tests, (ii) the temperature changes caused by the hydrogen compression/expansion, and (iii) the hydrogen diffusion/saturation. So, a preliminary work consisted in investigating the influence of each environmental factor on the polyamide 6 mechanical response. This first step allowed to outline a loading frame at laboratory scale that preserved main characteristics of the collapse phenomenon. Characterization tests on tensile specimens revealed that the liner could be modelled by a non linear viscoelastic law written within the thermodynamic framework of the irreversible processes in small deformations, and coupled with the temperature. Minor changes were introduced to extend the model capacity to capture liner behavior effects during fatigue – creep. These changes had negative impact on the manual method of model calibration, and consequently required to develop a specific identification strategy. The identification performance was assessed in different isothermal frames through stress rate, stress level and temperature effects. Then, the calibrated model was validated by taking temperature gradients into account, firstly on a tensile specimen, secondly within a H2-vessel.

In den letzten Jahren hat das Recycling von technischen Thermoplasten aus industriellen Anwendungen, wie z. B. aus der Automobilbranche, stetig zugenommen. Die Technologien zum Recycling sind dabei Stand der Technik, problematisch hingegen ist die Charakterisierung der Eigenschaften der Recyclate, die oft einer erneuten Anwendung im technischen Bereich entgegensteht. Aufgrund des unbekannten Belastungsbildes des Recyclates sind Eigenschafts- und Lebensdauervorhersagen schwierig, die aber dringend benötigt werden, um die Recyclate auf dem Markt als Werkstoffanbieten zu können. Oftmals fehlt ein Datenblatt für diese Werkstoffe, was wiederum die Voraussetzung für den Einsatz und die Qualitätssicherung bei den Bauteilen ist. Die Arbeit setzt an dieser Stelle mit Polyamid-6-Recyclaten an, deren Eigenschaftsänderungen infolge von Alterungsprozessen, auch im Vergleich zu Frischmaterial, zu untersuchen sind. Die Zielstellung besteht in der Erstellung eines Datenblattes und der Erfassung der Werkstoffkennwerte. Zur Erfüllung der Zielstellung tragen die Konzipierung von Untersuchungsmethoden und Ausführung von Versuchen zur gezielten Alterung sowie die Bestimmung der resultierenden Eigenschaften der PA-Recyclingwerkstoffe bei, ergänzt durch tribologische Untersuchungen an Recyclaten. Das Ergebnis soll in eine Abschätzung von Nutzungsmöglichkeiten und Anwendungsgrenzen einfließen.:Ziel und Motivation Eigenschaften von PA 6 und PA 6-GF-15-Recyclaten Tribologische Untersuchungen Mehrfachverarbeitung Langzeitverhalten Fazit Danksagung

Om människor fortsätter med det konsumtionsbeteende som råder idag kommer jor-den resurser ta slut. Den fossila råvaran petroleum används vanligtvis vid framställ-ning av polyester och polyamid. Petroleum har en 100 000 årlig process, vilket är en ofantlig skillnad i förhållande till den takt som det förbrukas. Därför har eventuella möjligheter att återskapa en ny filament av återvunnet syntetiskt blandmaterial un-dersökts i detta arbete. Det finns befintliga metoder för att återvinna polyester och polyamid som homogena material. Dock vid återvinning i en gemensam process av materialen får den slutliga produkten en försämrad kvalité. Mekanisk och kemisk återvinning fungerar för att framställa syntetiska filament men i dagsläget kan endast den kemiska ge likvärdig kvalité på det återvunna filamentet i förhållande till den jungfruliga. Det har hittats ett flertal separationsmetoder som antas kunna tillämpas till bland-materialet. Olika egenskaper såsom densitet, polaritet och laddningsmöjligheter kan utnyttjas för att separera polymererna. Polyester och polyamid antas kunna separe-ras, dock görs inte detta på industriell basis troligtvis på grund av kvantitet, resurser och pris. / If people continue with the present consumption behaviour, the earth´s resources will run out. The fossil raw material petroleum is normally used in the manufacture of polyester and polyamide. Petroleum has a 100 000 annual process, which is a huge difference compared to the rate at which it is consumed. Therefore, any opportunities to recreate a new fibre from recycled synthetic bland materials are studied in this work. There are existing methods to recycle polyester and polyamide as homogeneous ma-terials. However, the recovery in a joint process get the final product a degraded quality. Mechanical and chemical recycling makes it possible to produce new syn-thetic filaments, but in the current situation, the chemical will provide comparable quality of the recycled filament in relation to the virgin. Several separation methods can be applied to the blend material. Various properties such as density, polarity and charging possibilities can be used to separate polymers. Polyester and polyamide are assumed to be separated, however, is not done on an industrial basis, probably because of the quantity, resources and money.

Název práce Vliv vybraných uzlů na pevnost ploché šité smyčky při statickém zatížení. Cíle práce Cílem práce je posoudit pevnost plochých šitých smyček při statickém zatížení a vliv uzlů na snížení jejich pevnosti. Metody Zpracovávaná studie je designována jako dvoufaktorový experiment, při kterém zkoumáme vliv použitých uzlů na pokles nominální pevnosti u dvou typů smyček. Měření bylo prováděno na horizontálním trhacím stroji. Byly vybrány smyčky materiálu dyneema, polyamid a nejčastěji používané uzly (vůdcovský, osmičkový a devítkový). Výsledky Větší pevnosti dosáhly smyčky materiálu Polyamid 26,0 ± 1,1 kN a pevnosti v průřezu 1,3 kN na 1 mm2 . Smyčky materiálu dyneema dosáhli pevnosti 25,1 ± 0,9 kN a pevnosti v průřezu 1,3 kN na 1 mm2 . Na smyčce materiálu polyamid nejméně snižoval pevnost vůdcovský uzel. Smyčka praskla při tažné síle 17,4 ± 0,7 kN. U dyneemy to byl uzel osmičkový s hodnotami 12,2 ± 0,8 kN. Závěr Pro použití smyček v kombinaci s uzly bychom mohli doporučit materiál polyamid, kde uzel snižuje méně nominální pevnost než u dyneemy. Klíčová slova Horolezectví, sportovní lezení, dyneema, polyamid, trhová zkouška

Textilåtervinning är mycket aktuellt, främst för syntetiska fibrer då dess framställning påverkar miljön i hög grad. Dessutom utvinns de ur petrokemisk källa som är en ändbar resurs. Återvinningsindustrin för textilier fungerar i dagsläget inte optimalt, vilket motiverar detta examensarbete. Återvunnen polyester, från PET-flaskor eller textilier har funnits i ca 10 år men nu börjar även återvunnen polyamid lanseras på marknaden. Denna rapport ger en överskådlig bild över textil- och polyamidåtervinning. En parallell har dragits till mattindustrin där den tekniska apparaturen för återvinning är mer utvecklad. För att bli framgångsrik måste ett företag visa att det eftersträvar hållbar utveckling och ansvarar för det ”ekologiska fotavtryck” som dess produkter efterlämnar.Examensarbetet har utförts i samarbete med Houdini Sportswear AB, ett företag som tillverkar konfektion för sport- och friluftsliv. Syftet med rapporten är att undersöka om det är lönsamt för företaget att implementera återvunnen polyamid med avseende på pris, prestanda och miljö. Kemiskt återvunnen fiber anses vara av samma kvalitet som jungfrulig, för att undersöka om detta påstående är korrekt samt påvisa den återvunna polyamidens prestanda har mekaniska dragprovningstester utförts. / Program: Textilingenjörsutbildningen

Gewebeverstärkte Thermoplaste lassen sich durch Thermoformen zu räumlich gekrümmten Bauteilen verarbeiten. Durch die eingehende Analyse des Thermoformvorgangs konnte die Einsicht in die parallel verlaufenden Teilprozesse verstärkt werden. Interlaminare Scherung, der Wärmeaustausch und die Reibvorgänge zwischen Laminat und Werkzeug und die Stempeldeformationen werden eingehend experimentell untersucht. Für die Untersuchung der Reibverhältnisse zwischen Laminat und Werkzeug und des interlaminaren Gleitens werden neue Versuchsanordnungen vorgestellt. Außerdem wurden theoretische Modelle hinsichtlich ihrer Eignung zur Beschreibung dieser Effekte untersucht und gegebenenfalls angepasst. Durch die Aufteilung des Gesamtprozesses in zeitliche Phasen und die Entkopplung der physikalischen Vorgänge in der Beschreibung konnte ein Ansatz zur mathematischen Beschreibung des Gesamtprozesses gefunden werden, der für eine Implementierung in Simulationsprogrammen geeignet erscheint. Aus den gewonnenen Erkenntnissen werden praktische Schlussfolgerungen für die Gestaltung von Werkzeugen und Prozessen abgeleitet.

Syfte – Syftet med examensarbetet är att minimera eller helt eliminera den utböjning som uppstår i Husqvarnas trimmer 536 LiR från handtag ner till motor och trimmerhuvud då en 5 kilos vikt hängs i handtaget. Metod – En konceptstudie har utförts på Husqvarnas trimmer 536 LiR för att undersöka och utvärdera hur problemet med trimmern ser ut i dagsläget och därifrån ta fram olika koncept för att minimera utböjningen. Arbetet har följt en Stage-Gate produktutvecklingsprocess med sju steg från att skriva kravspecifikation till att ta fram och testa prototyper. Koncept genererades med metoderna brainstorming och Reverse Engineering och sållades sedan med Pughs beslutsmatris. Finita elementmetoden användes för att utvärdera produkten och för att analysera vissa koncept. Avancerade prototyper skapades med selektiv lasersintring medan enklare modeller togs fram för hand. Prototyperna testades och jämfördes mot originalprodukten. Resultat – I detta arbete presenteras fem olika förslag för att minska utböjningen i trimmern; en förstyvning av plastkåporna på originalprodukten, tre tillbehör att fästa på den befintliga trimmern och ett förslag på materialbyte. Alla förslag gav positiva resultat med minskad utböjning, men Tillbehör 3 var det som visade sig minimera utböjningen mest och det enda som klarade av att möta syftet. Dock gav detta tillbehör för stort viktpåslag. Förstyvningen och materialbytet gav också bra resultat gällande utböjningen och ökade inte vikten för mycket. Implikationer – Om de förslag som presenteras här skulle implementeras och tas i produktion skulle det innebära vissa tillfälliga konsekvenser vid produktion av trimmern. Verktygen för plastdetaljerna skulle behöva ändras för förstyvningen och kanske också för materialbytet, medan det för de två första tillbehören skulle behöva tillverkas helt nya verktyg för formsprutning. För att implementera Tillbehör 3 skulle nya beräkningar behövas eftersom trimmerns egenfrekvens ändras. Det skulle dock vara billigare att tillverka detta tillbehör än de första två eftersom detta inte behöver formsprutas. Begränsningar – Flertalet av prototyperna framtagna i detta projekt är tillverkade med selektiv lasersintring och inte med formsprutning, som är tillverkningsmetoden för de nuvarande plastkåporna. Detta innebär att hållfasthetsegenskaperna inte är desamma som de skulle bli vid verklig produktion. Dessutom är materialen som används glasfiberfyllda, vilket innebär att hållfastheten kommer att påverkas ytterligare beroende på tillverkningsmetod. Glasfibrernas positioner och riktningar blir olika vid olika processer vilket ger upphov till olika egenskaper. / Purpose – The purpose of this thesis is to minimize or completely eliminate the flexure in Husqvarna’s brush cutter 536 LiR from the handle down to the engine and the blade when a weight of 5 kilogrammes is hanged from the handle. Method – A concept study has been made on Husqvarna’s brush cutter 536 LiR to examine and evaluate what the problem with the model is and from that to develop different concepts to minimize the flexure. The work has followed a Stage-Gate product development process with seven steps from defining the specification of requirements to developing and testing prototypes. Ideas of concepts were generated using the methods brainstorming and Reverse Engineering and were later sifted using Pugh’s matrix. Finite Element Analysis was used to evaluate the product and to analyse certain concepts. Advanced prototypes were created using selective laser-sintering whilst simpler models were created by hand. The prototypes were tested and compared to the original product. Findings – This project presents five different suggestions on how to minimize the flexure in the brush cutter; one stiffer version of the original plastic casings, three accessories to attach to the original product and a proposal for a change of material. All these suggestions gave positive results with a lesser flexure, but the third accessory, Tillbehör 3, was the one that showed the smallest flexure and the only one able to fulfil the purpose of the study. The weight of the accessory was, however, too big. The stiffer version of the original casings and the change of material also showed good results regarding flexure and did not increase the weight too much. Implications – If any of the proposals of this project were to be implemented in production, it would cause certain temporary consequences for the production of the brush cutter. The tools for the plastic components of the current brush cutter would need some changing in order to manufacture the stiffer version of the mouldings or to produce the different material, whilst for the first two accessories completely new tools for injection moulding would have to be developed. To implement the third accessory, new calculations would be needed since the eigenfrequency of the brush cutter would be changed. It would, however, be cheaper to produce this accessory compared to the first two, since the third one does not need to be manufactured using injection moulding. Limitations – Most of the prototypes in this work is manufactured using selective laser sintering and not injection moulding, which is the manufacturing method of the current plastic casings. This means that the properties of the materials will be different than they would be if they were manufactured for production. Furthermore the materials used in the casings of the brush cutter are filled to certain degree with glass fibres, meaning that the material properties will be even more different depending on manufacturing method. The position and direction of the glass fibres will be different depending on which process is used, giving different mechanical properties.

Universiẗat, Diss., 2003--Freiburg (Breisgau).

La fibre de carbone (FC) est un matériau incontournable de l’industrie composite haute performance. Elaborée dans sa grande majorité à partir d’un précurseur couteux et d’origine fossile, le Polyacrylonitrile (PAN), elle est principalement utilisée dans des secteurs à forte valeur ajoutée. Des précurseurs bio-sourcés et peu couteux alternatifs sont envisagés afin de s’affranchir du PAN pour l réduction de poids dans l’industrie automobile. La lignine, depuis longtemps identifiée parmi les précurseurs d’origine renouvelable bon marché, est aujourd’hui disponible en quantité et qualité industrielles. Cependant, sa variabilité et sa complexité moléculaire, nécessitent bien souvent la réalisation de précurseurs hybrides. L’association avec d’autres polymères permet de garder les avantages de chacun des constituants (cout, mise en oeuvre, propriétés mécaniques…). Les travaux présentés dans ce manuscrit, découlent de ce constat et s’orientent sur l’utilisation d’alliage lignine et de thermoplastiques polyamides. Différents types de polyamides (PA11, PA12, PEBA) sont étudiés en mélange par voie fondu avec une lignine de feuillu extraite via le procédé organosolv. Les matériaux sont caractérisés par analyses calorimétriques, thermogravimétriques, rhéologiques et mécaniques. Il est montré que le caractère hydrophile du copobloc PEBA conduit à une miscibilité totale de la lignine permettant d’intégrer une forte part de matière d’origine renouvelable. Le PA 11, bien que non miscible, présente néanmoins une forte affinité avec les molécules de lignines. Ces mélanges conduisent à des alliages aux propriétés mécaniques comparables à celles de la matrice polymère tout en contenant une forte composante renouvelable. De plus, la carbonisation de ces matériaux conduit à la formation de fibre de carbone aux propriétés modestes mais comparables avec les FC exLignine existantes. / Carbon fibers (CF) are the essential reinforcing material in high performance composite industry. They are generally produced from polyacrylonitrile (PAN), a costly precursor from fossil origin, and are mainly used in high added-value sectors. Alternative bio-sourced and low-cost precursors are being considered in order to get rid of the PAN for weight reduction in automotive industry. Lignin, which has long been identified among the precursors of cheap renewable origin, is now available in industrial quantities and qualities. However, its variability and molecular complexity often require the production of hybrid precursors. Combination with other polymers makes it possible to retain the advantages of each of the constituents (cost, processability, mechanical properties, etc.). The work presented in this manuscript, stems from this observation and focusses on the use of blends of lignin and thermoplastic polyamides. Different types of polyamides (PA11, PA12, PEBA) are studied in a molten mixtures with a hardwood lignin extracted via the organosolv process. The materials are characterized by calorimetric, thermogravimetric, rheological and mechanical analyzes. It is shown that the hydrophilicity of the block copolymer PEBA leads to a total miscibility of the lignin; making it possible the integration of a high proportion of material from renewable sources. PA 11, although immiscible, has a high affinity with lignin molecules. These mixtures lead to blends with mechanical properties comparable to that of the neat polymer while containing a strong amount of renewable components. Moreover, the carbonization of these materials leads to the formation of carbon fibers, with modest properties but still comparable with the existing lignin based CFs.

The aim of the thesis is to determine change of mechanical properties of three types of damp polymeric materials (polyamides) depending on the water content inside material. Before testing, specimens of all three types of materials were placed inside the air conditioning chambers until equilibrium (conditioned) state was reached when the specimens received the maximum possible amount of water from the environment. A total of three conditioning levels were set, representing besides the standard level of conditioning both extreme states like state when the material was fully dried and the state where the material content the largest possible amount of water. With the increasing content of water bound in material, there is a characteristic change in the mechanical properties of the material, such as a decrease in strength and modulus of elasticity and an increase in toughness and ductility. To examine material properties change, tensile and Charpy impact tests were performed, Charpy impact tests were performed for both specimens with and without a notch. Besides changes in mechanical properties, the rate of water absorption was also observed depending on the materials and its filling.