Varje år kasserar Försvarets materielverk (FMV) en stor mängd av soldatutrustning av textil. Den textila soldatutrustningen kasseras med anledning att den inte längre går att laga eller har förlorat sin funktion och skickas därmed till förbränning. I enlighet med FMV:s miljöpolicy 2020 vägs ekonomiska och tekniska krav mot mer hållbara alternativ för att bli en mer miljömässigt hållbar verksamhet. Med avsikt att ytterligare utveckla sitt hållbarhetsarbete vill FMV utreda möjligheterna till textilåtervinning för att förlänga livslängd av textila material ytterligare. Därav har denna rapport behandlat mekanisk återvinning av textila soldatutrustningar samt garnspinning av återvunna fibrer. Arbetets bedrivs med syfte att redogöra en studie på uppdrag av FMV med fokus på möjligheter till hur mekanisk återvinning genomförs av textila soldatutrustning och hur garn kan spinnas av fibrer från återvunna fibrer. Genom en litteraturstudie har faktorer som påverkar mekanisk återvinning av textila material samt lämpliga garnspinningsmetoder för återvunna fibrer undersökts i detta arbete. En analys har även genomförts med fokus på fyra klädesplagg fån FMV: skjorta, t-tröja, långkalsong, och stickad tröja. De parametrar som i högsta grad behöver tas hänsyn till för att uppnå så hög garnkvalité är fiberblandning, samt inställningar för spinning, sträckning och kardning. Vid garnspinning är fiberlängden av stor betydelse och därav behöver den mekaniska återvinningen utföras på ett så skonsamt sätt som möjligt för att minska fiberslitaget. För att spinna garn av återvunna fibrer är rotorspinning och friktionsspinning de mest lämpliga metoder, men garnet som produceras har en hög grovlek. För en högre garnkvalité behövs en blandning av jungfruliga fibrer med återvunna fibrer för ett mer tillfredsställande resultat. / Each year, Försvarets Materielverk (FMV) discards a massive amount of textile soldier equipment no longer possible to repair and unqualified to use and are therefore incinerated. In accordance with FMV:s policy for environmental sustainability 2020, economic and technical requirements have to be considered in relation to more sustainable alternatives in order to become a more environmentally sustainable organization. With the purpose to further develop towards more sustainable practices, FMV are interested in investigating the possibilities for mechanical textile recycling and yarn spinning of the re-cycled fibers to extend the life cycle of textile materials. The report’s goal was to focus on possibilities and challenges considering the following garments assigned by FMV: t-shirt, knitted sweater, shirt and thermal underwear. The method is based on a literature study and examination of the garments.Conclusions drawn from the study are that fiber blend and settings for carding, drawing and spinning are crucial to produce yarn of high quality. Especially the fiber length has an impact on the possibilities of yarn spinning since it needs to be long enough. To spin yarns from recycled fibers, open-end spinning methods such as rotor spinning and friction spinning are the most suitable. Furthermore, recycled fibers need to be blended with virgin fibers to enable spinning.

The scope of the presented master thesis was the experimental study of multi-filament yarns made of AR-glass and used for textile-reinforced concrete. The behavior under the tensile loading was investigated by laboratory tests. A high number of yarn specimens (over 300) of six different lengths (from 1 cm to 74 cm) was tested to obtain statistically significant data which were subsequently corrected and statistically processed. The numerical model of the multi-filament bundle was studied and applied for prediction of the yarn performance and for later results interpretation. The model of n parallel filaments describes the behavior of a bundle with varying parameters representing different sources of disorder of the response and provides the qualitative information about the influence of their randomization on the overall bundle response. The aim of the carried experiment was to validate the model presumptions and to identify the model parameters to fit the real load-displacement curves. Unfortunately, due to unsuccessful correction of measured displacements devalued by additional non-linear contribution of the unstiff experiment device the load-displacement diagrams were not applicable to model parameters identification. The statistical evaluation was carried only for the maximal load values and the effect of the specimen size (length) on its strength was demonstrated. The size effect curve did not exclude the existence of spatial correlation of material mechanical properties modifying the classical statistical Weibull theory.

Textilindustrin är i behov av nya material som kräver mindre resurser än konventionellt använda material som exempelvis syntet- och bomull. Syntetiska material har en negativ påverkan på miljön, bland annat på grund av den mängd mikroplaster som släpps ut i naturen vid produktion och användning (Nagamine, Kobayashi, Kusumi & Wada 2022). En industri där syntetiska material ligger till grund för stora problem för marint liv är fiskeindustrin. När syntetiska nät tappas, oftast tillverkade av polyamid, fortsätter de att fånga fisk som inte tas om hand. Detta fenomen kallas spökfiske och skulle kunna motverkas om de syntetiska näten ersattes med ett naturligt biologiskt nedbrytbart material. Pappersgarn är ett relativt nytt material inom textilindustrin och har många egenskaper som är önskvärda vid användning i ett fiskenät, speciellt det faktum att det är biologiskt nedbrytbart. Denna studie undersöker möjligheten att använda ett pappersgarn i fiskeutrustning, närmare bestämt en kräftmjärde. Studien undersöker tre olika pappersgarn med olika grovlek, det vill säga Tex (92, 218 och 1814). Experiment utförs på garnets draghållfasthet och nedbrytningsförmåga. Ett test i bristningsstyrka görs på nät tillverkade av garnen. Testerna visar att garn med Tex 1814 är det mest lämpliga att använda i en kräftmjärde. Detta garn hade en draghållfasthet, efter 14 dagar i naturligt havsvatten, på 10541 centinewton/tex [cN/tex]. Nätet tillverkat av samma garn hade en genomsnittlig bristningsstyrka på 136 kilopascal [kPa], vilket var över den genomsnittliga bristningsstyrkan för ett nät i polyamid. Om syntetisk fiskeutrustning skulle ersättas med biologiskt nedbrytbart pappersgarn skulle det kunna motverka spökfiske och minska mängden mikroplaster i naturen. / The textile industry is in need of new materials that use less resources than conventionally used material such as synthetics and cotton. Furthermore, synthetic materials have a negative impact on the environment partly due to the amount of micro plastics that are released in nature during production and use (Nagamine, Kobayashi, Kusumi & Wada 2022). One area where synthetic materials are causing a lot of damage is the fishing industry. Synthetic nets that are lost or dropped keep catching fish that are not taken care of. This phenomenon is called ghost fishing and could be solved if the synthetics were replaced with a natural biodegradable material. Paper yarn is a relatively new material in the textile industry and has many properties that are preferred if used in a fishing net, especially the fact that it is biodegradable. This study investigates the possibility of using a paper yarn in fishing gear, more specifically a crayfish trap. The study examines three different paper yarns with different weight, also called Tex (92, 218 and 1814). Experiments are done on the yarn's tensile strength and degradability. A bursting strength test is made on nets made out of the yarns. The tests show that yarn with Tex 1814 is the most suitable to use in a crayfish trap. This yarn had a tensile strength, after 14 days in natural seawater, of 10541 centinewton/tex [cN/tex]. The net made of the same yarn had an average bursting strength of 136 kilopascal [kPa] which was above the average bursting strength of a polyamide net. If synthetic fishing gear would be replaced with biodegradable paper yarn, this could counteract ghost fishing and reduce micro plastics ending up in nature.

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Die Erforschung innovativer, materialminimierender Konstruktionsstrategien und ressourcenschonender Fertigungstechnologien für den ressourcenintensiven Bausektor ist eine dringende Notwendigkeit, um dem globalen Klimawandel wirksam zu begegnen. Eine materialeffiziente und ressourcenschonende Bauweise ermöglicht das Bauen mit Textilbeton. Im Vergleich zu Stahlbewehrungen sind textile Bewehrungsstrukturen korrosionsunempfindlich, wodurch die notwendige Betondeckung drastisch reduziert werden kann. Ein weiterer, wesentlicher Vorteil von Textilbewehrungsstrukturen besteht in der freiförmigen, lastangepassten Gestaltungsfreiheit der Textilbewehrung während des Fertigungsprozesses, wodurch auch komplex verzweigte Bewehrungstopologien realisierbar sind. Im Rahmen dieser Arbeit erfolgt die Entwicklung einer neuartigen, robotergestützten Fertigungstechnologie zur Herstellung von biologisch inspirierten, lastangepassten 3D-Textilbewehrungsstrukturen. Ein Schwerpunkt besteht dabei in der Entwicklung eines einstufigen, robotergestützten Garndirektablageverfahrens, sodass auf zusätzlich erforderliche Verarbeitungsprozesse verzichtet werden kann. Für die Realisierung dieser flexibel einsetzbaren Technologie werden anforderungsgerechte Funktionsmodule zur Tränkung, Führung und Fixierung von Carbonfaserrovings im Raum elaboriert und validiert. Die Basis für die technologische Entwicklung bilden die grundlagenorientierten, numerischen und experimentellen Untersuchungen zu den Einflussfaktoren der Fadenfixierung sowie der Fadenführung und -tränkung, wie bspw. das topologieabhängige Abstreifverhalten des Fadens vom Wickelkörper, die strukturmechanischen Fragestellungen oder die Prozessparameter im Tränkungsprozess. Für die robotergestützte Herstellung der 3D-Textilbewehrungsstrukturen werden Algorithmen für die automatisierte Generierung von kollisionsfreien Roboterpfaden erforscht und entwickelt. Anschließend wurde ein zweistufiger, regelbasierter Prozessablauf konzipiert und mithilfe von MATLAB® implementiert, sodass das 3D-Modell der zu fertigenden Textilbewehrungsstruktur anhand definierter Anforderungen automatisiert in verwertbare Maschinensteuerungsdatensätze übersetzt wird. Die entwickelte, robotergestützte Fertigungstechnologie schafft die Grundlage, biologisch inspirierte, lastangepasste 3D-Textilbewehrungsstrukturen mit einem hohen Lastabtragungsvermögen herzustellen. Diese Technologie leistet somit einen bedeutenden Beitrag bei der Herstellung materialminimierter, ressourcenschonender Carbonbetonstrukturen.

In the present work, the load-bearing behaviour of Textile Reinforced Concrete (TRC), which is a composite of a fine-grained concrete matrix and a reinforcement of high-performance fibres processed to textiles, exposed to uniaxial tensile loading was investigated based on numerical simulations. The investigations are focussed on reinforcement of multi-filament yarns of alkali-resistant glass. When embedded in concrete, these yarns are not entirely penetrated with cementitious matrix, which leads associated with the heterogeneity of the concrete and the yarns to a complex load-bearing and failure behaviour of the composite. The main objective of the work was the theoretical investigation of effects in the load-bearing behaviour of TRC, which cannot be explained solely by available experimental results. Therefore, a model was developed, which can describe the tensile behaviour of TRC in different experimental test setups with a unified approach. Neglecting effects resulting from Poisson’s effect, a one-dimensional model implemented within the framework of the Finite Element Method was established. Nevertheless, the model takes also transverse effects into account by a subdivision of the reinforcement yarns into so-called segments. The model incorporates two types of finite elements: bar and bond elements. In longitudinal direction, the bar elements are arranged in series to represent the load-bearing behaviour of matrix or reinforcement. In transverse direction these bar element chains are connected with bond elements. The model gains most of its complexity from non-linearities arising from the constitutive relations, e. g., limited tensile strength of concrete and reinforcement, tension softening of the concrete, waviness of the reinforcement and non-linear bond laws. Besides a deterministic description of the material behaviour, also a stochastic formulation based on a random field approach was introduced in the model. The model has a number of advantageous features, which are provided in this combination only in a few of the existing models concerning TRC. It provides stress distributions in the reinforcement and the concrete as well as properties of concrete crack development like crack spacing and crack widths, which are in some of the existing models input parameters and not a result of the simulations. Moreover, the successive failure of the reinforcement can be studied with the model. The model was applied to three types of tests, the filament pull-out test, the yarn pull-out test and tensile tests with multiple concrete cracking. The results of the simulations regarding the filament pull-out tests showed good correspondence with experimental data. Parametric studies were performed to investigate the influence of geometrical properties in these tests like embedding and free lengths of the filament as well as bond properties between filament and matrix. The presented results of simulations of yarn pull-out tests demonstrated the applicability of the model to this type of test. It has been shown that a relatively fine subdivision of the reinforcement is necessary to represent the successive failure of the reinforcement yarns appropriately. The presented results showed that the model can provide the distribution of failure positions in the reinforcement and the degradation development of yarns during loading. One of the main objectives of the work was to investigate effects concerning the tensile material behaviour of TRC, which could not be explained, hitherto, based solely on experimental results. Hence, a large number of parametric studies was performed concerning tensile tests with multiple concrete cracking, which reflect the tensile behaviour of TRC as occurring in practice. The results of the simulations showed that the model is able to reproduce the typical tripartite stress-strain response of TRC consisting of the uncracked state, the state of multiple matrix cracking and the post-cracking state as known from experimental investigations. The best agreement between simulated and experimental results was achieved considering scatter in the material properties of concrete as well as concrete tension softening and reinforcement waviness. / Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Untersuchungen zum einaxialen Zugtragverhalten von Textilbeton. Textilbeton ist ein Verbundwerkstoff bestehend aus einer Matrix aus Feinbeton und einer Bewehrung aus Multifilamentgarnen aus Hochleistungsfasern, welche zu textilen Strukturen verarbeitet sind. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf Bewehrungen aus alkali-resistentem Glas. Das Tragverhalten des Verbundwerkstoffs ist komplex, was aus der Heterogenität der Matrix und der Garne sowie der unvollständigen Durchdringung der Garne mit Matrix resultiert. Das Hauptziel der Arbeit ist die theoretische Untersuchung von Effekten und Mechanismen innerhalb des Lastabtragverhaltens von Textilbeton, welche nicht vollständig anhand verfügbarer experimenteller Ergebnisse erklärt werden können. Das entsprechende Modell zur Beschreibung des Zugtragverhaltens von Textilbeton soll verschiedene experimentelle Versuchstypen mit einem einheitlichen Modell abbilden können. Unter Vernachlässigung von Querdehneffekten wurde ein eindimensionales Modell entwickelt und im Rahmen der Finite-Elemente-Methode numerisch implementiert. Es werden jedoch auch Lastabtragmechanismen in Querrichtung durch eine Unterteilung der Bewehrungsgarne in sogenannte Segmente berücksichtigt. Das Modell enthält zwei Typen von finiten Elementen: Stabelemente und Verbundelemente. In Längsrichtung werden Stabelemente kettenförmig angeordnet, um das Tragverhalten von Matrix und Bewehrung abzubilden. In Querrichtung sind die Stabelementketten mit Verbundelementen gekoppelt. Das Modell erhält seine Komplexität hauptsächlich aus Nichtlinearitäten in der Materialbeschreibung, z.B. durch begrenzte Zugfestigkeiten von Matrix und Bewehrung, Zugentfestigung der Matrix, Welligkeit der Bewehrung und nichtlineare Verbundgesetze. Neben einer deterministischen Beschreibung des Materialverhaltens beinhaltet das Modell auch eine stochastische Beschreibung auf Grundlage eines Zufallsfeldansatzes. Mit dem Modell können Spannungsverteilungen im Verbundwerkstoff und Eigenschaften der Betonrissentwicklung, z.B. in Form von Rissbreiten und Rissabständen untersucht werden, was in dieser Kombination nur mit wenigen der existierenden Modelle für Textilbeton möglich ist. In vielen der vorhandenen Modelle sind diese Eigenschaften Eingangsgrößen für die Berechnungen und keine Ergebnisse. Darüber hinaus kann anhand des Modells auch das sukzessive Versagen der Bewehrungsgarne studiert werden. Das Modell wurde auf drei verschiedene Versuchstypen angewendet: den Filamentauszugversuch, den Garnauszugversuch und Dehnkörperversuche. Die Berechnungsergebnisse zu den Filamentauszugversuchen zeigten eine gute Übereinstimmung mit experimentellen Resultaten. Zudem wurden Parameterstudien durchgeführt, um Einflüsse aus Geometrieeigenschaften wie der eingebetteten und freien Filamentlänge sowie Materialeigenschaften wie dem Verbund zwischen Matrix und Filament zu untersuchen. Die Berechnungsergebnisse zum Garnauszugversuch demonstrierten die Anwendbarkeit des Modells auf diesen Versuchstyp. Es wurde gezeigt, dass für eine realitätsnahe Abbildung des Versagensverhaltens der Bewehrungsgarne eine relativ feine Auflösung der Bewehrung notwendig ist. Die Berechnungen lieferten die Verteilung von Versagenspositionen in der Bewehrung und die Entwicklung der Degradation der Garne im Belastungsverlauf. Ein Hauptziel der Arbeit war die Untersuchung von Effekten im Zugtragverhalten von Textilbeton, die bisher nicht durch experimentelle Untersuchungen erklärt werden konnten. Daher wurde eine Vielzahl von Parameterstudien zu Dehnkörpern mit mehrfacher Matrixrissbildung, welche das Zugtragverhalten von Textilbeton ähnlich praktischen Anwendungen abbilden, durchgeführt. Die Berechnungsergebnisse zeigten, dass der experimentell beobachtete dreigeteilte Verlauf der Spannungs-Dehnungs-Beziehung von Textilbeton bestehend aus dem ungerissenen Zustand, dem Zustand der Matrixrissbildung und dem Zustand der abgeschlossenen Rissbildung vom Modell wiedergegeben wird. Die beste Übereinstimmung zwischen berechneten und experimentellen Ergebnissen ergab sich unter Einbeziehung von Streuungen in den Materialeigenschaften der Matrix, der Zugentfestigung der Matrix und der Welligkeit der Bewehrung.

In the present work, the load-bearing behaviour of Textile Reinforced Concrete (TRC), which is a composite of a fine-grained concrete matrix and a reinforcement of high-performance fibres processed to textiles, exposed to uniaxial tensile loading was investigated based on numerical simulations. The investigations are focussed on reinforcement of multi-filament yarns of alkali-resistant glass. When embedded in concrete, these yarns are not entirely penetrated with cementitious matrix, which leads associated with the heterogeneity of the concrete and the yarns to a complex load-bearing and failure behaviour of the composite. The main objective of the work was the theoretical investigation of effects in the load-bearing behaviour of TRC, which cannot be explained solely by available experimental results. Therefore, a model was developed, which can describe the tensile behaviour of TRC in different experimental test setups with a unified approach. Neglecting effects resulting from Poisson’s effect, a one-dimensional model implemented within the framework of the Finite Element Method was established. Nevertheless, the model takes also transverse effects into account by a subdivision of the reinforcement yarns into so-called segments. The model incorporates two types of finite elements: bar and bond elements. In longitudinal direction, the bar elements are arranged in series to represent the load-bearing behaviour of matrix or reinforcement. In transverse direction these bar element chains are connected with bond elements. The model gains most of its complexity from non-linearities arising from the constitutive relations, e. g., limited tensile strength of concrete and reinforcement, tension softening of the concrete, waviness of the reinforcement and non-linear bond laws. Besides a deterministic description of the material behaviour, also a stochastic formulation based on a random field approach was introduced in the model. The model has a number of advantageous features, which are provided in this combination only in a few of the existing models concerning TRC. It provides stress distributions in the reinforcement and the concrete as well as properties of concrete crack development like crack spacing and crack widths, which are in some of the existing models input parameters and not a result of the simulations. Moreover, the successive failure of the reinforcement can be studied with the model. The model was applied to three types of tests, the filament pull-out test, the yarn pull-out test and tensile tests with multiple concrete cracking. The results of the simulations regarding the filament pull-out tests showed good correspondence with experimental data. Parametric studies were performed to investigate the influence of geometrical properties in these tests like embedding and free lengths of the filament as well as bond properties between filament and matrix. The presented results of simulations of yarn pull-out tests demonstrated the applicability of the model to this type of test. It has been shown that a relatively fine subdivision of the reinforcement is necessary to represent the successive failure of the reinforcement yarns appropriately. The presented results showed that the model can provide the distribution of failure positions in the reinforcement and the degradation development of yarns during loading. One of the main objectives of the work was to investigate effects concerning the tensile material behaviour of TRC, which could not be explained, hitherto, based solely on experimental results. Hence, a large number of parametric studies was performed concerning tensile tests with multiple concrete cracking, which reflect the tensile behaviour of TRC as occurring in practice. The results of the simulations showed that the model is able to reproduce the typical tripartite stress-strain response of TRC consisting of the uncracked state, the state of multiple matrix cracking and the post-cracking state as known from experimental investigations. The best agreement between simulated and experimental results was achieved considering scatter in the material properties of concrete as well as concrete tension softening and reinforcement waviness. / Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Untersuchungen zum einaxialen Zugtragverhalten von Textilbeton. Textilbeton ist ein Verbundwerkstoff bestehend aus einer Matrix aus Feinbeton und einer Bewehrung aus Multifilamentgarnen aus Hochleistungsfasern, welche zu textilen Strukturen verarbeitet sind. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf Bewehrungen aus alkali-resistentem Glas. Das Tragverhalten des Verbundwerkstoffs ist komplex, was aus der Heterogenität der Matrix und der Garne sowie der unvollständigen Durchdringung der Garne mit Matrix resultiert. Das Hauptziel der Arbeit ist die theoretische Untersuchung von Effekten und Mechanismen innerhalb des Lastabtragverhaltens von Textilbeton, welche nicht vollständig anhand verfügbarer experimenteller Ergebnisse erklärt werden können. Das entsprechende Modell zur Beschreibung des Zugtragverhaltens von Textilbeton soll verschiedene experimentelle Versuchstypen mit einem einheitlichen Modell abbilden können. Unter Vernachlässigung von Querdehneffekten wurde ein eindimensionales Modell entwickelt und im Rahmen der Finite-Elemente-Methode numerisch implementiert. Es werden jedoch auch Lastabtragmechanismen in Querrichtung durch eine Unterteilung der Bewehrungsgarne in sogenannte Segmente berücksichtigt. Das Modell enthält zwei Typen von finiten Elementen: Stabelemente und Verbundelemente. In Längsrichtung werden Stabelemente kettenförmig angeordnet, um das Tragverhalten von Matrix und Bewehrung abzubilden. In Querrichtung sind die Stabelementketten mit Verbundelementen gekoppelt. Das Modell erhält seine Komplexität hauptsächlich aus Nichtlinearitäten in der Materialbeschreibung, z.B. durch begrenzte Zugfestigkeiten von Matrix und Bewehrung, Zugentfestigung der Matrix, Welligkeit der Bewehrung und nichtlineare Verbundgesetze. Neben einer deterministischen Beschreibung des Materialverhaltens beinhaltet das Modell auch eine stochastische Beschreibung auf Grundlage eines Zufallsfeldansatzes. Mit dem Modell können Spannungsverteilungen im Verbundwerkstoff und Eigenschaften der Betonrissentwicklung, z.B. in Form von Rissbreiten und Rissabständen untersucht werden, was in dieser Kombination nur mit wenigen der existierenden Modelle für Textilbeton möglich ist. In vielen der vorhandenen Modelle sind diese Eigenschaften Eingangsgrößen für die Berechnungen und keine Ergebnisse. Darüber hinaus kann anhand des Modells auch das sukzessive Versagen der Bewehrungsgarne studiert werden. Das Modell wurde auf drei verschiedene Versuchstypen angewendet: den Filamentauszugversuch, den Garnauszugversuch und Dehnkörperversuche. Die Berechnungsergebnisse zu den Filamentauszugversuchen zeigten eine gute Übereinstimmung mit experimentellen Resultaten. Zudem wurden Parameterstudien durchgeführt, um Einflüsse aus Geometrieeigenschaften wie der eingebetteten und freien Filamentlänge sowie Materialeigenschaften wie dem Verbund zwischen Matrix und Filament zu untersuchen. Die Berechnungsergebnisse zum Garnauszugversuch demonstrierten die Anwendbarkeit des Modells auf diesen Versuchstyp. Es wurde gezeigt, dass für eine realitätsnahe Abbildung des Versagensverhaltens der Bewehrungsgarne eine relativ feine Auflösung der Bewehrung notwendig ist. Die Berechnungen lieferten die Verteilung von Versagenspositionen in der Bewehrung und die Entwicklung der Degradation der Garne im Belastungsverlauf. Ein Hauptziel der Arbeit war die Untersuchung von Effekten im Zugtragverhalten von Textilbeton, die bisher nicht durch experimentelle Untersuchungen erklärt werden konnten. Daher wurde eine Vielzahl von Parameterstudien zu Dehnkörpern mit mehrfacher Matrixrissbildung, welche das Zugtragverhalten von Textilbeton ähnlich praktischen Anwendungen abbilden, durchgeführt. Die Berechnungsergebnisse zeigten, dass der experimentell beobachtete dreigeteilte Verlauf der Spannungs-Dehnungs-Beziehung von Textilbeton bestehend aus dem ungerissenen Zustand, dem Zustand der Matrixrissbildung und dem Zustand der abgeschlossenen Rissbildung vom Modell wiedergegeben wird. Die beste Übereinstimmung zwischen berechneten und experimentellen Ergebnissen ergab sich unter Einbeziehung von Streuungen in den Materialeigenschaften der Matrix, der Zugentfestigung der Matrix und der Welligkeit der Bewehrung.

Die Arbeit befasst sich mit einem neuen textilverstärkten Zugmittel mit formschlüssiger Krafteinleitung. Im Grundlagenteil werden Aufbau, Eigenschaften und Dimensionierungsgrundlagen von Rollenketten und Zahnriemenantrieben erörtert, sowie textile und elastomere Werkstoffe betrachtet. Aus den Betrachtungen zum Stand der Technik, der Maschenware mit hochfesten Filamentgarnen und deren polymeren Beschichtungen wird der Entwicklungsansatz abgeleitet. Mit Hilfe eines Spezialkettenwirkverfahrens werden die textilen Zugträger als Recht/Links-Maschenware hergestellt. Das besondere daran ist die teilungsgenaue Einbindung der Bolzen in die Maschenstruktur bei der Fertigung. Eine anschließende elastomere Beschichtung verbessert die mechanischen Eigenschaften erheblich und fixiert die Bolzen axial. Dabei werden reaktive Polyurethane im Gießverfahren und thermoplastische Elastomere im Spritzgießverfahren eingesetzt. Drei ausgewählte textile Bindungen mit verschiedenen Beschichtungen wurden statisch und dynamisch, anhand von Proben und endlos verbundenen Zugmitteln, ausführlich untersucht. Die daraus abgeleiteten Bauteil-Wöhlerlinien und Leistungsdiagramme bilden die Grundlage zur Auslegung der textilverstärkten Zugmittel für Anwendungen im Maschinenbau. / The dissertation deals with a new textile reinforced with form-closed force application. The basis of structure, properties and sizing basics of roller chain drives and belt drives are discussed and considered textile and elastomeric materials. From consideration of the prior art, the knitted fabric with high tenacity filament of polymeric coatings and their development approach is derived. Using a special knitting process, the textile chain tension members are produced as a right / left-knit fabric. The special thing about it is the exact distribution of involvement of the pins in the mesh structure during manufacturing. Subsequent elastomeric coating significantly improves the mechanical properties and fixes the bolt axially. These reactive polyurethanes by casting and thermoplastic elastomers are used in injection molding. Three selected textile bonds with different coatings were statically and dynamically examine in detail the basis of samples and associated endless traction means. The derived component S/N curves and performance charts are the basis for the design of textile-reinforced tension means for applications in mechanical engineering.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-09-06T19:46:49Z No. of bitstreams: 1 PEDRO RONALDO HERCULANO DE HOLANDA - TESE PPGEP 2007..pdf: 24364278 bytes, checksum: bf312b5c491a2630da9f313927a3c187 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-06T19:46:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PEDRO RONALDO HERCULANO DE HOLANDA - TESE PPGEP 2007..pdf: 24364278 bytes, checksum: bf312b5c491a2630da9f313927a3c187 (MD5) Previous issue date: 2007-03-26 / A cultura do bicho-da-seda (Sericicultura), é uma atividade em fase de desenvolvimento no mundo inteiro, gerando emprego, renda agrícola e intercâmbio comercial. O casulo produzido pelo bicho-da-seda é constituído de casca, crisálida e espólio, sendo a casca constituída basicamente por sericina e fibroina. Devido ao alto teor de umidade (68 a 70%, em base úmida) e o curto ciclo de vida da crisálida (4 a 5 dias depois da colheita), é necessário que o casulo seja submetido ao processo de secagem, com a finalidade de ser armazenado com baixo teor de umidade (10 a 12% b.s), para posteriormente ser utilizado na Indústria de fiação, onde é transformado em produtos de alto valor comercial. Nesse sentido, esse trabalho tem como objetivo o projeto, a construção e a experimentação de um secador (tipo esteira com fluxos cruzados) e simulação da secagem de casulos do bicho-da-seda. São referenciados aspectos construtivos, funcionamento do secador e uma modelagem matemática para descrever as trocas de energia e massa entre o produto e o ar de secagem no interior do secador. As equações matemáticas foram resolvidas numericamente usando o método de volumes finitos. Resultados do desempenho de componentes do secador experimental e da secagem do casulo (simulada) são discutidos e analisados. Verificou-se que o teor de água do produto, no processo de secagem depende fortemente da temperatura, levemente da espessura da camada de casulos e praticamente independe da velocidade do ar de secagem. O secador desenvolvido tem as seguintes vantagens: versatilidade, baixo custo de construção, totalmente desmontável, boa mobilidade e esteiras controladas eletronicamente. / The culture of the silkworm (sériciculture) is an activity in development in all the world generating job, agricultural financial support and commercial exchange. Shell, chrysalis and booty constitute the cocoon produced by Bombix mori L. The shell is composed of fibroin and sericin. The cocoon has high initial moisture content (68 - 70% w. b.) and a the chrysalis has a low life cycle (4-5 days after harvested). Then, it needs to be submitted to the drying process and to be stored at low moisture content (10 - 12% d. b.) and after it needs to be marketed to produce silk yarns, which are used on the manufacturing of high cost products. In this sense, the goal of this work is to design, to make and to test a cross flow band conveyon dryer and to simulate silk worm cocoon drying. Building and working aspect of the dryer and mathematical modeling to describe heat and mans transfer between air and product inside the dryer are reported. The mathematical equation are solved numerically using the finite volume method. Results of the performance of the experimental dryer and cocoon drying (simulated) are presented and analyzed. From the results it was verified that during of the drying process, the moisture content of the cocoon depends strongly of the air temperature, slightly of the cocoon layer thinkness and it is almost affected by air flow rate. The following advantages of the dryer can be cited versatility, low costoff the building, many easy to pieces, good mobility and electronic control of the wire net.