Simulating the shredding process of multi-material structures for recyclability assessment

材料科学 过程(计算) 工艺工程 纤维 复制 接头(建筑物) 结构工程 机械工程 复合材料 计算机科学 工程类 数学 统计 操作系统
作者
Magdalena Heibeck,Jonas Richter,Andreas Hornig,Thomas Mütze,Martin Rudolph,Markus A. Reuter,Niels Modler,Angelos Filippatos
出处
期刊:Materials & Design [Elsevier]
卷期号:232: 112167-112167 被引量:9
标识
DOI:10.1016/j.matdes.2023.112167
摘要

A sustainable future requires products to be recyclable. An important process in recycling is shredding where materials joined in multi-material structures are liberated or detached. Until now, no physics-based models exist to describe shredding processes adequately. The proposed approach uses finite element simulations to model the shredding of a multi-material structure (steel and fiber-reinforced polymers with an adhesion joint) in a rotary shredder based on previous experimental investigations. Simulations successfully replicate the shredding phenomena, but the stochastic nature of the process results in different load cases making a strict quantitative comparison between simulations and experiments challenging. Comparing similar load cases of two experiments and the corresponding simulations, the estimated liberation degree ranges from 56 % to 100 % (63 % to 99 % in experiments). The estimated energy consumption varies from 1.4 kWh/t to 1.7 kWh/t (1.0 kWh/t to 1.4 kWh/t in experiments), marking a significant step in achieving a reasonable physics-based estimation of required energy. However, the number of fiber-reinforced polymer fragments is underestimated, ranging from 22 to 50 fragments (50 to 78 in experiments). The presented method is a novel contribution to recyclability assessment and recycling-oriented design.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
浮游应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
浮游应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
orixero应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
三岁应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
科目三应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
Owen应助lasak采纳,获得10
1秒前
2秒前
称心文轩给称心文轩的求助进行了留言
3秒前
3秒前
史育川发布了新的文献求助10
3秒前
栗子发布了新的文献求助50
4秒前
4秒前
yuting完成签到,获得积分20
4秒前
5秒前
sunyanghu369发布了新的文献求助10
6秒前
lhh发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
skabi发布了新的文献求助10
7秒前
英俊的铭应助梦二采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
Mic应助斯文渊思采纳,获得10
8秒前
8秒前
打打应助糟糕的师采纳,获得10
8秒前
无极微光发布了新的文献求助20
8秒前
9秒前
cuisongxiang发布了新的文献求助10
9秒前
蓝天发布了新的文献求助10
9秒前
怡然的幻灵完成签到,获得积分10
9秒前
浮生发布了新的文献求助10
10秒前
酷酷的赛凤完成签到,获得积分10
10秒前
研友_VZG7GZ应助hua采纳,获得10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 8000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
From Victimization to Aggression 1000
Exosomes Pipeline Insight, 2025 500
Red Book: 2024–2027 Report of the Committee on Infectious Diseases 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5648015
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4774710
关于积分的说明 15042383
捐赠科研通 4807069
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2570494
邀请新用户注册赠送积分活动 1527283
关于科研通互助平台的介绍 1486389