This paper presents the numerical evaluation of mixed stress intensity factors (SIFs) and non-singular terms of William's series (T-stress) of functionally graded materials (FGMs) using three-dimensional extended finite element method (3D-XFEM). Four-point bending specimen with crack perpendicular to material gradation have been used in this investigation in order to study the effect of some parameters (crack position, crack size, specimen thickness) on the failure of FGMs materials. The fracture parameters (KI KII, phase angle ψ and T-stress) obtained by the present simulation are compared with available experimental and numerical results. An excellent correlation was found of the 3D-XFEM simulations with those available in the literature. From the numerical results, a fitting procedure is performed in order to propose an analytical formulation and subsequently are validated against the 3D-XFEM results.
Vehicle suspension system diagnostics is essential to both operation and maintenance of automotive vehicles. Diagnostic methods should provide signals that in-service defects have occurred as early as possible and make it possible to identify such defects in an unambiguous manner. Among the most popular oscillatory methods used to examine the technical condition of suspension systems, the EUSAMA method, developed by the European Shock Absorbers Manufacturers Association, has enjoyed particularly wide application, and it consists in establishing the ratio between the minimum value of the wheel adhesion force within the band of resonance of unsprung masses and the static wheel load value, expressed in per cent. Technical condition classification is based on comparing the values of what is commonly referred to as the EUSAMA coefficient (percentage ratio of a minimum wheel load force to a tangential vehicle wheel load on a test stand plate) for two wheels of a single axle. Such a test stand typically features only a load force sensor integrated with the test plate. The modification proposed by the authors involves installing an additional test plate displacement sensor at the test stand. When performed simultaneously, measurements of the load force affecting the plate and of its displacement make it possible to determine the phase angle between the relevant signals and to analyse the possibility of using the phase angle as an additional source of information about the technical condition of the vehicle suspension system.
W referacie zaprezentowano metodę do pomiaru wartości kąta przesunięcia fazowego pomiędzy sygnałami prądu i napięcia przemiennego z odniesieniem wyniku pomiaru do państwowego wzorca jednostki miary kąta płaskiego, z wykorzystaniem enkodera inkrementalnego. Opracowana metoda pomiarowa ma zastosowanie do pomiaru wartości kątów przesunięć fazowych pomiędzy sygnałami o znacznej amplitudzie i znacznej różnicy wartości tych amplitud. Spójność pomiarowa pomiaru kątów między sygnałami elektrycznymi jest najczęściej odnoszona do Państwowego wzorca jednostek miar czasu i częstotliwości. W przypadku pomiarów kąta między sygnałami prądu i napięcia w elektroenergetyce zapewnienie spójności pomiarowej do wzorca czasu i częstotliwości jest bardzo kłopotliwe ze względu na duże wartości amplitud mierzonych sygnałów oraz na występujące duże różnice wartości amplitud.
EN
The paper presents a method for measuring the value of the phase angle between current and alternating current signals with reference to the national standard of the angle of flat unit, using an incremental encoder. The developed measurement method is used to measure the values of the phase shift angles between high amplitude signals and a significant difference in the values of these amplitudes. The traceability for the measurement phase of angle between electrical signals is most often referred to the national time and frequency standard. In the case of measuring angles between current and voltage signals in the power supply, it is very troublesome to ensure the consistency of the measurement with the time and frequency standard because of the large amplitude values of the measured signals and differences amplitude.
W artykule podjęto próbę ustalenia, jakie jest zachowanie mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MCE). Czy pod obciążeniem jest bardziej zbliżone do mieszanek mineralno-asfaltowych (materiały o charakterze lepkosprężystym), czy też mieszanek związanych cementem (materiały o charakterze sprężystym). Przebadano dziewięć mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych o zróżnicowanych kombinacjach obu środków wiążących – cementu oraz emulsji asfaltowej. Podwyższenie zawartości cementu skutkowało bardziej sprężystym zachowaniem się badanej mieszanki (wyższe wartości modułów sztywności oraz niższe wartości kąta przesunięcia fazowego). Podwyższenie zawartości emulsji asfaltowej skutkowało natomiast bardziej lepkosprężystym charakterem (niższe wartości modułu sztywności oraz wyższe wartości kąta przesunięcia fazowego). Pomimo dość istotnych różnic pomiędzy badanymi mieszankami, u wszystkich z nich dominował charakter lepkosprężysty, ze względu na widoczną zależność wartości obu badanych parametrów zarówno od czasu obciążenia jak i od temperatury, w której przeprowadzono badanie. Mieszanki te charakteryzowały się dużo mniej lepkim charakterem od mieszanek mineralno-asfaltowych – uzyskany w badaniach kąt przesunięcia fazowego był znacznie niższy niż uzyskiwany przy tych samych warunkach badania dla betonów asfaltowych.
EN
This paper attempts to determine the behavior of mineral-cement-emulsion mixture (MCE) under load, whether is it similar to asphalt mixtures (viscoelastic behavior) or to cement treated materials (elastic behavior). Different combinations of cement and emulsion content were tested in laboratory using Simple Performance Tester (SPT). Increase of cement content leaded to more elastic behavior (higher values of stiffness moduli and lower values of phase angles) and increase of emulsion content leaded to more viscoelastic behavior (lower values of stiffness moduli and higher values of phase angles). Nonetheless mineral-cement-emulsions mixtures showed more viscoelastic behavior, as their properties change significantly with the change of temperature, but their behavior is not as viscous as in asphalt concrete, as their maximum phase angle is much lower than typical for asphalt concrete.
W artykule przedstawiono metody diagnostyki układu zawieszenia, stosowane w stacjach kontroli pojazdów. Opisano metody drgań wymuszonych, stosowane w celu określenia stanu technicznego układu zawieszenia (tłumienia w zawieszeniu z naciskiem na elementy tłumiące, tj. stan techniczny amortyzatorów). Zaproponowano uzupełnienie typowych metod (EUSAMA lub BOGE) o dodatkowy pomiar z wykorzystaniem akcelerometrów przyśpieszeń drgań w wybranych punktach podczas testu drganiowego. Dla tak zarejestrowanych sygnałów można wyznaczyć funkcję wzmocnienia oraz kąt fazowy, które z kolei mogą być nośnikiem dodatkowej informacji diagnostycznej o stanie technicznym elementów tłumiących w układzie zawieszenia.
EN
The article discusses the methods of diagnosis suspension system used in vehicle inspection stations. The paper describes forced vibration method used in determining of technical condition of the suspension system (damping ratio of damping elements, i.e. the technical condition of the shock absorbers). It have been proposed in addition to standard methods (EUSAMA or BOGE) an additional measurement using accelerometers for vibration acceleration at selected points during the vibration test. Recorded signals enable to determine the gain function and a phase angle, which in turn may be a carrier of additional diagnostic information about the condition of damping elements of the suspension system.
Hydrofoil is widely used in underwater vehicle for the excellent hydrodynamic characteristics. Currently, researches are mostly about the rigid hydrofoil while the flexible hydrofoil, like the caudal fin, has not been studied adequately. In this paper, the fish was regarded as the bionic object. Then the kinematics model to describe the fish swimming was put forward. A fin-peduncle propulsion mechanism was designed based on the kinematics model to achieve the similar sine curve swimming model. The propulsion mechanism was optimized by Matlab to reduc the deviation between the output curve of the fin-peduncle propulsion mechanism and the ideal motion trajectory. Moreover, the motion phase angles among flexible articulations are optimized to reduce fluid resistance and improve propulsive efficiency. Finally, the fish-like hydrofoil oscillation is simulated by fluid-solid coupling method based on the Fluent. It was shown that the optimized flexible fish-like oscillation could generate the motion that follows the similar law of sine. The propulsive efficiency of oscillating hydrofoil propeller is much higher than that of the screw propeller, and the flexible oscillation has higher propulsive efficiency than the rigid oscillation without obvious fluid resistance increase.
W artykule przedstawiono analizę dynamicznych parametrów pracy wału przegubowego wykorzystującego pojedynczy przegub Cardana, poddanego działaniu obciążeń dynamicznych. Ocena dynamiki pracy została dokonana poprzez pomiar wartości amplitudy prędkości drgań poprzecznych węzła łożyska pośredniego wału. Ocenie poddano także wartość kąta fazowego amplitudy prędkości drgań. Szczególną uwagę zwrócono na oddziaływanie kąta fazowego wprowadzonego niewyważenia.
EN
This paper concerns about issues of dynamic work parameters of a Cardan jointed driveshaft with single joint. Evaluation of work dynamics was conducted by measuring an amplitude of speed of lateral vibrations induced on intermediate bearing of the shaft. There was also a phase angle of speed amplitude measured. The main focus has been placed on the influence of a phase angle of unbalance.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents the test results of modification of bitumen 35/50 with synthetic aliphatic wax (SW) obtained during the Fisher-Tropsha synthesis. The aim of the modification is an improvement of rheological properties of the bitumen as well as possibilities to lay the asphalt pavement at decreased compaction temperature by up to 30 °C. Experiments have confirmed that the modification of asphalt with synthetic wax resulted in beneficial changes in complex modulus (G*) and phase angle (d) of modified bitumen 35/50. In consequence, the modified bitumen increased resistance of the asphalt pavement to permanent deformation and decreased the compaction temperature to 100 °C. On the basis of the MSCR test it was revealed that the existence of aliphatic wax in bitumen compound affected the compliance (Jnr) and elastic recover (R) of bitumen. It resulted in an increase in the resilient modulus of elasticity of asphalt pavement and also it will contribute to its higher durability.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań modyfikacji asfaltu drogowego 35/50 alifatycznym woskiem syntetycznym otrzymanym w wyniku syntezy Fishera-Tropscha. Modyfikacja miała na celu poprawę właściwości reologicznych lepiszcza i tym samym możliwości wykonania nawierzchni asfaltowej w temperaturze obniżonej o ok. 30 °C i jednoczesnego zwiększenia trwałości tej nawierzchni. Eksperymenty potwierdziły, że modyfikacja asfaltu woskiem syntetycznym powoduje korzystne zmiany modułu zespolonego (G*) i kąta przesunięcia fazowego (d) modyfikowanego asfaltu 35/50. W konsekwencji takiej modyfikacji wzrasta sztywność asfaltu w wysokich temperaturach eksploatacyjnych. Wzrost sztywności asfaltu powoduje zwiększenie odporności na deformacje trwałe mieszanki mineralno-asfaltowej. Przemiana fazowa wosków syntetycznych w temperaturze powyżej 100 °C powoduje wzrost ich objętości oraz obniżenie temperatury zagęszczania mieszanki mineralno-asfaltowej do 100 °C. Na podstawie testu MSCR (wg AASHTO TP70) wykazano również, że w wyniku modyfikacji asfaltu 35/50 następuje korzystna zmiana jego podatności (Jnr) oraz nawrotu sprężystego (R). W rezultacie tego asfalt będzie odznaczał się wyższym poziomem lepkości struktury nienaruszonej, co w konsekwencji spowoduje wzrost modułu sztywności sprężystej mieszanki mineralno-asfaltowej i jej niższą wrażliwość na efekty przeciążenia wywołane ruchem pojazdów.
W artykule prezentowane są wyniki kontynuacji badań kąta fazowego Psi dla pośrednich udziałów objętościowych iłu i piasku, którego efektem końcowym było zgłoszenie projektu wynalazczego nr P-393 413 oraz podano metodykę i uwarunkowania dające możliwość określenia iłu w ośrodkach piaszczysto ilastych, co było istotnym punktem realizacji projektu badawczego N524 348335.
EN
The results of further investigation of phase angle Psi for indirect volume content of clay and sand are presented in the paper. As a result a patent application nr P-393 413 was submitted. Methods and conditions of assessing clay content in sand-clayey media were established, and that created bases for realization of a research project N524 348335.
Malnutrition is a common condition in patients with advanced cancer. Nutritional deficits have a significant impact on mortality, morbidity and quality of life among those patients. Direct parameters (resistance, reactance, phase angle (PA)) determined by bioelectrical impedance analysis (BIA) may be used for monitoring of tissue electrical properties. These values may be used as prognostic markers in various disease conditions. Objective. The aim of the study was to examine tissue electrical properties in patients with cancers. Design. BIA was performed in a group of 13 patients with cancer before chemotherapy and 13 healthy volunteers (control group), whereas the ImpediMed bioimpedance analysis SFB7 BioImp v1.55 (Pinkenba Qld 4008, Australia), was applied. The Shapiro-Wilk (S-W) test was used to assess the distribution conformity of examined parameters with a normal distribution; the Fisher (F) test was used to assess variance homogeneity. To compare the two groups (independent samples) according to the type of distribution and variance homogeneity a Student’s T-Test was used. A p value < 0,005 was considered statistically significant. Results. In cancer patients PA was significantly (p=0.002) lower than in the control group (4.62o š 0,87 vs. 5.69o š 0.71, respectively). Resistance was significantly (p = 0.048) larger in patients with cancer than in the control group (573.06 š 63.78 ohm vs. 514.48 š 78.78 ohm, respectively). No significant differences of reactance were found between cancer patients and the control group (46.3 š 7.9 ohm vs. 50.62 š 5.43 ohm; p = 0.12). Conclusion. Patients with cancers have altered tissue electrical properties (resistance and phase angle).
PL
Niedożywienie wśród pacjentów z chorobą nowotworową stanowi istotny klinicznie problem, wpływając na zwiększoną śmiertelność, umieralność oraz jakość życia. Bezpośrednie pomiary bioimpedancji elektrycznej (opór indukcyjny, opór pojemnościowy, kąt fazowy) stanowić mogą prognostyczny marker stanu zdrowia. Celem badania było wykazanie różnic w wartościach oporu indukcyjnego, pojemnościowego i kąta fazowego pomiędzy pacjentami z chorobą nowotworową a zdrowymi ochotnikami. Materiał. Pomiar bioimpedancji elektrycznej wykonano w grupie 13 pacjentów z potwierdzoną chorobą nowotworową przed chemioterapią i w grupie kontrolnej złożonej z 13 zdrowych ochotników (ImpediMed bioimpedance analysis SFB7 BioImp v1.55; Pinkenba Qld 4008, Australia). Zastosowane metody. Wartości analizowanych parametrów scharakteryzowano za pomocą wartości średniej i odchylenia standardowego. Do oceny istnienia różnic parametrów mierzalnych między badanymi grupami zastosowano testy parametryczne, po uprzednim sprawdzeniu normalności rozkładu na podstawie testu W Shapiro-Wilka i jednorodności wariancji na podstawie testu F-Fischera. Do porównania dwóch grup niezależnych użyto testu t-Studenta. Przyjęto 5 proc. błąd wnioskowania i związany z nim poziom istotności p < 0,05, wskazujący na istnienie istotnych statystycznie różnic. Analizy statystyczne przeprowadzono w oparciu o oprogramowanie komputerowe STATISTICA v. 8.0 (StatSoft, Polska). Wyniki. Wykazano istotną statystycznie różnicę wartości kątów fazowych pomiędzy pacjentami z chorobą nowotworową a grupą zdrowych ochotników (4,62o š 0,87 vs. 5,69o š 0,71; p = 0,002) oraz w oporze indukcyjnym pomiędzy pacjentami z chorobą nowotworową a grupą zdrowych ochotników (573,06 š 63,78 ohm vs. 514,48 š 78,78 ohm; p = 0,048). Nie wykazano istotnej statystycznie różnicy w oporze pojemnościowym pomiędzy pacjentami z chorobą nowotworową a grupą zdrowych ochotników (46,3 š 7,9 ohm vs. 50,62 š 5,43 ohm; p = 0,12). Wnioski: Wykazano zmiany właściwości elektrycznych tkanki (opór indukcyjny i kąt fazowy) u pacjentów z chorobą nowotworową.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wybrane algorytmy estymacji kąta fazowego oraz pokazano kształty funkcji okien czasowych mogących znaleźć zastosowanie podczas projektowania przyrządów wirtualnych służących do wyznaczania wartości kąta fazowego i kąta przesunięcia fazowego między dwoma sygnałami. W badaniach symulacyjnych przedstawionych w rozdziale 4 skupiono się na algorytmie estymacji kąta fazowego wykorzystującego centrowaną transformatę Fouriera wraz z dobranym oknem czasowym Kaisera.
EN
The paper presents the chosen phase angle estimation algorithms and time windows shapes which can be useful in virtual instruments designing to phase angle and phase shift angle measurements. In simulation investigation, presented in chapter 4, authors concentrated on phase angle estimation algorithm with centered Fourier transform with well-chosen Kaiser time window.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono istniejące algorytmiczne metody pomiaru kąta przesunięcia fazowego. Zaproponowano i przedstawiono nowe algorytmy do pomiaru kąta przesunięcia fazowego, wykorzystujące warunkowe uśrednianie sygnałów.
EN
The existing algorithm methods of phase angle measurement are discussed. The authors suggest that conditional averaging could be used in phase angle measurement The conditional averaging algorithms of phase angle measurement are presented in this paper.
W referacie przedstawiono wirtualny fazomierz, opracowany w środowi-sku LabVIEW. Wykorzystano algorytmiczne metody pomiaru kąta prze-sunięcia fazowego sygnałów sinusoidalnych zakłóconych. Opracowany fazomierz pracuje w oparciu o metodę korelacyjną oraz metodę warunkowego uśredniania.
EN
In this paper the virtual phase meter is presented. It used the LabVIEW programming. The algorithmic methods for phase angle measurement are used in this system. The described virtual phase meter is elaborated for conditional averaging and correlation method.
W artykule zaprezentowano porównianie właściwości (zaproponowanej przez autorów artykułu) metody warunkowego uśredniania sygnałów z innymi znanymi metodami algorytmicznymi stosowanymi w pomiarach kąta przesunięcia fazowego. Przedstawiono wyniki symulacji komputerowych nowej metody i jej porównanie z metodą korelacyjną.
EN
Comparision of new method with other algorithmic methods for phase angle measurement is presented in this paper. The results of the conditional averaging and correlation method compared with computer simulations of the elaborated method have been presented.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W referacie przedstawiono system do badania algorytmicznej metody pomiaru kąta przesunięcia fazowego sygnałów sinusoidalnych zakłóconych. Omówiona została warstwa sprzętowa oraz programowa zestawu badawczego stosowanego do metody warunkowego uśredniania sygnałów.
EN
In this paper the system for algorithmic phase measurement is presented. The software and hardware for system based on conditional averaging of sinusoidal signals are presented.
W artykule przedstawiono metodę warunkowego uśredniania sygnałów w pomiarach kąta przesunięcia fazowego sygnałów sinusoidalnych zakłóconych. W zaproponowanej metodzie uśredniane są zbiory kolejnych realizacji sygnału opóźnionego. Na podstawie warunkowej wartości średniej według zaproponowanych algorytmów może być wyznaczany poszukiwany kąt przesunięcia fazowego.
EN
The method of phase measurement by conditional averaging of signal has been presented in this paper. The proposed method of a phase shift angle measurement is based on conditional averaging of delayed signals. The phase angle can be determined on the basis of conditional averaging value of elaborated algorithms.
W artykule przedstawiono wyniki obliczeń matematycznych i badań symulacyjnych w celu oceny niepewności wyniku pomiaru przesunięcia fazowego metodą warunkowego uśredniania sygnałów dla algorytmów wykorzystujących aproksymację liniową. Omówiono wpływ doboru algorytmu na dokładność uzyskanych wyników wyznaczenia kąta przesunięcia fazowego.
EN
The results of mathematical calculations and simulations for determination of phase measurement uncertainty using conditional averaging of signal method based on algorithms with linear approximation have been presented in the paper. The influence of algorithm selection on accuracy of obtained results has been also discussed.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy omówiono podstawowe modele sygnałów oraz możliwości zastosowania środowiska oprogramowania graficznego LabVIEW do modelowania zasady pomiaru przesunięcia fazy dla sygnałów sinusoidalnych zakłóconych.
EN
In this paper, the models of the signals used for the measurement of phase angle are presented. These models are used to modeling the conditional averaging of sinusoidal signals in LabVIEW.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Wyniki wielu badań wskazują, iż wartość krytyczna współczynnika uwalniania energii jest funkcją proporcji obciążeń realizujących I i II sposób rozwoju pęknięcia (SRP), często definiowanej przy pomocy kąta fazowego (1). W przypadku delaminacji na granicy warstw z tego samego materiału procedura jego wyznaczania jest prosta. W przypadku rozwarstwienia separującego warstwy z różniących się materiałów występują komplikacje, gdyż kąt fazowy staje się funkcją stałych sprężystych materiałów warstw oraz odległości r od czoła pęknięcia. Konsekwencje pominięcia tych zależności są ciągle dyskutowane. Przytaczane są argumenty przemawiające zarówno za, jak i przeciw takiemu postępowaniu. Wydaje się, iż dodatkowych argumentów w tej dyskusji mogą dostarczyć wyniki badań, rzucające światło na to, jak dalece na interpretacje wyników testów odporności na rozwarstwienie na granicy warstw z różnych materiałów wpływa przyjęcie, iż [beta]=0, rozpatrywane na tle rozrzutów wyników eksperymentalnych. W tym celu rezultaty badań odporności na delaminację laminatu węglowo-epoksydowego opracowano za pomocą dwu metod. W pierwszej z nich kąt fazowy wyznaczono, korzystając z metody pracy zaniknięcia szczeliny, wykorzystującej do wyznaczenia WUE siły i przemieszczenia węzłowe. Druga z wykorzystanych metod była modyfikacją poprzedniej, zaproponowaną przez Bjerken i Persson i bazującą na zależności podanej przez Malysheva i Salganika, wiążącej moduł zespolonego współczynnika intensywności naprężeń ze współczynnikiem uwalniania energii. Badania eksperymentalne wykonano, korzystając z metody zaproponowanej przez Reedera, a opartej na procedurze separacji składowych współczynnika uwalniania energii zaproponowanej przez Williamsa. Otrzymane wyniki (rys. 4) wskazują, iż w odniesieniu do badanego laminatu, zawierającego rozwarstwienie na granicy warstw wzmocnionych pod kątem 0° i 90°, przyjęcie uproszczenia [beta]=0, z praktycznego punktu widzenia, jest bez znaczenia, gdyż rozrzut właściwości wytrzymałościowych laminatu znacznie przekracza różnice wyników, które uproszczenie to powoduje.
EN
Results of number of experimental investigations indicate that the toughness of laminate is a function of the mode mixed ratio, often expressed by phase angle (1). In a case of interface delamination separating layers of the same materials the procedure of determining thc phase angle is simple. If delamination separates layers of different materials, the procedure is more complicated since the phase angle is a function of the material elastic constants and distance from the delamination tip (2). The possbility of neglecting this dependence has been discussed for years and rational argumeuts have been put forward both supporting and contradicting the idea. Perhaps some helpful conclusion could be drown from comparing the changes in results caused by these two approaches against the discrepancy of experimental results due to stochastic variation in strength of tested interfaces. For this purpose two methods of determining the phase angle were applied. The first was based on the virtual crack closure method proposed by Rybicki and Kanninen which allows for direct determination of GI and GII from the nodal forces and displacement obtained by FE analysis. The second was the modification of that of Rybicki's. It was recently proposed by Bjerken and Persson. This method is based on Malyshev and Salganik's expression relating the modulus of the complex stress intensity factor to strain energy release rate (3). The sought phase angle is determined form (9) equating the arguments of complex strain energy release rate and complex stress intensity factor in (5). The expression was modified such that it was possible to take advantage of the results coming from the FEM as in the case of Rybicki's method. The experimental results were obtained from testing 0/90 layer interface of the carbon fibre/epoxy laminate (Figs. 1, 2). The tests were carried out with the help of the method proposed by Reeder, based on Williams's global mode separation procedure. The results are presented in Fig. 4. It is clearly visible that the differences resulting in k from accounting for real value of [beta] and making simplifying assumption that [beta]=O become practically meaningless comparing to stochastic differences in toughness of the interface.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.