Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Experimental studies on impact of CFRP tubes structure on amount of absorbed energy under dynamic conditions

Ryzińska G., Gieleta R.

Composites Theory and Practice

|

2018

|

R. 18, nr 4

196--201

EN

The aim of this work is to examine the effect of the layer configuration (lay-up) of carbon 3k/IMP503Z40 epoxy composite elements on the specific energy absorption (SEA) effect in the process of progressive crushing of composite tubes. Composite tubes made of Impregnatex Compositi prepreg with a dry areal weight of 160 g/m2 plain weave and unidirectional prepreg (UD) 200 g/m2 on an epoxy matrix were tested. The resin content in both prepregs was 47%. Using these two materials, tubes with different ratios of axial and hoop fibers, in two sizes with an inner diameter of 42 and 20 mm while maintaining a constant ratio of wall thickness to a diameter of 0.05 were made. The samples were unilaterally chamfered at the angle of 70°. Then, tests of progressive crushing of the samples under dynamic conditions by means of a drop tower and an additional initiator were performed. A new factor was introduced to describe the mass fraction of the axial fibers. SEA was calculated, which indicated that the higher the share of axial fibers, the greater the SEA for both types of samples and it was indicated that there may be a scale effect.

PL

Celem niniejszej pracy jest zbadanie wpływu konfiguracji warstw elementów kompozytowych włókno węglowe 3k/żywica epoksydowa IMP503Z40 na efekt pochłaniania energii (SEA) w procesie progresywnego niszczenia rur kompozytowych. Badano rury kompozytowe wykonane z preimpregnatu firmy Impregnatex Compositi o gramaturze suchej tkaniny 160 g/m2 o splocie płóciennym oraz preimpregnatu jednokierunkowego (UD) 200 g/m2 na osnowie epoksydowej. Zawartość żywicy w obu preimpregnatach wynosiła 47%. Wykorzystując te dwa materiały, wykonano rury o różnym stosunku ilości włókien osiowych do obwodowych, w dwóch rozmiarach o średnicy wewnętrznej 42 mm oraz o średnicy wewnętrznej 20 mm, zachowując stały stosunek grubości ścianki do średnicy wynoszący 0,05. Próbki jednostronnie fazowano pod kątem 70°. Następnie wykonano testy progresywnego niszczenia próbek w warunkach dynamicznych z zastosowaniem młota opadowego oraz dodatkowego elementu - inicjatora. Wprowadzono nowy współczynnik do opisu udziału masowego włókien osiowych. Obliczono wartości zaabsorbowanej energii (SEA), które wskazują, że im większy udział włókien osiowych, tym większa ilość zaabsorbowanej energii dla obu typów próbek, oraz wskazano na prawdopodobne występowanie efektu skali.

2

Experimental research on influence of gas impact on thermal and mechanical properties of auxetic material covered with titanium silicide coating

Miedzińska D., Gieleta R., Małek E., Zasada D., Stankiewicz M., Marszałek K.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2018

|

Vol. 66, nr 2

165--172

EN

The aim of the presented work was to study the auxetic textiles covered with titanium silicide coating. The research was carried out to develop the material structure, which will be used for protective clothing, e.g. for firemen. The new material should be characterized by increased heat resistance coupled with protection against gas pressure impact caused e.g. by gas installation damage. In the paper, an assessment of the change in heat resistance properties of a Ti-Si coated auxetic textile loaded with gas pressure impulse was carried out.

3

Crushing behaviour of the PVC foam loaded with beaters of various shapes

Bogusz P., Gieleta R., Stankiewicz M., Konarzewski M.

Acta Mechanica et Automatica

|

2018

|

Vol. 12, no. 1

23--30

EN

Statistically, at least 50% of all injuries experienced by police officers in the line of duty are due to assaults with blunt objects. Therefore, vests used by the police should provide not only good ballistic resistance, but also good protection against such threats. Foamed materials are possible to be used for body protectors or inserts of protective clothes. The effects of dynamic impact with beaters of different shapes onto behaviour of polymeric foamed material were determined. There were used four types of beaters: flat, cylindrical, edgy and cornered. Strikes with blunt objects such as a flat board, baseball bat, edgy brick, pavement brick or a sharp stone, to which a protective ware can be subjected, were simulated. The impact load was applied to the rectangular specimens, made of polyvinyl chloride foam, with a usage of a drop hammer. Plots of force versus compression for all the tested samples were obtained and analysed. The effects of impacts with beaters of different shapes onto foamed material samples were presented. A shape of the blunt object significantly influences crushing behaviour of the foamed material. The impact energy of a flat beater is absorbed effectively on a short distance, since it is spread on a relatively large surface. The cylindrical and edgy beaters did not cause fragmentation of the samples, however, on the upper surfaces of the samples, permanent deformations mapping the beaters shapes as well as some cracks occurred. An impact with a sharp object, for example, a cornered beater is very difficult to be neutralized by the foam material, because it is cumulated on a small area.

4

A comparison of impact force reduction by polymer materials used for mouthguard fabrication

Gawlak D., Mańka-Malara K., Mierzwińska-Nastalska E., Gieleta R., Kamiński T., Łuniewska M.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2017

|

Vol. 19, no. 1

89--95

EN

Purpose: The essential function of mouthguards is protection against the effects of injuries sustained during sports activities. This purpose will be successfully achieved if appropriate materials ensuring sufficient reduction of the injury force are used for mouthguard fabrication. Objective: The objective of the study was to investigate the force reduction capability of selected materials as well as to identify which material reduces the impact force to the highest degree. Methods: The material for the study were samples of polymers (6 samples in total), obtained during the process of deep pressing (2 samples), flasking (3 samples) and thermal injection (1 sample), which were tested for impact force damping using an impact device – Charpy impact hammer. The control group comprised of the ceramic material samples subjected to the hammer impact. The statistical analysis applied in this study were one-way Welch ANOVA with post-hoc Games-Howell pairwise comparisons. Results: The test materials reduced the impact force of the impact hammer to varying degrees. The greatest damping capability was demonstrated for the following materials: Impak with 1:1 powder-to-liquid weight ratio polymerized with the conventional flasking technique, and Corflex Orthodontic used in the thermal injection technique of mouthguard fabrication. Conclusions: Impak with 1:1 weight ratio and Corflex Orthodontic should be recommended for the fabrication of mouthguards since they demonstrated the most advantageous damping properties.

5

Badania właściwości połączeń klejowych ceramiki z tkaninami antybalistycznymi

Godzimirski J., Gieleta R., Rośkowicz M.

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2016

|

Vol. 7, Nr 1 (23)

97--112

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań połączeń adhezyjnych stosowanych w procesie wytwarzania kamizelek kuloodpornych. Połączenia przygotowano na bazie tkanin polietylenowych i aramidowych oraz płytek ceramicznych typu SiC i Al2O3. Do łączenia materiałów wykorzystano kleje przeznaczone do łączenia tworzyw polimerowych: BONDICX 01 CX-80, POXIPOL 10 min, LOCTITE 3038, Scotch-Weld 8010, Professional Silikon Czarny i Terostat M9399. Stwierdzono, że tkaniny polietylenowe HB50 ROLL 401184C i HB26 ROLL 401400B, ze względu na ich niską wytrzymałość międzywarstwową oraz brak podatności do przesycania, nie nadają się do adhezyjnego łączenia ich z płytkami ceramicznymi. Na podstawie badań zaproponowano również rodzaj próbek, które w dobry sposób odwzorowują w kamizelkach obciążenie płytek ceramicznych przyklejonych do tkanin. Badania przeprowadzone z wykorzystaniem takich próbek wykazały, że klej Bondicx 01 najbardziej nadaje się do takich zastosowań.

EN

The research results of adhesive joints used in the manufacture of bulletproof vests were presented. The joints were prepared on the basis of polyethylene and aramid fabrics and ceramic tiles of SiC and Al2O3 types. For joining the materials, the following adhesives dedicated to bonding polymeric materials were used: BONDICX 01 CX-80, Poxipol 10 min, LOCTITE 3038, Scotch-Weld 8010, Professional Silicone Black, and Terostat M9399. It was found that the polyethylene fabrics HB50 and HB26 401184C ROLL ROLL 401400B, due to their low interlaminar strength and lack of compliance to supersaturation, are not suitable for their adhesive bonding with the tiles. On the basis of research, the test specimens were proposed which in the best way represent the loading of ceramic tiles which are bonded to the fabric. Tests with using such specimens demonstrated that the adhesive BONDICX 01 is the best solution for such applications.

6

Zastosowanie procesu wyciskania w projektowaniu urządzeń pochłaniających energię uderzenia

Ryzińska G., Gieleta R.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 11

593--600

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych wykonanych z zastosowaniem pręta Hopkinsona oraz obliczenia numeryczne procesu wyciskania przeciwbieżnego aluminium w gatunku 1050A z prędkością 36 km/h .Elementy teorii wyciskania zastosowano w procesie projektowania urządzenia pochłaniającego energię uderzenia. Zaprezentowane obliczenia obejmowały trzy warianty układu geometrycznego. Uzyskane wyniki pozwoliły na odpowiedni dobór parametrów geometrycznych urządzenia, dla którego został spełniony warunek odpowiedniej ilości pochłoniętej energii.

EN

Experimental obtained results using Hopkinson bar and numerical results of 1050 aluminum backward extrusion at 36 km/h tool speed are presented in this paper. Engineering applications concern the use of extrusion technology in the design of energy absorbing devices. Devices of this type must comply some requirements which mainly represent constant force versus displacement of the piston and objective absorbed energy amount. Presented calculations included three variants of the geometry. Obtained results allowed the proper selection of geometric parameters of the device for which it was complied with the requirements.

7

Research protective shield, elastomer-liquid against impact shock wave

Sławiński G., Niezgoda T., Gieleta R., Świerczewski M., Dziewulski P.

Journal of KONES

|

2015

|

Vol. 22, No. 4

295--300

EN

An article describes an issue of increasing the passive safety of soldiers in a military vehicle subjected to loads resulting from explosion mine or IED. Traditional methods to increase security involving the application of additional layers made using materials with high density. This approach contributes to a reduction mobility and efficiency vehicle on the battlefield. For these reasons, it is necessary to search new design solution, which will benefit low-density material through which driving parameters of vehicle in combat do not worsen. Mentioned reasons led to propose a new concept protective shield made of elastomer with inclusion in form of a liquid. Effectiveness of the proposed protective shield will be verified on the bench traverse. The blast shock wave will be induced by detonation of HE charge at the central point over 430 mm from the top surface of the range stand. Experimental tests will be used to validate the numerical model. After positive validation and verification, numerical model it can be used for other blast conditions or optimize protective shield. FEM numerical modelling, dynamic simulations and postprocessing were carried out using the following CAE systems: CATIA, HyperMesh, LS-DYNA (a solver), LS-PrePost.

8

Experimental evaluation of energy absorbing properties of selected elastomer materials

Stankiewicz M., Popławski A., Bogusz P., Gieleta R., Sławiński G.

Journal of KONES

|

2015

|

Vol. 22, No. 3

241--248

EN

The paper presents identifying studies of mechanical properties of the selected materials from the group of elastomers including Asmathane (65 ShA), Easyprene FPS (30 ShA), Biresin (U1305). The tests were carried out at the Laboratory of Strength of Materials, the Department of Mechanics and Applied Computer Science, with the use of an especially designed stand for testing the energy absorption of materials. The research aims were to determine the basic properties and characteristics of the selected materials as well as to compare them and identify the material with the best energy-absorbing characteristics. For a single load-unload cycle, applied dynamically, the hysteresis loops were recorded. Energy-absorption of individual materials and maximum strength were determined. During the experimental test, a fast speed camera was used for accurately register the progress performance of the test. The pictures of the dynamic tests of materials behaviour are shown. The curves of the tested materials are compared in the graphs. The resulting data will help to create constitutive models of the tested materials, which in the next stages of the project will be used in numerical studies on the impact of detonation on the designed protective panel.

9

Ochrona pojazdów wojskowych przed wybuchem min i improwizowanych urządzeń wybuchowych

Niezgoda T., Sławiński G., Gieleta R., Świerczewski M.

Journal of KONBiN

|

2015

|

No. 1 (33)

123--134

PL

Pojazdy wojskowe są narażone na działanie m.in. fali wybuchowej min oraz improwizowanych urządzeń wybuchowych IED (z ang. improvised explosive device). Dotychczasowe rozwiązania konstrukcyjne pancerzy pojazdów wojskowych nie zapewniają ich ochrony na maksymalnym poziomie. W publikacji przedstawiono rozwiązania konstrukcyjne, których celem jest zwiększenie odporności pojazdów wojskowych na eksplozję ładunków wybuchowych. Ponadto scharakteryzowano wymagania dotyczące odporności pojazdów wojskowych na wybuch min i urządzeń IED. Przedstawiono również przykładowe wyniki badań paneli energochłonnych oraz sformułowane na ich podstawie wnioski do dalszego rozwoju konstrukcji ochronnych.

EN

Military vehicles are exposed, among others, to mine and IED (Improvised Explosive Device) threats. Contemporary structural solutions cannot ensure their safety at maximum level. This paper presents a review of currently used structural solutions enhancing protection level against explosion. Furthermore, requirements for military vehicles safety against mine and IED threats are characterized. As well as that, sample results of energy absorbing panels examination results are shown. On this basis remarks to further development of protective structures are formulated.

10

Numerical, experimental and analytical study on MRE used for vibrating pile hammer efficiency improvement

Kwietniewski M., Miedzińska D., Nguyen H. P., Gieleta R., Osiński J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2015

|

Vol. 73, nr 2

151--156

EN

Purpose: of this paper is a research on Vibratory Pile Hammer (VPH) efficiency improvement with the use of Magnetorheological Elastomer (MRE) controlled with external magnetic field. Design/methodology/approach: The analytical equations are made to describe physical dependence of MRE on VPH work. To describe elastomer properties reduced polynomial model proposed by Oon H. Yeoh was used. The shear tests for Magnetorheological Elastomer of two with different volume of carbonyl-iron particles and its influence on elastomer pillow implemented in VPH were carried out. Tests were carried out in external magnetic field and without it. Numerical analyses were conducted with the use of MSC Software applying Finite Elements Method (FEM). The FE model was built on the experimental boundary conditions. Findings: MRE significantly changes elastic properties under applied magnetic field, what can be used to stiffness and damping properties of the construction control. Research limitations/implications: In further analyses, the test results will be used for the evaluation and selection of MRE regulation system. Practical implications: The presented results were used in modification of Vibratory Pile Hammer to improve its efficiency and a maintain device in resonance. Originality/value: The new application of the phenomenon of MRE stiffness change caused by the variable external magnetic field will allow to keep the mechanical system in resonance.

11

Experimental and analytical research on resonance phenomena of vibrating head with MRE regulating element

Miedzińska D., Gieleta R., Osiński J.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2015

|

Vol. 20, no. 1

201--208

EN

A vibratory pile hammer (VPH) is a mechanical device used to drive steel piles as well as tube piles into soil to provide foundation support for buildings or other structures. In order to increase the stability and the efficiency of the VPH work in the over-resonance frequency, a new VPH construction was developed at the Military University of Technology. The new VPH contains a system of counter-rotating eccentric weights, powered by hydraulic motors, and designed in such a way that horizontal vibrations cancel out, while vertical vibrations are transmitted into the pile. This system is suspended in the static parts by the adaptive variable stiffness pillows based on a smart material, magnetorheological elastomer (MRE), whose rheological and mechanical properties can be reversibly and rapidly controlled by an external magnetic field. The work presented in the paper is a part of the modified VPH construction design process. It concerns the experimental research on the vibrations during the piling process and the analytical analyses of the gained signal. The results will be applied in the VPH control system.

12

Numerical and Experimental Studies of Material Properties of Special - Purpose Material Twaron T750

Barnat W., Sokołowski D., Gieleta R., Bogusz P.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2015

|

Vol. 23, no. 4 (112)

33--38

EN

The subject of this paper is an attempt to define the fundamental constants of materials for special-purpose material - aramid dry faricTwaronT750. During research on this problem, tensile tests of dry fabric TwaronT750 were made on an Istron 8802 strength testing machine. The test was filmed with a Phantom V12 high-speed camera. A numerical model of the fabric architecture was made using commercial HyperMesh and LS-DYNA software. In the numerical model a whole research area was represented.

PL

Tematem tego artykułu jest próba określenia podstawowych stałych materiałowych dla materiału specjalnego przeznaczenia, którym jest tkania aramidowa Twaron 750. W trakcie prowadzonych badań zostały wykonane próby rozciągania nieprzesyconej tkaniny Twaron 750 na maszynie wytrzymałościowej Instron 8802. Próba została sfilmowana przy użyciu szybkiej kamery PHANTOM V12. Model numeryczny oddający architekturę tkaniny został wykonany przy użyciu komercyjnego oprogramowania LS-DYNA. W modelu została odwzorowana cała przestrzeń badawcza rozciąganej próbki.

13

Selected aspects of numerical analysis of layered flexible structures subjected to impact of soft core projectile

Morka A., Kędzierski P., Gieleta R.

Archive of Mechanical Engineering

|

2015

|

Vol. LXII, nr 1

73--83

EN

The aim of the study is to identify the relevant aspects of numerical analysis of impact of projectiles with soft cores into a package composed of thin flexible plies located on the plastic backing. In order to illustrate the problem, normal impact of 7.62 mm TT projectile into an unclamped package comprising 36 plies of Dyneema SB71 supported on the plastic backing was selected. The problem was solved with the use of the finite element method (FEM) with the explicit integration scheme (central difference method) of motion equations in the matrix form. Based on the conducted numerical computations, it was revealed that obtaining the extreme deformations of a projectile soft core and the backing material in Lagrangian description requires employment of adaptive methods. The proposed R-adaptive method performs its role but must be used carefully due to the mass loss which may appear during calculations.

PL

Przedmiotem pracy jest wskazanie istotnych aspektów numerycznej analizy zagadnienia uderzenia pocisków z miękkim rdzeniem w pakiet cienkich wiotkich warstw ulokowanych na plastycznym położu. W celu ilustracji problemu wybrano normalne uderzenie pocisku 7,6225 mm TT w pakiet 36 warstw Dyneema SB71 swobodnie oparty na podłożu plastycznym. Problem rozwiązano z wykorzystaniem metody elementów skończonych (MES) z jawnym schematem (różnic centralnych) całkowania równania ruchu w formie macierzowej MES. Na podstawie przeprowadzonych analiz wykazano, że uzyskanie ekstremalnych deformacji miękkiego rdzenia pocisku oraz plastycznego podłoża w analizie numerycznej w ujęciu Lagrange’a wymaga zastosowania technik adaptacyjnych. Zaproponowana technika R-adaptive spełnia swoją rolę, ale musi być stosowana z rozwagą ze względu na negatywną cechę powodującą utratę masy modelu.

14

Numerical and Experimental Research on Stab Resistance of a Body Armour Package

Barnat W, Sokołowski D, Gieleta R

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2014

|

Vol. 22, no. 6 (108)

90--96

EN

In this paper the issue of the stab resistance of a ballistic package is addressed. Emphasis was placed on this issue because most modern vests are designed to meet the threat posed by firearms only. Neglect of protection against melee attacks was also observed. Thus there is a need to develop research methodology for this area, also because it is a valid and necessary problem to be addressed in a modern, developed society. The aim of this study was to create a numerical model which simulated the phenomenon of ballistic package penetration by a test blade. The specification of the test blade was taken from NIJ Standard-0115.00. During the research, stab resistance tests on dry Twaron T750 fabric was carried out on a drop test machine. The test was filmed with a Phantom V12 high-speed camera. A numerical model of the fabric architecture was prepared using commercial LSDYNA software. The numerical model represents the whole research area according to NIJ Standard-0115.00. As backing material, ROMA 1° ballistic clay was used.

PL

Artykuł porusza zagadnienie nożo-odporności pakietów balistycznych stosowanych w kamizelkach ochronnych. Nacisk został położony na to zagadnienie, ponieważ większość nowoczesnych kamizelek zostało zaprojektowane do ochronny przed bronią palną. Zaniedbując ochronę przed atakiem przy użyciu broni białej. Istnieje więc potrzeba wypracowania metodologii w tym zakresie, ponieważ jest to problem ważny w nowoczesnym i rozwiniętym społeczeństwie. Celem badań było wypracowanie modelu numerycznego, który wiernie symuluje zjawisko przebicia pakietu balistycznego przez nóż testowy. Specyfikacja noża testowego została zapożyczona z normy NIJ Standard-0115.00. W trakcie badań zostały przeprowadzone testy nożo-odporności nieprzesyconej tkaniny Twaron T750 przy użyciu kolumny zrzutowej. Testy zostały sfilmowane przy użyciu super szybkiej kamery Phantom V12. Do stworzenia modelu numerycznego tkaniny i późniejszych obliczeń zostały wykorzystane komercyjne oprogramowania LS-DYNA. Model numeryczny odzwierciedlał całą przestrzeń pomiarową zgodnie z normą NIJ Standard-0115.00. Jako podłoża użyto plasteliny balistycznej ROMA 1°.

15

Ballistic performance of FRP – steel layered structures

Barnat W., Gotowicki P., Dybcio P., Gieleta R., Kosiuczenko K.

Journal of KONES

|

2013

|

Vol. 20, No. 2

15--20

EN

In this study, the impact performance of layered structures made of aramid/epoxy, S2 glass/epoxy, Dyneema and steel subjected to high velocity impact is presented. All materials were previously examined using proper techniques of strength tests. The procedure allowed determining Young’s moduli, Poisson’s ratio, ultimate compression and tension strength, shear modulus. The ballistic test procedure was based on standards for testing panels and armour plates. For the purpose of ballistic tests, standard 5.56 NATO ammunition (183 g) was used. The aim of presented work was to determine ballistic performance of different structures under bullet impact. During the tests, subsequent time moments were recorded using Phantom V12 high-speed camera. When structure penetration did occur, the residual velocity of bullet was measured using PVM-21 lightscreen. Basing on the results, each material performance was evaluated. This paper reviewed a number of mechanisms that influence the ballistic performance of ballistic textiles. The composites reinforced with continuous fibres (aramid, S2 glass) could effectively absorb the kinematic energy of bullet. The efficiency of energy absorption for each types of material in the order from highest is as follows: polyethylene fibres Dyneema HB50, composite reinforced with S2 glass fibres, composite reinforced with aramid fibres.

16

Rubber structure under dynamic loading – computational studies

Baranowski P., Gieleta R., Małachowski J., Mazurkiewicz Ł.

Engineering Transactions

|

2013

|

Vol. 61, iss. 1

33--46

EN

This study focuses on the rubber structure behaviour assessment under dynamic loading using numerical methods. Dynamic simulations of the TNT explosion under the tiresuspension system were performed using the explicit LS-Dyna code using Arbitrary LagrangianEulerian formulation with Jones Wilkins Lee (JWL) equation deﬁning the explosive material. During analyses two diﬀerent constitutive materials were used: Mooney-Rivlin without ratedependency and Ogden rubberlike material (MAT 181 Simpliﬁed Rubber) which includes strain rate eﬀects. Consequently, tire rubber material behaviour was investigated and compared for two simulated cases.

17

Strain rate effects on selected mechanical properties of glass-polyester laminates

Gieleta R., Gotowicki P., Popławski A.

Composites Theory and Practice

|

2013

|

R. 13, nr 2

122--127

EN

The study presents the results of experimental testing of a layered cross-ply [0/90]n E-glass/polyester composite in the range of the selected compression properties at high strain rates = 2300÷4600 s−1 and a quasi-static strain rate = 0.0067 s−1. The composite was manufactured using contact technology using Owens Corning CD-600 E-glass stitched fabric and Polimal 104 polyester resin. The circular cross-section specimens of three sizes 2.5, 5 and 7.5 mm in height and 15 mm in diameter were tested in the above described experiments. To determine the static properties, quasi static experimental tests were conducted using an Instron 8802 machine in the displacement control mode at a constant crosshead speed of 1, 2 and 3 mm/min respectively for the 2.5, 5.0 and 7.5 mm specimen types. The compression loading was monitored with a load cell Instron ±250 kN, whereas the axial strain with an Instron 2620-604 extensometer using additional fixing discs. The measuring base of the extensometer was equal to the specimen height. Identification included the stress-strain curve, strength, Young’s modulus and failure strain. For the high strain rates testing, a modified Split Hopkinson Pressure Bar test system was used, containing an LTT 500 Amplifier made by Tasler, Germany and an NI USB-6366 data acquisition device made by National Instruments, USA. The failure modes observed under high strain rate loading were similar to those observed under quasi static loading. The samples predominantly failed by shear fracture. Reduction of the specimen height implies an increase in the nonlinear effects in the initial part of the stress-strain diagrams (increasing strain at same stress), probably caused by the boundary effect. The main parts of the stress-strain plots are approximately linear, thus the linear elastic-brittle material model can be assumed. It was generally observed that the compressive strength and Young’s modulus along the thickness direction are higher at high strain rate loading compared to the results at quasi-static loading.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych laminatu krzyżowego [0/90]n szkło-E/poliester w zakresie wyznaczenia właściwości mechanicznych podczas ściskania z prędkością = 2300÷4600 s-1 w badaniach dynamicznych oraz = 0,0067 s-1 w badaniach quasi-statycznych. Badany kompozyt wytworzono metodą kontaktową z użyciem tkaniny zszywanej Owens Corning CD-600 oraz żywicy poliestrowej Polimal 104. Do badań przyjęto trzy typy próbek walcowych o wysokości 2,5; 5 i 7,5 mm oraz średnicy 15 mm. W celu wyznaczenia właściwości mechanicznych statycznych przeprowadzono badania eksperymentalne z wykorzystaniem maszyny wytrzymałościowej Instron 8802 w trybie sterowania przemieszczeniem, z prędkością przemieszczenia 1, 2 and 3 mm/min, odpowiednio dla próbek typu 2,5, 5,0 i 7,5 mm. Obciążenie rejestrowano przy użyciu głowicy pomiarowej Instron ±250 kN. Pomiar odkształcenia realizowano z użyciem ekstensometru Instron 2620-604 z dodatkowym oprzyrządowaniem w postaci dysków. Baza pomiarowa ekstensometru była równa wysokości próbki. Badania identyfikacyjne obejmowały wyznaczenie zależności naprężenie-odkształcenie, wytrzymałości, modułu sprężystości oraz odkształceń niszczących. Badania przy dużej prędkości odkształceń przeprowadzono na stanowisku Zmodyfikowany Pręt Hopkinsona (SHPB - Split Hopkinson Pressure Bar), stosując wzmacniacz LTT 500 firmy Tasler, Niemcy oraz kartę pomiarową NI USB-6366 firmy National Instruments, USA. Zaobserwowano podobny mechanizm niszczenia próbek w badaniach quasi-statycznych oraz dynamicznych. Próbki niszczyły się przez ścinanie. Zmniejszenie wysokości próbki powoduje ujawnienie się efektów nieliniowych w początkowej części wykresów (zwiększenie odkształcenia przy tym samym naprężeniu). Jest to związane z efektem brzegowym. Środkowa część zależności naprężenie-odkształcenie jest w przybliżeniu liniowa, co odpowiada materiałowi liniowo-sprężysto-kruchemu. W wyniku badań zaobserwowano wzrost wytrzymałości na ściskanie oraz modułu sprężystości w kierunku prostopadłym do powierzchni warstwy laminatu wraz ze wzrostem prędkości odkształceń.

18

Numerical study for determination of pulse shaping design variables in SHPB apparatus

Baranowski P., Malachowski J., Gieleta R., Damaziak K., Mazurkiewicz L., Kolodziejczyk D.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2013

|

Vol. 61, nr 2

459--466

EN

High strain rate experimental tests are essential in a development process of materials under strongly dynamic conditions. For such a dynamic loading the Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) has been widely used to investigate dynamic behaviour of various materials. It was found that for different materials various shapes of a generated wave are desired. This paper presents a parametric study of Split Hopkinson Pressure Bar in order to find striker’s design variables, which influence the pulse peak shape in the incident bar. With experimental data given it was possible to verify the developed numerical model, which was used for presented investigations. Dynamic numerical simulations were performed using explicit LS-Dyna code with a quasi-optimization process carried out using LS-Opt software in order to find striker’s design variables, which influence the pulse peak shape.

19

Numeryczno-doświadczalna analiza układu balistycznego pocisk-kompozyt aramidowy

Kosiuczenko K., Barnat W., Gieleta R., Gotowicki P., Dybcio P.

Systems : journal of transdisciplinary systems science

|

2012

|

Vol. 16, nr 1

269-278

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań układu balistycznego pocisk-kompozyt aramidowy. Badania polegały na wykonaniu testu balistycznego z użyciem 5.56 pocisku oraz symulacji numerycznej przebijania kompozytu. Dane materiałowe niezbędne do wykonania modelu uzyskane zostały z eksperymentów. Wyniki obliczeń zweryfikowano doświadczalnie.

EN

The numerical results of ballistic impact and perforation of aramid fabric are presented in this paper. The bullet used was 5,56 caliber. Both the material constants and model validation were based on experimental data.

20

Badania właściwości mechanicznych miedzi w warunkach elektromagnetycznego testu pierścieniowego

Janiszewski J., Gieleta R.

Przegląd Mechaniczny

|

2012

|

nr 7-8

31-36

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań właściwości mechanicznych miedzi Cu-ETP w warunkach quasi-statycznego i dynamicznego rozciągania. Celem tych prac eksperymentalnych była ocena wpływu temperatury wyżarzania miedzi umocnionej odkształceniowo na jej właściwości mechaniczne określone w warunkach dynamicznego odkształcenia plastycznego za pomocą elektromagnetycznego testu pierścieniowego. Oceny otrzymanych wyników dokonano ze względu na wymagania stawiane materiałom stosowanym na wkładki kumulacyjne pocisków przeciwpancernych. Otrzymane rezultaty badań wykazały, że najwyższą ciągliwość wykazują próbki miedziane wyżarzane w temperaturze 500°C, co w świetle wymagań stawianych materiałom wkładek kumulacyjnych może świadczyć o zasadności stosowania obróbki wyżarzania zmiękczającego wkładki miedzianej, kształtowanej metodami obróbki plastycznej na zimno.

EN

Results of investigation on mechanical properties of copper under quasi-static and high strain rate loading conditions were presented in the paper. The aim of these studies was evaluation the influence of the annealing temperature of strain-hardened copper on mechanical properties determined under high strain rate loading conditions with the use of an electromagnetic ring technique. The assessment of the obtained results was done with respect to the requirements set out for materials applied as a liner materials applied in anti-tank projectiles. The obtained results of experimental studies revealed that ring copper specimens annealed at the temperature of 500°C had the highest ductility, what under the requirements for liner materials, could be evidence for application correctness of annealing treatment for the copper liner manufactured using cold plastic working.