W artykule przedstawiono wskazówki na temat wykorzystania modelu pogorszenia właściwości mechanicznych stali sprężającej w wysokiej temperaturze, podanego w EC2‑1-2, przydatne do oszacowania zmniejszenia siły sprężającej w elementach narażonych na warunki pożarowe. Adekwatne oszacowanie tej siły ma kluczowe znaczenie podczas obliczeń nośności ogniowej elementów sprężonych. Przyjęcie do analiz wyłącznie obniżenia wytrzymałości stali określonego na podstawie modelu EC2-1-2 może być przyczyną znacznego niedoszacowania zmniejszenia siły sprężającej w warunkach pożaru. Do adekwatnego oszacowania tej siły konieczne jest zsumowanie odkształcenia cięgien sprężających powstałego na skutek pogorszenia ich właściwości mechanicznych pod wpływem wysokiej temperatury i swobodnego wydłużenia termicznego stali.
EN
The paper gives guidance on the use of the EC2 1-2 model of deterioration of the mechanical properties of prestressing steel at high temperature useful for estimating the loss of prestressing force in elements exposed to fire. Adequate estimation of this force is crucial when calculating the fire resistance of prestressed members. If only the reduction in steel strength determined on the basis of the EC2-1-2 model is considered for the analysis, it may cause a significant underestimation of the prestress loss under fire conditions. In order to adequately estimate this force, it is necessary to sum up the strain of the prestressing tendons resulting from the deterioration of their mechanical properties under the influence of high temperature and the free thermal elongation of the steel.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A model for the motion of a compressible elastic-viscous-plastic fluid in a round pipe is proposed. The main indicators of the flow, volume flow and speed are obtained. Numerous hydrodynamic processes are associated with the properties of liquids. It is known that the mechanical and physical properties of liquids can be described by various models. Various models have been proposed that partially describe the processes of hydromechanics. The proposed model makes it possible to qualitatively describe the deformation processes that occur in various systems. To describe a closed theory of motion of a continuous medium and, in particular, between stress and strain, it is necessary to have a mechanical model. From the literature analysis it is known that there are simple models, which include elastic, viscous and plastic. At the same time, it should be noted that the mechanical model partially shows the mechanical state of the elastic body in the form of Hooke's law. Practice shows that there are more complex liquids that do not obey this law. One of these fluids is an elastic-viscousplastic fluid. In this work, a model is proposed that describes the elastic-viscous-plastic properties of liquids, which sequentially connects the elastic and viscous-plastic elements. For such a medium, the total resistance will be the sum of the stress corresponding to the elastic deformation and the stress caused by the viscous-plastic resistance. Based on the proposed model, an equation is obtained taking into account the coefficient of volumetric elastic expansion, and an equation is obtained for determining the velocity distribution over the pipe section and volume flow for a given liquid. Calculations have shown that with an increase in compressibility, the flow rate of the liquid partially increases, which in some practical cases produces a positive effect.
PL
W artykule zaprezentowano model ruchu ściśliwej cieczy sprężysto-lepkoplastycznej w rurze o przekroju okrągłym. Uzyskano główne wskaźniki przepływu, przepływu objętościowego i szybkości. Liczne procesy hydrodynamiczne są związane z właściwościami cieczy. Wiadomo, że właściwości mechaniczne i fizyczne cieczy można opisać za pomocą różnych modeli. Zaproponowano modele, które częściowo opisują procesy mechaniki cieczy. Przedstawiony model umożliwia jakościowy opis procesów odkształcenia zachodzących w różnych systemach. Model mechaniczny jest konieczny do opisania zamkniętej teorii ruchu ośrodka ciągłego, w szczególności pomiędzy naprężeniem i odkształceniem. Z analizy literatury wiadomo, że istnieją proste modele obejmujące ciecze sprężyste, lepkie i plastyczne. Należy jednocześnie zauważyć, że model mechaniczny częściowo przedstawia stan mechaniczny ciała sprężystego, wykorzystując prawo Hooke’a. Praktyka pokazuje, że istnieją ciecze bardziej złożone, niezachowujące się zgodnie z tym prawem. Jednym z takich płynów jest płyn sprężysto-lepkoplastyczny. W niniejszej pracy zaproponowano model opisujący właściwości sprężysto-lepkoplastyczne cieczy, który sekwencyjnie łączy elementy sprężyste i lepkoplastyczne. W przypadku takiego ośrodka opór całkowity jest sumą naprężenia odpowiadającego odkształceniu sprężystemu i naprężenia spowodowanego przez opór lepkoplastyczny. Na podstawie zaproponowanego modelu uzyskano równanie uwzględniające współczynnik objętościowej rozszerzalności sprężystej, a także uzyskano równanie do określenia rozkładu szybkości na przekroju rury oraz przepływu objętościowego dla danej cieczy. Obliczenia pokazały, że ze wzrostem ściśliwości szybkość przepływu cieczy częściowo wzrasta, co w pewnych praktycznych przypadkach daje pozytywny efekt.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono analizę wyników badań naprężenia ściskającego przy 10% odkształceniu, uzyskanych w przypadku próbek z płyt styropianowych typu EPSi (tj. do zastosowań, w których przenoszone są obciążenia ściskające). Sprawdzono wpływ wymiarów próbek, zgodnych z wymaganiami różnych norm, na wartość naprężenia ściskającego przy 10% odkształceniu. Ustalono, że w przypadku analizowanych wyników badań, wielkość próbki styropianowej w istotny sposób nie wpływa na naprężenie ściskające.
EN
The article presents an analysis of the test results of compressive stress at 10% deformation, obtained for EPSi (for load bearing applications) polystyrene boards samples. The influence of the dimensions of the samples, compliant with the requirements of various standards, on the value of the compressive stress at 10% strain was examined. It was concluded in the scope of the analyzed test results, that the size of the polystyrene sample did not significantly affect the compressive stress.
The joining of sheet metal parts produced in the material combination of Fe-Fe, Fe-Al as well as Fe-thermoplastic and Al-thermoplastic can be realized by the Resistance Element Soldering (RES). Extruded bimetallic elements were used to form the overlap joint. The semi-finished product for extrusions was a Cu 99.9 tube with dimensions φ6 × 0.5 mm and length 9 mm, filled with Sn60Pb40 solder. “T” shaped overprints were produced in two ways. Simulation in the ANSYS software environment was chosen to optimize, select the appropriate forming process, and design the geometry of the functional parts of the forming tool, allowing to use only one extrusion forming operation. The results of the simulations are the magnitudes of stresses and strains, and different head shape geometries of the bimetallic element extrusions of the three proposed forming methods. The task was to achieve extrusions without defects of the Cu tube shell, such as corrugations and wrinkles. The geometry was observed and compared by macroanalysis of extrusion sections made on a laboratory forming tool.
PL
Łączenie części metalowych wykonanych z połączenia materiałów Fe-Fe, Fe-Al oraz termoplastycznych Fe i Al można wykonać metodą lutowania oporowego (RES - Resistance Element Soldering). Do wykonania połączenia zakładkowego użyto wytłaczanych elementów bimetalicznych. Półfabrykatem do wytłaczania była rura Cu 99,9 o wymiarach φ6 × 0,5 mm i długości 9 mm, wypełniona lutem Sn60Pb40. Nakładki w kształcie litery „T” wykonywano na dwa sposoby. W celu optymalizacji, doboru odpowiedniego procesu formowania i zaprojektowania geometrii funkcjonalnych części narzędzia kształtującego wybrano symulację w środowisku oprogramowania ANSYS, co pozwala na użycie tylko jednej operacji kształtowania przez wytłaczanie. Wynikiem symulacji są wielkości naprężeń i odkształceń oraz różne parametry geometryczne kształtu głowic wytłoczonych elementów bimetalicznych z trzech proponowanych metod kształtowania. Celem było uzyskanie wytłoczek pozbawionych wad powłoki rury z Cu, takich jak pofałdowania i zmarszczki. Parametry geometryczne obserwowano i porównywano za pomocą makroanalizy produktów wytłaczania wykonanych w laboratoryjnym narzędziu kształtującym.
In the present paper, an analytical solution for the static deformation of a two dimensional model consisting of an infinite homogeneous isotropic elastic layer of uniform thickness placed over an irregular isotropic elastic half-space due to movement of a long tensile fault has been obtained. The rectangular shaped irregularity is assumed to be present in the lower half-space and assuming that the fault lies in the elastic layer at a finite depth say ’h’ to the upper surface of the layer. For numerical computation, the expressions of displacements and stresses are calculated by using Sneddon’s method and the effect of source depth and irregularity on the displacements and stresses has been investigated graphically.
Entropy generation of a steady Jeffrey fluid flow over a deformable vertical porous layer is analysed with consideration of a first-order chemical reaction and thermal diffusion. The porous material is modelled as a homogeneous binary mixture of fluid and solid phases where each point in the binary mixture is occupied concurrently by the fluid and solid. The combined phenomenon of solid deformation and fluid movement is taken into account. The impact of relevant parameters on the fluid velocity, solid displacement, temperature and concentration profiles is discussed. It is noticed that the Jeffrey fluid parameter enhances the entropy generation number, fluid velocity and solid displacement profiles, but a reverse effect is seen for the Bejan number. Further, entropy generation, fluid velocity and solid displacement reduce due to the higher estimates of the chemical reaction parameter, while the Bejan number enhances.
Improper disposal of waste tires will not only bring environmental impact and safety risks but also cause a serious waste of resources. In the field of civil engineering materials, waste tire particles are used as a substitute for non-renewable aggregates to produce flexible rubber-cement composites (RCC). To explore the high-speed slicing stability of RCC, this test took normal cement mortar (NCM) and rubber cement mortar (RCM) as research objects. The SHPB tests with the same impact energy level and the high-speed slicing tests with a slice thickness range of about 1.4 mm ~ 4.4 mm were carried out. The results showed that NCM and RCM showed different stability differences in the process of high-speed slicing. In the case of ensuring the integrity of the slice, the minimum thickness of the slice can be better decreased with the increase of the rubber content. Finally, from the perspectives of split Hopkinson pressure bar (SHPB) test results and mesoscopic structure states, the essential reason for ensuring the stability of high-speed slicing lied in the improvement of rubber particles (dominant role) and pores on material deformation and flexible energy dissipation.
Thin-walled plastic parts are susceptible to deformation during injection molding. Using the example of a notebook battery cover, optimization of the injection mold design and injection process parameters was performed with Moldflow software, which resulted in about 69% reduction of the deformations. Moreover, the uneven material shrinkage during the injection process has been shown to be the main cause of deformations of thin-walled plastic parts.
PL
Cienkościenne elementy z tworzyw polimerowych są podatne na odkształcenia podczas formowania metodą wtryskiwania. Na przykładzie pokrywy baterii notebooka dokonano optymalizacji konstrukcji formy wtryskowej oraz parametrów procesu wtrysku w programie Moldflow, co pozwoliło na zmniejszenie odkształceń o około 69%. Ponadto wykazano, że nierównomierny skurcz materiału podczas procesu wtryskiwania jest główną przyczyną deformacji cienkościennych elementów z tworzyw polimerowych.
Opisano metodę pomiaru ogromnej magnetostrykcji związków międzymetalicznych typu ciężka ziemia rzadka - żelazo przy użyciu tensometrów jako mierników odkształcenia. Przedstawiono układ pomiarowy oraz przebieg pomiaru. Podano wyniki pomiarów ogromnej magnetostrykcji otrzymane dla związków typu ciężka ziemia rzadka - żelazo posiadających strukturę krystaliczną typu MgCu2.
Porównano różne metody pomiarów odkształceń i przemieszczeń konstrukcji. Odkształcenia mierzono tensometrami elektrooporowymi i światłowodowymi, a przemieszczenia czujnikami indukcyjnymi, linkowymi oraz stosując system optycznej korelacji obrazu ARAMIS.
EN
Various methods of monitoring deformation and displacement of the structure were compared, based on the tests of the column-plate slab. Deformations were measured with electrofusion and fiber-optic strain gauges, and displacements with inductive and wire-line sensors and the ARAMIS optical.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper, a methodology is presented for determining the stress and strain in structural concrete sections, also, for estimating the ultimate combination of axial forces and bending moments that produce failure. The structural concrete member may have a cross-section with an arbitrary configuration, the concrete region may consist of a set of subregions having different characteristics (i.e., different grades of concretes, or initially identical, but working with different stress-strain diagrams due to the effect of indirect reinforcement or the effect of confinement, etc.). This methodology is considering the tensile strain softening and tension stiffening of concrete in addition to the tension stiffening of steel bars due to the tensile resistance of the surrounding concrete layer. A comparison of experimental and numerical data indicates that the results, obtained based on this methodology, are highly reliable and highly informative.
The functionally graded plates (FGP) with two new porosity distributions are examined in this paper. In this work the plate is modeled using the higher-order shear deformation plate principle. The shear correction variables are neglected. To evaluate the equations of motion, the Hamilton method will be used herein. Therefore, the free vibration analysis of FG plate is developed in this work. For porous smart plates with simply-supported sides, natural frequencies are obtained and verified with the established findings in the literature. The impact of the porosity coefficient on the normal frequencies of the plate for various thickness ratios, geometric ratios, and material properties was investigated in a thorough numerical analysis.
Current paper presents the results of the experimental analysis on permafrost uppermost soil samples with various physical properties (moisture, porosity) tested with varied external pressure and time. The aim of this work is to test properties of the soil samples intended for the construction of buildings, railways and objects of civil infrastructure by modeled external pressure, data visualization and analysis. Variations in the soil samples were studied by analysis of the equivalent soil cohesion (Ceq) in frozen soil samples. Methods include integrated application of the laboratory experiments, methods of the statistical data analysis and 3D plotting performed by the selected LaTeX packages. Laboratory experiments were performed using KrioLab equipment ‘Sharikovy Stamp PSH-1’. The 15 series of experiments have been tested. Models of the soil strength are graphically presented and statistically analyzed showing the results of the experiment.
Stability control of the roof is the key to safe and efficient mining of the longwall working face for a steeply dipping coal seam. In this study, a comprehensive analysis was performed on the roof destruction, migration, and filling characteristics of a steeply dipping longwall working face in an actual coalmine. Elastic foundation theory was used to construct a roof mechanics model; the effect of the coal seam inclination angle on the asymmetric deformation and failure of the roof under the constraint of an unbalanced gangue filling was considered. According to the model, increasing the coal seam angle, thickness of the immediate roof, and length of the working face as well as decreasing the thickness of the coal seam can increase the length of the contact area formed by the caving gangue in the lower area of the slope. Changes to the length of the contact area affect the forces and boundary conditions of the main roof. Increasing the coal seam angle reduces the deformation of the main roof, and the position of peak deflection migrates from the middle of the working face to the upper middle. Meanwhile, the position of the peak rotation angle migrates from the lower area of the working face to the upper area. The peak bending moment decreases continuously, and its position migrates from the headgate T-junction to the tailgate T-junction and then the middle of the working face. Field test results verified the rationality of the mechanics model. These findings reveal the effect of the inclination coal seam angle on roof deformation and failure and provide theoretical guidance for engineering practice.
The paper presents results of experimental tests carried out on concrete beams reinforced with glass fibre polymer reinforced (GFRP) bars, which have become recently one of the main substitutes for traditional steel reinforcement. GFRP bars were used in this research as the longitudinal and transverse reinforcement. An objective of the study was to investigate the influence of the shear reinforcement ratio on the shear capacity of GFRP reinforced concrete beams in comparison with the corresponding beam without shear reinforcement. Single-span, simply-supported T-section beams reinforced in flexure with 5 GFRP bars of 25 mm diameter were reinforced in shear with closed GFRP stirrups of 8 mm diameter applied in three variable spacings: 250 mm, 200 mm and 120 mm. The analysis of test results, failure modes and shear capacity is discussed in the paper in respect to investigated parameters.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych przeprowadzonych na betonowych belkach zbrojonych prętami z włókna szklanego GFRP (Glass Fibre Reinforced Polymer), które w ostatnim czasie stały się jednym z głównych zamienników tradycyjnego zbrojenia stalowego. Celem badań była analiza wpływu stopnia zbrojenia poprzecznego na nośność na ścinanie belek żelbetowych zbrojonych GFRP w porównaniu z belką bez zbrojenia na ścinanie. Zastosowano trzypunktowy schemat obciążenia belek o smukłości ścinania (a/d) równym 3,15 co klasyfikuje belki jako smukłe, bez występowania efektu łukowego podczas ścinania. Analizie poddano jednoprzęsłowe belki o przekroju teowym (beff = 650 mm, bw = 250 mm, hf = 80 mm, htot = 400 mm) o rozpiętości w osiach podpór 1800 mm. Obciążenie skupione przyłożono w odległości 1050 mm od podpory. Zbrojenie podłużne składało się z 5 prętów GFRP o średnicy 25 mm (stopień zbrojenia poprzecznego ρl = 2,91%). Zbrojenie poprzeczne zastosowano w formie zamkniętych strzemion GFRP o średnicy 8 mm w trzech różnych rozstawach: sf = 250 mm, 200 mm and 120 mm, odpowiadające odpowiednio trzem stopniom zbrojenia poprzecznego ρs: 0,16%, 0,20% i 0,33%. W celu porównania wpływu rozstawu strzemion na nośność belek na ścinanie zbadano element referencyjny bez zbrojenia poprzecznego.
Vertical transport of wall-panels is a part of the prefabrication process of wood-framed buildings. The total dead weight of a wall is suspended on several lifting slings, pointwise clasping the top plate of the wall. This indicates, that all the weight of a wall is cumulated in sheathing-to-framing fasteners, usually staples. This article presents experimental investigations and analytical models evaluated for the description of light wood-framed walls in the process of lifting. Three different models cover the analytical approach: a model of a simple beam on elastic supports (BSS), a model of assembled beams (ACBS), three-dimensional (3D) spatial FE model of the wall (WFEM). Board-to-beam joint material parameters are determined on the base of experimental results. These connections are converted into two variants in the form of spring elements for 2D analysis, and beam elements for 3D analysis. The numerical results exhibit that the proposed models may correctly represent behavior of a real wall in lifting, applying elastic materials parameters.
PL
Transport pionowy tarcz ściennych jest częścią procesu prefabrykacji szkieletowych budynków drewnianych. Cały ciężar ściany spoczywa wówczas na kilku zawiesiach zaplecionych wokół górnej belki ściany. Oznacza to, iż obciążenie to kumuluje się w łącznikach (zszywkach) łączących górną belkę z poszyciem ściany. W artykule opisano badania doświadczalne oraz zaproponowano modele obliczeniowe ścian poddanych odkształceniom w procesie podnoszenia. W badaniach szczególną uwagę zwrócono na miejsca zaczepienia zawiesi i ich wpływ na pracę statyczną elementów konstrukcji. Dodatkowym efektem badań był wpływ wad materiałowych na zachowanie się konstrukcji. Badania eksperymentalne prowadzono do zniszczenia, które dla tarcz bez otworów i bez widocznych wad materiałowych obserwowano przy obciążeniu około P=50kN, natomiast w przypadku tarczy z wadami materiałowymi obciążenie niszczące osiągnęło wartość P=34kN. Dzięki badaniom uzyskano obraz deformacji górnego rygla oraz łączników poszycia i konstrukcji drewnianej w szczególności w obszarze bezpośrednich oddziaływań sił pochodzących od zawiesi. W artykule zaproponowano trzy modele obliczeniowe do oceny deformacji ścian: model belki na sprężystych podporach (BSS), model belek złożonych z połączeniami w postaci sprężyn (ACBS) i przestrzenny model MES (WFEM). W modelach belkowych połączenia opisano za pomocą elementów sprężynowych, a w modelu 3D za pomocą elementów belkowych. Parametry materiałowe użyte w opisie połączeń określono na podstawie badań złączy na zszywki. Analizy teoretyczne wykazała bardzo dobrą zbieżność modeli teoretycznych z badaniami doświadczalnymi w zakresie obciążeń P od około 8kN do 20kN. Ten zakres obciążeń określono na podstawie rzeczywistych obciążeń wynikających z ciężarów podnoszonych elementów, ponadto wielkości tych obciążeń wynikają z liniowo-sprężystej fazy pracy łącznika w połączeniu płyty poszycia z konstrukcją. Obciążenia powyżej P=20,00 kN wykazują w analizach modelowych większą sztywność niż to wynika z rezultatów badań doświadczalnych tarcz. Zaproponowany nowy, złożony model belkowy (ACBS) z dużą dokładnością odwzorowuje rzeczywistą pracę konstrukcji ścian na obciążenia ciężarem własnym w procesie podnoszenia. Może być zastosowany do ścian o różnej długości i konfiguracji otworów. Model ten w łatwy sposób może służyć ocenie wytężenia łączników, a w szczególności określeniu takiego rozstawu zawiesi, w którym zagwarantowane jest bezpieczne przenoszenie ściany. Jako kryterium bezpieczeństwa można, w zależności od wymagań, przyjąć: dopuszczalną nośność, dopuszczalną deformację lub dopuszczalną podatność łącznika.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The current work develops a size-dependent model to provide a comprehensive analysis of static stability in doubly curved micro-panels resting on an elastic foundation. The doubly curved panel is made of advanced composites which reinforced with carbon-based materials. A seven-unknown shear deformation theory in curvilinear coordinate is combined with a non-classical approach to obtain a suitable model to get an accurate result for mechanical performance of micro-size shells. To perform this aim, a virtual work of Hamilton statement is developed and then an analytical technique on the basis of double-Fourier series is implemented for the microshell with fully simply supported conditions in edges. Results show that, CNTs reinforced composite curved shells exhibit a hardening response under buckling. It is also showed that the greatest critical buckling load of the microshell is observed for the shell with spherical panel followed by elliptical, cylindrical, and hyperbolic panels, respectively. Moreover, change of CNTs weight fraction can significantly alter the static stability characteristics of CNTs reinforced composite curved size-dependent shells.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.