Badania efektu akustoelastycznego w autoklawizowanym betonie komórkowym

• Autorzy: Jasiński Radosław

Warianty tytułu

EN

Research on the acoustoelastic effect (AE) in autoclaved aerated concrete

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jedną z metod określania stanu odkształcenia i naprężenia istniejących konstrukcji jest tensometria ultradźwiękowa wykorzystująca efekt akustoelastyczny (AE). Metoda jest stosowana głównie w przypadku materiałów jednorodnych, takich jak stal lub tworzywa sztuczne. Przedmiotem prezentowanych badań było wykorzystanie zjawiska AE do wyznaczania naprężeń w próbkach z autoklawizowanego betonu komórkowego. Wyznaczono zależności wiążące naprężenia ściskające z prędkościami podłużnej fali ultradźwiękowej, z uwzględnieniem wilgotności.

EN

One of the methods of determining the state of deformation and stresses of existing structures is ultrasonic strain gauges using the acoustoelastic effect (AE). The method is mainly used for homogeneous materials such as steel or plastics. The subject of the presented research was the use of the AE efekt to determine the stresses in samples made of autoclaved aerated concrete. The relationships linking the value of compressive stresses with the velocity of the longitudinal ultrasonic wave with regard to humidity were determined.

Słowa kluczowe

PL

efekt akustoelastyczny; beton komórkowy; pomiar naprężenia; naprężenie ściskające; wilgotność; badanie ultradźwiękowe

EN

acoustoelastic effect; autoclaved aerated concrete; stress measurement; compressive stress; moisture; ultrasonic test

• Wydawca: Fundacja Polskiego Związku Inżynierów i Techników Budownictwa
• Czasopismo: Inżynieria i Budownictwo
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 77, nr 3
• Strony: 96--101
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Jasiński Radosław

• Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa

• https://orcid.org/0000-0003-4015-4971

Bibliografia

• [1] Auld B.A.: Acoustic Fields an Waves in Solid. John Wiley and Sons, New York. London. Sydney. Toronto 1973.
• [2] Bayer R. T., Letcher S. V.: Phisical ultrasonics. Academic Press. New York, London 1969.
• [3] Malhotra V.M., Carino N.J: Handbook on Nondestructive Testing of Concrele. CRC Press: Boca Raton. FL. USA. 2003.
• [4] Huan H., Liu L., Mandelis A., Peng C., Chen X., Zhan J.: Mechanical Strength Evalualion of Elastic Materials by Multiphysical Nondestructive Methods: A Review. Appl. Sci. 2020. 10. 1588. https://doi.org/10.3390/app10051588.
• [5] Hola J., Schabowicz K.: State-of-the-art non-destructive methods for diagnostic testing of building structures - Anticipated development trends. Arch. Civ. Mech. Eng. 2010. 10. https://doi.org/10.1016/S1644-9665(12)60133-2.
• [6] Breysse D.: Nondestructive evaluation of concrete strength: An historical review and a new perspective by combining NOT methods. Constr. Build. Mater. 2012. 33. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat. 2011.12.103.
• [7] Benson R.W., Raelson V.J.: Acoustoelasticity. Product Engineering 30 July 20 1959. 56-59.
• [8] Jasiński R., Drobiec L., Mazur W.: Validation of Selected Non-Destructive Methods for Determining the Compressive Strength of Masonry Units Made of Autoclaved Aerated Concrete. Materials 2019. 12. 389. https://doi.org/10.3390/ma12030389.
• [9] Jasiński R.: Determination of AAC masonry compressive strength by semi destructive method. Nondestructive testing and diagnostics. 2018. 3. hltps://doi.org/10.26628/wtr.v91i2.1023.
• [10] Biot M.A.: The influence of initial stress on elastic waves. J. Appl. Phys. 11. 1940. https://doi.org/10.1063/1.1712807.
• [11] Huges D.S., Kelly J.L.: Second Order Elastic Deformation of Solids. Physical Review. 1953. https://doi.org/10.1103/PhysRev.92.1145.
• [12] Bergman R.H., Shahbender R.A.: Effect of stalically applied stresses on the velocity of propagation of ultrasonic waves. J. Appl. Phys. 29. 1958. hltps://doi.org/10.1063/1.1723035.
• [13] Tokuoka T., Saito M.: Elastic wave propagations and acoustical birefringence in stressed crystals. J. Acoust. Soc. Am. 45. 1968. https://doi.org/10.1121/1.1911595.
• [14] Husson D., Kino G.S.: A perturbation theory for acoustoelastic effects. J. Appl. Phys. 53. 1982. https://doi.org/10.1063/1.331623.
• [15] Benson R. W., Raelson V.J.: Acoustoelasticity. Product Engineering 30 July 20 1959. 56-59.
• [16] Nikitina N. Ye., Ostrovsky L.A.: An ultrasonic method for measuring stresses in engineering materials. Ultrasonics. Volume 35. Issue 8. January 1998. hltps://doi.org/10.1016/S0041-624X(97)00154-6.
• [17] Dorfi H.R., Busby H.R., Janssen M.: UItrasonic stress measurements based on the generalized acoustic ratio technique. Internalional Journal of Solids and Structures. Volume 33. Issue 8. March 1996. hltps://doi.org/10.1016/0020-7683(95)00069-0.
• [18] Man C., Lu W. Y.: Towards an acoustoelastic theory for measurement of residual stress. Journal of Elasticity. 17. 1987. https://doi.org/10.1007/BF000430221951.
• [19] Murnaghan F.D.: Finite deformation of an elastic solid. Am. J Math. 59. 1937. 235-260. doi: 10.2307/2371405 https://www.jstor.org/stable/2371405.
• [20] Murnaghan F.D.: Finite Deformation of an Elastic Solid. Wiley Publishing: Hoboken, NJ, USA, 1951.
• [21] Tylczyński Z., Mróz B.: The influence of uniaxial stress on ultrasonic wave propagation in ferroelastic (NH4)4LiH3(S04)4. Solid State Commun. 101. 1997. hltps://doi.org/10.1016/S0038-1098(96)00673-4.
• [22] Takahashi S., Motegi R.: Measuremenl of third-order elaslic constants and applications to loaded structural materials. Springer Plus July 4. 2015. 325. https://doi.org/10.1186/s40064-015-1019-2.
• [23] Takahashi S.: Measurement of third-order elastic constants and stress dependent coefficients for steels. Mechanics of Advanced Materials and Modern Processes. 4:2. 2018. https://doi.org/10.1186/s40759-018-0035-7.
• [24] PN-EN 771-4:2011 Wymagania dotyczące elementów murowych. Część 4: Elementy murowe z autoklawizowanego betonu komórkowego.
• [25] PN-EN 1996-1-1:2010+A1:2013-05P. Eurokod 6: Projektowanie konstrukcji murowych. Część 1-1: Reguły ogólne dla zbrojonych i niezbrojonych konstrukcji murowych.
• [26] Bartlett F.M., Macgregor J.G.: Effect of Moisture Condition on Concrete Core Strengths. 1993. ACI Malerials Journal 91 (3. May-June).
• [27] Suprenant B.A., Schuller M.P.: Nondestructive Evaluation & Testing of Masonry Structures. Hanley Wood Inc. USA. 1994.
• [28] McCann D.M., Forde M.C.: Review of NDT methods in the assessment of concrete and masonry structures. NOT E Int. 2001. 34. https://doi.org/10.1016/S0963-8695(00)00032-3.
• [29] Haach V.G., Ramirez F.C.: Qualitative assessment of concrete by ultrasound tomography. Constr. Build. Mater. 2016. 119. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.05056.
• [30] Zielińska M., Rucka M.: Non-Destructive Assessment of Masonry Pillars using UItrasonic Tomography Materials. 2018. 11. 2543; https://doi:10.3390/ma11122543.
• [31] Deputat J.: Właściwości i wykorzystanie zjawiska elastoakustycznego do pomiarów naprężeń własnych. Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, Warszawa 1987.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).