Quantifiable measures of the structural degradation of construction materials

• Autorzy: Kaźmierczak H. , Pawłowski T. , Wojniłowicz Ł.

Warianty tytułu

PL

Mierzalne miary procesu degradacji strukturalnej materiałów konstrukcyjnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The authors have outlined a method for analysing the fatigue degradation of mechanical structures described in terms of variations in the mobility of dynamic impedances, their real and imaginary parts and fluctuations in the strength of dynamic rigidity and the strength of the internal damping of structures expressed as a function of degradation time (the number of degrading impulse impacts). The variations are identified over the full scope of destruction ranging from nucleation to dominant fracturing. Such an identification is carried out by the method of experimental modal analysis and by energy-based methods with the use of a mechatronic accelerated testing station. The paper provides definitions of the related measurable measures of the process[6]. The point is illustrated with an overview of selected strength characteristics of modern construction steel.

PL

Przedstawiono zarys metody analizy procesu degradacji zmęczeniowej struktur mechanicznych, opisanej przez charakterystyki zmian mobilności dynamicznych, impedancji, ich części rzeczywistych i części urojonych oraz zmian mocy sił sztywności dynamicznych i mocy sił tłumienia wewnętrznego struktur w funkcji czasu procesu degradacji(liczba degradujących uderzeń impulsowych). Charakterystyki te wyznacza się w pełnym zakresie procesu niszczenia od nukleacji do dominującego pęknięcia metodą eksperymentalnej analizy modalnej i metodami energetycznymi z zastosowaniem mechatronicznego stanowiska badań przyspieszonych. Praca zawiera definicje mierzalnych miar procesu. Jako przykład zamieszczono wybrane charakterystyki właściwości wytrzymałościowych nowoczesnych stali konstrukcyjnych.

Słowa kluczowe

EN

structural changes; dynamic mobility; impedance; mode; work of damping forces

PL

zmiany strukturalne; mobilność dynamiczna; impedancja; mod; praca sił tłumienia

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 14, No. 4
• Strony: 77--83
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kaźmierczak H.

• Industrial Institute of Agricultural Engineering, ul. Starołęcka 31, 60-963 Poznań, Poland

autor

Pawłowski T.

• Industrial Institute of Agricultural Engineering, ul. Starołęcka 31, 60-963 Poznań, Poland

autor

Wojniłowicz Ł.

• Industrial Institute of Agricultural Engineering, ul. Starołęcka 31, 60-963 Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] Akiniva Y. Stanzl-Tschegg S., Meyer H., Wakita M., Tanaka K., Fatigue strength of spring steel under axial and torsional loading in the very high cycle regime, International Journal of Fatigue, 30, 12, 2008, 2057-2063.
• [2] Blicharski M., Deformation and cracing, ISBN 83-88408-53-4, Publishing, AGH, Kraków 2002.
• [3] Cempel C., Tabaszewski M., Multidimensional Condition Monitoring of Machines in Nonstationary operation, Mechanical Systems and Signal Processing, 21, 2007, 1233-1241.
• [4] Cempel C., Generalized singular value decomposition in multidimensional condition monitoring of machines - A proposal of comparative diagnostics, Mechanical Systems Signal Processing, 23, 2009, pp.701-711.
• [5] Cempel C., Innovative multilevel energy processor in machine condition monitoring, Proceedings of International Conference on Quality, Reliability, Risk, Maintenance and SafetyEngineering, Xi’an China, June 2011.
• [6] Dietrich L., The process and parameters of damage of structural materials, IPPT PAN Warszawa 2003.
• [7] Łagoda T., Energetic models of fatigue life assessment for constructional materials under uniaxial and multiaxial random loads. Studies and monographs, book 121, Opole University of Technology, Opole 2001.
• [8] Olesiak Zb. S., Engel Zb.W., HUBER, ISBN 83-7204-557-7, Institute for Sustainable Technologies-National Research Institute Publishing Hause of the, Radom 2006.
• [9] Yang L., Fatemi A., Cumulative Fatigue Damage Mechanisms and Quantifying Parameters: A Literature Review, J. Testing and Evaluation, 26, 2, 1998, 89-100.
• [10] Kaźmierczak H., Analysis of dynamic load power distribution in mechanical systems. Publishing House of Poznań University of Technology, Poznań 2001, Studies 363.
• [11] Kaźmierczak H., Pawłowski T., Kromulski J., Energetic methods in machine diagnostics, Diagnostyka, No 1(45)/2008.
• [12] Kaźmierczak H., Kromulski J., Pawłowski T., Energetic modes in description of mechanical structures degradation, monograph "Selected issues of modal analysis of mechanical structures. Collective work edited by Tadeusz Uhl, Department of Robotics and Machine Dynamics at University of Science and Technology, Kraków 2008.
• [13] Kaźmierczak H., Pawłowski T., Kromulski J., Methods of describing structural degradation in constructional materials, Selected problems of modal analysis of mechanical systems, ISBN 978-83-7204-832-5, Radom 2009.
• [14] Kaźmierczak H., Pawłowski T., Energetic characteristics in description of structural degradation of constructional materials, Selected problems of modal analysis of mechanical systems, ISBN 978-83-7204-983-4, Radom 2010.
• [15] Kaźmierczak H., Pawłowski T., Kromulski J., Energetic modes in description of structural degradation of constructional materials, Diagnostyka, No 1(57)/2011.
• [16] Martowicz A., Kurowski P. ,Uhl T., Problems of determining the location of the measuring sensors for use in experimental modal analysis, Selected problems of modal analysis of mechanical systems, ISBN 978-83-7789-074-5, Radom 2011.
• [17] Rosiek M., Martowicz A., Uhl T., Electromechanical impedance based SHM system for aviation applications, Structural Health Monitoring, Kraków 2012.
• [18] Zhong Zhang, G. Hartwig: Relation of damping and fatigue damage of unidirectional fibre composites, International Journal of Fatigue. 24, 2002, p. 713 - 718.
• [19] Żurek Z. H., Kukla D., Kurzydłowski K. J., Wybrane metody wykrywania degradacji zmęczeniowej w stalach ferromagnetycznych. Przegląd Elektrotechniczny 2012 R. 88, nr 7a, 218-222.