Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Pomiary odkształceń posadzki hangaru – nowa metoda interpretacji wyników

Kanciruk A.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2018

|

T. 20, nr 4

371--382

PL

W lutym 2011 roku w hangarze lotniczym zainstalowano aparaturę do obserwacji deformacji jego płyty posadzkowej. W latach 2011-2016 w hangarze tym serwisowano wyłącznie samoloty jednego typu, które wprowadzano do niego w ściśle określony sposób. Począwszy od września 2017 roku hangar służy też samolotom większym, które poprzez swe podwozie wywołują nacisk i odkształcanie się płyty posadzkowej w sposób odmienny niż standardowy. Aby odkształcenia te wyodrębnić, konieczne stało się zastąpienie automatycznego sposobu ich wyznaczania sposobem półautomatycznym, który uwzględnia wszystkie istotne przypadki odkształceń płyty. Dodatkowo uwzględnia on też niemożność uzyskania wyników pomiarowych z jednego z tensometrów, uszkodzonych podczas prac modernizacyjnych hangaru w 2016 roku. Zgodnie z tym sposobem przeliczono ponownie wszystkie uzyskane od początku 2017 roku wyniki pomiarowe, przez co wykryto kilka niestandardowych przypadków hangarowania samolotów.

EN

In February 2011, the measuring system for observing the strains of its floor slab was installed in the aircraft hangar. In 2011-2016, only airplanes of one type were serviced in the hangar, which were introduced in a strictly defined way. Starting from September 2017, the hangar also serves larger planes, which through their chassis create pressure and strain of the floor slab in a different way than standard. In order to distinguish these strains, it was necessary to replace the automatic method of their determination with the semi-automatic one, which takes into account all significant cases of strains of the slab. Additionally, it also includes the inability to obtain measurement results from one of the strain gauges damaged during the hangar’s modernization works in 2016. According to this method, all measurement results obtained since the beginning of 2017 were recalculated, which resulted in the detection of several non-standard cases of aircraft hangaring.

2

Wpływ parametrów syntezy na wytrzymałość na ściskanie geopolimerów otrzymanych z popiołów lotnych

Baran P., Zarębska K., Kanciruk A., Nazarko M., Obal M.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 9

1923--1926

PL

Przeanalizowano parametry syntezy, a także określono wpływ modyfikacji popiołów lotnych na właściwości otrzymanych geopolimerów. Badania wykonano dla popiołu lotnego wapiennego uzyskanego ze spalania węgla brunatnego. W celu modyfikacji popiołu poddano go odmagnesowaniu i dopaleniu. Wytypowane w ten sposób popioły poddano aktywacji roztworem alkalicznym składającym się z mieszaniny szkła wodnego sodowego oraz stężonego roztworu NaOH. Uzyskane produkty poddano badaniom wytrzymałości na ściskanie. Stwierdzono, że proces usunięcia elementów ferromagnetycznych istotnie poprawia parametry wytrzymałościowe. Stwierdzono również, że wyższą wytrzymałością cechuje się próbka, do syntezy której użyto większą ilość NaOH.

EN

Raw ash derived from the burning of lignite optionally modified by (i) removal of Fe compds. in the ferromagnetic separator, (ii) burning of coal in oven (800°C, 6 h) was used to obtain geopolymers. Mixts. of aq. Na glass and NaOH were used in different proportion as activators. Modification (i) and use of an activator with dominant NaOH content significantly improved the compressive strength parameters of geopolymers.

3

Opracowanie i konstrukcja udoskonalonego miernika-rejestratora strunowego

Kanciruk A.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2016

|

T. 18, nr 4

97--107

PL

Wykorzystując koncepcję i projekt, które zostały opracowane w roku ubiegłym, zrealizowano prototypowy miernik-rejestrator strunowy nowego typu. Urządzenie to wykorzystuje zalety użytkowe urządzeń zaprojektowanych i skonstruowanych wcześniej, które zostały zastosowane z powodzeniem do różnych prac badawczych o charakterze polowym. W opracowaniu przedstawiono układ funkcjonalny urządzenia, jego budowę oraz cechy użytkowe poparte wynikami testów laboratoryjnych. Cechy te porównano z cechami wspomnianych urządzeń wykonanych wcześniej, akcentując trafność wprowadzenia nowych rozwiązań układowych i funkcjonalnych. W roku 2016 kontynuowano badania deformacji posadzki hangaru lotniczego i wprowadzono konieczną modyfikację sposobu interpretacji uzyskiwanych wyników pomiarowych. Modyfikacja ta wymuszona jest częściowym uszkodzeniem systemu pomiarowego wskutek prac modernizacyjnych przeprowadzonych w hangarze.

EN

Basing on a concept and design elaborated in the 2015 year, a new prototypic vibrating-wire meter-recorder was realized. This instrument makes the most of advantages of other measurement devices, designed and constructed by the autor previously. The devices were used succesfully in several in-situ researches. In the paper a functioning diagram of the new instrument is presented, as well as its construction and utility features. The features are compared to the features of the mentioned above older instruments, concerning on introduced functional modifi cations. In the year 2016 researches of deformations of a hangar floor slab were continued. Due to the fact, that the measuring system installed in the hangar in the year 2011 was slighly damaged during the last modernisation of the slab, a new method of interpreting measurement data was introduced.

4

Ring-shaped strain gauges and their application

Kanciruk A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 8

190--193

PL

W artykule przedstawiono zaprojektowany i skonstruowany tensometr pierścieniowy. Jest on przeznaczony do pomiaru odkształceń poprzecznych betonowych kolumn wsporczych, w celu monitorowania ich stanu. Elektryczne uzwojenie oporowe tensometru jest starannie zahermetyzowane, przez co może on być zalewany płynną mieszanką betonową i użytkowany w środowisku wilgotnym. W artykule umieszczono również wyniki przykładowego zastosowania tensometru pierścieniowego w warunkach laboratoryjnych.

EN

This paper provides a description of a designed and constructed ring-shaped strain gauge. Such a gauge, intended for measuring transverse strain of a concrete supporting column, can be used for monitoring the state of the latter. The electric resistance element of the gauge is thoroughly sealed in a watertight manner, thereby making it possible to flood it with poured concrete and then use in a humid environment. The paper also discusses the effects of an exemplary application of ring-shaped strain gauges under laboratory conditions.

5

Opracowanie i konstrukcja udoskonalonego miernika-rejestratora strunowego

Kanciruk A.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2015

|

Vol. 17, no. 3-4

67--75

PL

W roku 2011 w hangarze na terenie lotniska w Pyrzowicach zamontowano strunowy system pomiarowy, w skład którego weszły dwa mierniki-rejestratory. Urządzenia te podczas ponad czteroletniej pracy zarejestrowały ok. 800 000 wyników pomiarowych, przez co wykazały się znakomitą funkcjonalnością i niezawodnością. Mierniki- rejestratory są jednak urządzeniami prowizorycznymi, skonstruowanymi z zastosowaniem podzespołów pochodzących z różnych wcześniejszych opracowań. Dlatego w roku 2015 przystąpiono do opracowania oryginalnego miernika-rejestratora o poszerzonych w stosunku do wspomnianych urządzeń możliwościach i nowocześniejszej konstrukcji. Obecnie gotowy jest jego schemat montażowy i wykonana na jego podstawie płytka drukowana, na której sukcesywnie montowane są i uruchamiane poszczególne podzespoły urządzenia. Poza pracami nad nowym miernikiem-rejestratorem w roku 2015 opracowano i wykonano tensometr strunowy o wzmocnionej konstrukcji do betonu wałowanego, oraz prostą komorę termostatowaną do badań tensometrów. Ponadto kontynuowano pomiary we wspomnianym hangarze i pomiary wpływu drgań komunikacyjnych na budynek mieszkalny.

EN

In 2011 a vibration-wire measurement system was installed in a hangar situated in area of Pyrzowice airport. The system contains 2 data loggers. In spite of it, that the loggers are not modern, temporary instruments, they function faultless for more then 4 years, providing approx. 800 000 measurement results. Basing on the loggers functioning features, in 2015 a new vibrating wire measurement data logger was designed. The new instrument is not only the modernized copy of the mentioned above loggers, but contains much innovations and additional units as well. At the end of the 2015 year its schematic diagram, layout artwork and printed circuit board are ready. Also in 2015 strains of above mentioned hangar fl oor slab recording was continued, as well as measurements of rail traffic induced vibrations in an apartment building. Additionally a new, solid vibrating wire strain transducer for installing in roller-compacted concrete mass was designed and constructed as well as a simple low-cost thermostatic cell, necessary for further research.

6

Badanie intensywności wstrząsów pochodzenia komunikacyjnego w budynku mieszkalnym

Kanciruk A.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2015

|

Vol. 17, no. 1-2

49--53

PL

Wstrząsy pochodzenia komunikacyjnego mogą być szkodliwe dla budowli i uciążliwe dla mieszkańców. Dlatego korzystnym jest monitorowanie ich intensywności, szczególnie w miejscach gęsto zasiedlonych. W artykule przedstawiono problem narażenia budynku mieszkalnego na drgania pochodzące od pobliskiej linii tramwajowej. Do badania intensywności drgań budynku zastosowano niskokosztową aparaturę pomiarowo-rejestracyjną. Uzyskane za jej pomocą dane pozwalają na liczbowe oszacowanie intensywności drgań.

EN

Vibrations of rail traffic origin can be harmful for buildings and onerous for inhabitants. Therefore it is favorable to monitor their intensity, especially in areas of dense population. In the paper a problem of infl uence of the vibrations upon an apartment building is presented. The building is situated close to a tram line. As a measurement and recording apparatus two low cost instruments were applied. The recorded data made it possible to evaluate the vibrations intensity.

7

Zastosowanie silnika krokowego do napędu prasy uniwersalnej

Kanciruk A.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2014

|

Vol. 16, no. 1-2

77--82

PL

Aparat Marshall’a jest jednym z podstawowych urządzeń badawczych użytkowanych przez laboratoria wytwórni mas bitumicznych i przedsiębiorstw budowy dróg. Wyposażenie pewnej wersji konstrukcyjnej aparatu w elektroniczny system pomiarowo-sterujący sprawiło, że przeprowadzenie testu wykonywanego przy jego użyciu – oznaczenia stabilności i odkształcenia mas mineralno-asfaltowych, stało się prostsze i dokładniejsze niż przy użyciu aparatu wyposażonego w najprostsze, mechaniczne przyrządy pomiarowe. Z czasem pojawiła się potrzeba uczynienia aparatu bardziej uniwersalnego, dostosowanego również do testów nośności gruntu i innych testów wytrzymałościowych. Dlatego zmieniono jego konstrukcję, przystosowując ją do napędu silnikiem krokowym. Silnik ten sterowany jest wspomnianym elektronicznym systemem, odpowiednio przekonstruowanym i przeprogramowanym.

EN

The Marshall apparatus is a test device widely used in laboratories of bituminous mass manufacturers and road construction companies. One version of the apparatus equipped with an electronic measurement and control system makes the testing procedures (determining the stability and deformations of bituminous mass) easier and more accurate than when the simplest mechanical devices are used. Further, the need arose to make the apparatus more universal to be used in measurements of load carrying capacity and strength of soils. That is why the design structure of the apparatus has been altered so that it could be driven by a stepper motor. The motor is controlled by the electronic system, re-designed and re-programmed accordingly.

8

Nowe rozwiązania konstrukcyjne tensometrów strunowych

Kanciruk A.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2014

|

Vol. 16, no. 3-4

61--70

PL

Nawierzchnie lotniskowe wykonywane są niemal wyłącznie w z płyt betonowych spoczywających na podbudowie. Płyty te odseparowane są od siebie szczelinami dylatacyjnymi, zazwyczaj wypełnionymi materiałem elastycznym. Wieloletnie obserwacje deformacji płyt posadzki hangaru wykazały, że odkształcają się one wskutek naprężeń termicznych i obciążeń eksploatacyjnych głównie w strefach sąsiadujących z ich krawędziami. Powoduje to zmianę szerokości szczelin dylatacyjnych, oraz pojawianie się istotnych różnic poziomu powierzchni płyt. W literaturze wzmiankowane są też inne przyczyny powstawania tych różnic. Różnice te z czasem czynią nawierzchnię coraz bardziej nierówną. Dlatego uzasadnionym jest pomiar przemieszczeń płyt w strefie szczelin dylatacyjnych w celu monitorowania stanu nawierzchni i badania wpływu różnych czynników na jej degradację. Do pomiarów takich właściwym wydaje się użycie tensometrów strunowych, o dobrej długookresowej stabilności parametrów metrologicznych. W artykule zostanie opisane pewne rozwiązanie konstrukcyjne tensometru strunowego o budowie umożliwiającej umieszczenie go w szczelinie, przedstawiona będzie też jego charakterystyka oraz przewidywany sposób pomiaru.

EN

Runway surfaces are usually made of concrete slabs lying on macadam foundations. The slabs are separated each other with settlement joints. The joints are often filled with a special type elastic material. Almost four years research of hangar floor deformation proves, that the slabs strains (both thermal and load) manifest mainly close to the joints. They cause changes of joints widths and vertical dislocations of slabs edges. It causes uneveness of the overall surface. Therefore it is necessary to measure the dislocations of slabs for monitoring the state of the runway surface and for researching the infl uence of various causes leading to its degradation. Vibrating wire displacement transducers should be adequate for this purpose, because of their good long-term metrological parameters. In this paper, a new construction of such a transducer is described, as well as its characteristics and intended manner of its instalation.

9

Investigating the impact of temperature changes, material aging, and service load on the strain of a reinforced concrete construction

Kanciruk A.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 4

913--924

EN

Intensive exploitation of coal beds in the Upper Silesia Coal Basin led to the degradation of the Katowice-Muchowiec civilian/military airport. As a result, it became necessary to adapt the Pyrzowice military airport for use as a public transport facility. This involved reconstruction of a hangar located at the airport. As part of this process, a new hangar slab was constructed, designed in such a way as to bear the load of passenger aircraft. In the area of the greatest wheel load to the slab, three strain rosettes were installed for the purpose of monitoring the slab strain. The mointoring process - which has been automatically conducted for almost three years now - revealed deformations resulting from service load, the aging of reinforced concrete, and changes of its temperature.

PL

Intensywna eksploatacja górnośląskich złóż węgla doprowadziła do degradacji cywilno-wojskowego lotniska Katowice-Muchowiec. W związku z tym, wynikła konieczność przystosowania do celów komunikacyjnych lotniska wojskowego w Pyrzowicach, w tym przebudowy znajdującego się na jego terenie hangaru. W ramach przebudowy wykonano nową posadzkę, zdolną przenosić ciężar samolotów pasażerskich. W posadzce tej, w rejonie występowania największych nacisków zainstalowano 3 rozety tensometryczne w celu monitorowania jej odkształceń. Monitorowanie to, prowadzone w sposób automatyczny już niemal 3 lata, wykazało występowanie odkształceń będących skutkiem obciążeń eksploatacyjnych, starzenia się żelbetu oraz zmian jego temperatury.

10

Nowe rozwiązanie konstrukcyjne głowicy pomiarowej strunowego tensometru gruntowego. Kontynuacja obserwacji odkształceń posadzki hangaru i wychylenia wieży kościoła. Obserwacja wpływu wstrząsów komunikacyjnych na budynek mieszkalny

Kanciruk A.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2013

|

Vol. 15, no. 3-4

115--124

PL

W latach 2009-2010 w Rudzie Śląskiej, na terenie poddanym wpływom eksploatacji górniczej prowadzono pomiary odkształceń gruntu z zastosowaniem nowego tensometru strunowego. Głowica pomiarowa tego tensometru, wykonana z tanich, ogólnie dostępnych materiałów wykazała się dobrymi parametrami metrologicznymi, ale jej konstrukcja była zbyt złożona, o zbytnich gabarytach. Nie sprawdziły się też uszczelnienia jej obudowy. W roku 2013 zaprojektowano nową głowicę pomiarową, o prostszej i bardziej zwartej konstrukcji. Szczególny nacisk położono na hermetyzację jej obudowy. Przeprowadzono wzorcowanie głowicy. W roku bieżącym kontynuowano prowadzenie pomiarów odkształceń posadzki hangaru lotniczego znajdującego się na terenie MPL Katowice w Pyrzowicach. Zaobserwowano zauważalny spadek odkształceń posadzki wywoływanych jej obciążaniem eksploatacyjnym, co może być wywołane dalszymi pracami inwestycyjnymi na terenie lotniska. Również w roku bieżącym kontynuowano obserwacje zachowania się wieży zabytkowego budynku kościoła znajdującego się w Bytomiu-Miechowicach. Mimo zakończenia wydobycia węgla w sąsiedztwie kościoła, zaobserwowano dalszy wzrost wychylenia wieży, bez zmian jego azymutu. W miesiącu październiku wykonano elektroniczny podzespół wzmacniająco-formujący do górniczego akcelerometru magnetoelektrycznego, który wraz z rejestratorem został zainstalowany w Mysłowicach, w XIX-wiecznym budynku mieszkalnym. Budynek ten znajduje się wprawdzie na terenie poddanym wpływom podziemnej eksploatacji górniczej, lecz obecnie szczególnie szkodliwymi dla jego konstrukcji i uciążliwymi dla mieszkańców są wstrząsy komunikacyjne pochodzące od sąsiadującej z nim linii tramwajowej.

EN

Ground deformation measurements were taken in the mine subsidence areas in Ruda Śląska from 2009 to 2010, with the use of a new-design wire strain gauge. The measuring head, made of cheap and easily available materials, exhibited good metrological features through its structure proved to be too complex, the head itself was too bulky and the tight-proofi ng of the housing proved inadequate, too. In 2013 a new design of the sensor head was developed, more compact and simpler in design. The tight-proofi ng of its housing was the primary consideration. The newly fabricated head was then calibrated. That year measurements were taken of strain of the hangar floor on the premises of the Pyrzowice airport (MPL Katowice). It appears that strain due to operational loads tends to decrease, which may be associated with further construction works at the airport. In 2013 measurements were also taken of the tower of an old historic church in Bytom-Miechowice. Even though the mining operations in the neighbourhood of the church were finished, the tower’s tilt still tends to increase and its azimuth does not change. In October 2013 an electronic sub-assembly was engineered, for reinforcing and supporting a magnetoelectric accelerometer to be used in mines. Alongside a recorder, this unit was installed in a residential building in Mysłowice, dating back to the 19th century. This building is located in the area affected by deep mining operations, though the greatest damage to its structure is caused by vibrations from a nearby tram line, perceived by local inhabitants as a nuisance.

11

Instalacja aparatury pomiarowej w budynku zabytkowego kościoła. Pomiar i rejestracja nachyleń wieży

Kanciruk A.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2012

|

Vol. 14, no. 1-4

113--120

PL

W latach ubiegłych, w ramach działalności statutowej Pracowni opracowano i skonstruowano telemetryczny miernik strunowy, oraz również strunowy, prototypowy inklinometr. Miernik zapewnia wielokanałowy pomiar wielkości fi zycznych przy użyciu przetworników strunowych i przesył uzyskanych danych poprzez sieć telefonii komórkowej. Inklinometr natomiast przeznaczony jest do pomiaru wychyleń konstrukcji w dowolnej płaszczyźnie. Obydwa te przyrządy zostały zastosowane wraz z czterema zakupionymi tensometrami do obserwacji stanu budynku zabytkowego kościoła znajdującego się na terenie oddziaływania podziemnej eksploatacji górniczej. Tensometry użyto do pomiaru zmian rozwartości szczelin w nawie głównej obiektu, a inklinometr do pomiaru zmian nachylenia wieży. Tym sposobem możliwy był zdalny monitoring stanu budynku. Zgromadzone dane pomiarowe wykazały wpływ eksploatacji górniczej na rozwartość szczelin i nachylenie wieży. Szczególnie to ostatnie, okazało się wrażliwe nie tylko na postępujący front wydobycia, ale też na obecność starych zrobów i zaistniałe wstrząsy. Uzyskany materiał badawczy dowodzi trafności konstrukcji inklinometru i telemetrycznego miernika strunowego, oraz sensowności stosowania tych urządzeń w podobnych obserwacjach.

EN

The research work undertaken in the Laboratory in recent years has led to the development and fabrication of a telemetric wire meter and a prototype wire inclinometer. The fi rst device enables the multi-channel measurement of physical parameters using wire transducers and data transmission via the cellular telephone network. The inclinometer measures the inclination of engineering structures and its azimuth. These two devices and the strain gauges purchased for the purpose the research programme have been used for monitoring of the condition of an old historic church building located in the mine subsidence area. Strain gauges are used for measuring the cracks that have appeared in the main aisle whilst the inclinometer is used to measure the tilt of the church tower, thus enabling the remote monitoring of the church condition. The collected measurement data reveal the impacts of the mining operations and its infl uence on the extent of cracks size and tower inclination, which proves to be particularly sensitive to the advancing face and the presence of old goafs and occurring tremors. The research data fully confirms the adequacy of the design of the inclinometer and the telemetric wire meter and their applicability to monitoring projects.

12

Methods for evaluating ground dislocations in mining areas

Kanciruk A.

Archives of Mining Sciences

|

2012

|

Vol. 57, no. 3

487--496

EN

Underground exploitation of natural resources results in disturbance of the original equilibrium in the strata and leads to the emergence of the so-called subsidence troughs on the ground surface (Florkowska, 2010). Due to ground distortion, buildings located in these areas suffer damages and deformations, including angular tilts. An instrument for measuring constructions’ angles of slope is known as an inclinometer. The prototypical vibrating wire inclinometer discussed in the present paper has three wires (each of them cooperating with one electromagnet) on which a weight - attached to an arm - is suspended. Thanks to this, it comes of use in a range of procedures, such as measuring object inclines, or determining the angle between the plane of the incline and the assumed reference direction. As any other vibrating wire transducer, an inclinometer cooperates with a proper electronic device which makes it possible to measure the vibration period for each wire separately. The device is also used for the inclinometer’s calibration. Additionally, the paper provides an example of an inclinometer’s use in measuring the angular tilt of a historical church tower located in the area affected by underground mining operations connected with exploitation of hard coal.

PL

Podziemna eksploatacja kopalin powoduje naruszenie pierwotnej równowagi w górotworze i powstawanie na powierzchni terenu tzw. niecek osiadania (Florkowska, 2010). Wskutek deformacji podłoża, budowle posadowione w tych rejonach doznają uszkodzeń i deformacji - w tym nachyleń. Urządzeniem do pomiaru nachylenia konstrukcji budowlanych jest inklinometr. Opisany w artykule prototypowy inklinometr strunowy zawiera 3 struny, na których zawieszony jest za pośrednictwem ramienia ciężarek. Z każdą struną współpracuje indywidualny elektromagnes. Dzięki temu, inklinometr może być przydatny do pomiaru nachylenia konstrukcji, oraz określenia kąta między płaszczyzną w którym to nachylenie zachodzi i wstępnie przyjętym kierunkiem odniesienia. Jak każdy inny przetwornik strunowy, współpracuje on z odpowiednim elektronicznym urządzeniem, umożliwiającym pomiar okresu drgań każdej ze strun z osobna. Przy pomocy tego urządzenia inklinometr jest też wzorcowany. W artykule opisano teżprzykład zastosowania inklinometru do pomiaru nachylenia wieży zabytkowego kościoła, znajdującego się na terenie poddanym oddziaływaniu podziemnej eksploatacji węgla kamiennego.

13

Instalacja aparatury pomiarowej w hangarze lotniczym. Pomiar i rejestracja odkształceń posadzki

Kanciruk A.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2011

|

Vol. 13, no. 1-4

105--120

PL

Na początku bieżącego roku kontynuowano rozpoczętą w 2010 roku przebudowę hangaru znajdującego się na terenie Międzynarodowego Portu Lotniczego Katowice w Pyrzowicach. W strukturze jednej z nowych płyt posadzkowych zainstalowano 3 rozety tensometryczne. Po związaniu betonu prowadzono pomiary odkształceń płyt ręcznie, przy pomocy prostego miernika strunowego. Następnie wykonano 2 egzemplarze mierników – rejestratorów i podłączono je do rozet. Przy pomocy tych urządzeń prowadzone są automatyczne pomiary odkształceń, a uzyskane dane pomiarowe zapisywane są w ich wewnętrznych pamięciach. Okresowo są one przepisywane do komputera osobistego w celu dalszej ich obróbki i archiwizacji. W szczególności oceniany jest wpływ obciążeń mechanicznych i termicznych oraz procesu hydratacji betonu na odkształcenia płyty.

EN

In the area of International Airport “Katowice” in Pyrzowice an old hangar is situated. In the year 2010 and at the beginning of 2011 year the hangar was being reconstructed. Two new floor panels were built. In order to measure strains, in the structure of one of them three rosettes were installed. Every rosette contains three vibratingwire extensometers. After concrete setting, for three months the strains were measured manually. After that, two meters-recorders were installed. Now, the measurements are performed automatically, the results are recorded in memories. Every month the completed data is transferred into PC for further processing. In particular, the influence of load, thermal expansion and hydratation shrinkage of concrete is observed.

14

Strunowy system pomiarowy do badań odkształceń posadzki hangaru lotniczego

Kanciruk A.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2010

|

Vol. 12, no. 1-4

93--100

PL

Obecnie na terenie Międzynarodowego Portu Lotniczego Katowice w Pyrzowicach trwa przebudowa hangaru lotniczego. Wymianie ulega m in. część jego posadzki. W związku z tym, zaproponowano zainstalowanie w jej strukturze kilku ekstensometrów strunowych do pomiaru odkształceń. Ekstensometry zostaną połączone z urządzeniem pomiarowo - rejestrującym, zamontowanym w dogodnym ze względu na dostęp miejscu. W opracowaniu przedstawiono opis wyżej wymienionych przyrządów, ich charakterystyki oraz plan instalacji.

EN

The international airport Katowice-Pyrzowice has a hangar building which is currently being modernised and the concrete floor is going to be partly replaced. Deformations measurements are to be taken in the newly repaired floor section. For that purpose a special measurement system was designed, incorporating six wire extension meters with the base of 0.5 m, two thermometers and a measuring and recording device. Extension meters, in the configuration of two triangular (equilateral) rosettes, and thermometers are placed in the floor, at the points of the highest expected deformations. These points coincide with the positions of the front and one of the side undercarriage legs of planes to be serviced there in the future. Extension meters and thermometers will be connected to the automatic measuring and recording device, enabling the monitoring of deformations – both slow-changing (due to hydration shrinkage or thermal expansion) and fast-changing ones ( experienced when a plane is rolled on the floor).

15

Kompozyty nanokrystaliczne na osnowie stopu aluminium 6061 z dodatkami fazy ceramicznej [alfa]-Al2O3

Dutkiewicz J., Maziarz W., Lityńska-Dobrzyńska L., Góral A., Kukuła A., Kanciruk A.

Kompozyty

|

2010

|

R. 10, nr 1

76-80

PL

Proszek ze stopu aluminium 6061 zmieszany z 2% Zr i 10% lub 20% nanokrystalicznego proszku Al2O3 mielono w młynku kulowym w celu rozdrobnienia ziarna roztworu stałego [alfa]-Al i dokładnego wymieszania składników kompozytu. Po 40 godzinach mielenia uzyskano zmniejszenie wielkości krystalitów roztworu stałego do zakresu około 50 nm i równomierne wmieszanie cząstek proszku Al2O3. Nie obserwowano konglomeratów cząstek proszku Al2O3. Prasowanie na gorąco w próżni w temperaturze 380°C mielonego proszku nie powoduje znacznego wzrostu średniej wielkości krystalitów; obserwuje się średnią wielkość ziaren poniżej 100 nm i jedynie pojedyncze ziarna o wielkości do 200 nm. Wzrost ten jest zahamowany poprzez dodatek 2% Zr, tworzący drobne wydzielenia Zr2Al, i obecność cyrkonu w roztworze. Ponadto uzyskane kompozyty charakteryzuje niska porowatość (poniżej 1%). Wytworzone nanokompozyty uzyskują wysoką twardość dochodzącą do 310 HV dla dodatku 20% Al2O3 oraz wysoką wytrzymałość na ściskanie wynoszącą około 770 MPa dla dodatku 10 i 20% Al2O3. Krzywe ściskania wykazywały częste uskoki wielkości naprężenia w zakresie plastycznym w związku z wystąpieniem efektu Portevin-Le Chatelier. Ponadto próbki wykazywały dobre własności plastyczne, uzyskując odkształcenie plastyczne do 15%.

EN

Mechanical alloying of 6061 aluminium alloy powder mixed with 2% of Zr and 10 or 20% of nano powder [alpha]-Al2O3 was applied in a high energy ball mill in order to refine the grain size and to mix exactly the components. A final grain size of milled powder was estimated to be below 50 nm with a uniform distribution of Al2O3 powder particles. No agglomeration of Al2O3 powder particles was observed. Hot pressing at 380°C of milled powders do not causes significant grain growth and the average size of alpha-Al solid solution was estimated at 100 nm; only a few grains approaching 200 nm were observed. The grain growth was limited due to the addition of 2% of Zr forming Zr2Al phase and dissolving in al solid solution. Obtained composites have shown a low porosity of less than 1%. The nanocomposites containing 20% of Al2O3 have shown a high hardness of 310 HV and a high compression strength near 770 MPa. The tests proved a good plasticity of samples attaining 15% of plastic compression. Compression curves have shown jumps of stress in the plastic deformation range due to Portevin-Le Chatelier effect.

16

Microstructure and properties of ball milled and hot compacted powder of 7055 aluminium alloy

Lityńska-Dobrzyńska L., Dutkiewicz J., Maziarz W., Góral A., Rogal Ł., Kanciruk A.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

506-506

EN

Elemental powders of the composition (in wt. %) Al - 8% Zn - 2% Mg - 2.3% Cu - 0.2% Zr (corresponding to AA 7055 commercial aluminium alloy) were ball milled in a planetary high-energy ball mill and then hot pressed in vacuum under 600 MPa pressure at 380°C. The effect of ball milling and hot pressing on the structure was investigated by means of X-ray diffraction measurements (XRD), light microscopy, analytical transmission electron microscopy (TEM) and high angle annular dark field scanning transmission electron microscopy (HAADF-STEM) combined with energy dispersive X-ray (EDX) microanalysis. Ball milling for 100 hours leads to homogenous, highly deformed microstructure of aluminium solid solution with grain size about 50 nm. Good quality samples without pores and cracks obtained by hot pressing composed of grains and subgrains of size of about 100 nm. Some recrystallized grains of size 0.5÷1 ~m were also observed. Two types of particles were identified: Zn, Mg and Cu rich particles of size up to 100 nm located between compacted particles of milled powder and fine, few nanometres large MgZn2 precipitates at grain or subgrain boundaries. Hot pressed powder showed Vickers microhardness of 275 HV (0.2 N). Ultimate compression strength of 700 MPa, compressive yield strength about 500 MPa and the Young's modulus 46.4 GPa were obtained in the compression test.

PL

Proszki czystych pierwiastków o składzie (w % mas.) Al - 8% Zn - 2% Mg - 2,3% Cu - 0,2% Zr (odpowiadającym komercyjnemu stopowi aluminium 7055) poddawano mieleniu w wysokoenergetycznym młynie kulowym, a następnie prasowano na gorąco w próżni pod ciśnieniem 600 MPa w temperaturze 380°C. Wpływ procesu mielenia oraz prasowania na gorąco na strukturę badano za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD), mikroskopii świetlnej, analitycznej transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) oraz detekcji w ciemnym polu z obszaru kołowego elektronów rozproszonych pod dużym kątem w trybie skaningowym (HAADF-STEM) i mikroanalizy rentgenowskiej (EDX). Po 100 godzinach mielenia uzyskano jednorodną, silnie zdefektowaną mikrostrukturę roztworu stałego aluminium o wielkości ziarna około 50 nm. Otrzymane za pomocą prasowania na gorąco dobrej jakości wypraski zawierały głownie ziarna o wielkości około 100 nm przy niewielkim udziale zrekrystalizowanych ziaren o wielkościach 0,5÷1 ~m. Zidentyfikowano dwa typy cząstek: wzbogacone w Zn, Mg i Cu o wymiarach do 100 nm zlokalizowane pomiędzy sprasowanymi cząstkami mielonego proszku oraz drobne wydzielenia fazy MgZn2 o wymiarach kilku nanometrów na granicach ziaren oraz podziaren. Średnia mikrotwardość prasowanego proszku wynosiła 275 HV (0,2 N). Wyznaczona podczas prob ściskania granica wytrzymałości wynosiła 700 MPa, granica plastyczności około 500 MPa, a moduł Younga 46,4 GPa.

17

Nowe przetworniki strunowe i ich zastosowanie

Kanciruk A.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2009

|

Vol. 11, no. 1-4

63--77

PL

W opracowaniu przedstawiono 2 przetworniki strunowe: ekstensometr i inklinometr. Ekstensometr jest przeznaczony do pomiarów przemieszczeń gruntu, jest urządzeniem hermetycznym, niewrażliwym na wpływ środowiska. Po wstępnym przetestowaniu został zainstalowany na terenie jednej z górnośląskich kopalń, gdzie z powodzeniem funkcjonuje wspólnie z automatycznym strunowym miernikiem – rejestratorem. Nowa metoda instalacji została również po raz pierwszy zastosowana. Inklinometr jest urządzeniem prototypowym, ale spełniającym w pełni założenia projektowe. Może być również zainstalowany razem z miernikiem – rejestratorem do obserwacji wpływu eksploatacji górniczej na obiekty budowlane.

EN

In the paper 2 new vibrating-wire transducers are presented: an extensometer and an inclinometer. The extensometer was designed for measuring ground displacements. Its case is of hermetic type, and resistant against environmental failure. After being tested the extensometer was installed in area of one of Upper Silesian mines, together with a vibrating-wire meter-recorder. A new method of installation was introduced too. Inclinometer is a prototype instrument. Its metrological parameters correspond with theoretical calculations. It can be used to observe the influence of underground mining exploitation on building structures.

18

Uniwersalny strunowy system pomiarowy

Kanciruk A.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2008

|

Vol. 10, no. 1-4

25--32

PL

Uniwersalny strunowy system pomiarowy to prototypowy przyrząd badawczy. Składa się on z aparatury elektronicznej i przetworników strunowych. Aparatura podzielona jest na 6 zasadniczych modułów. Cztery z nich, bezpośrednio współpracujące z przetwornikami strunowymi stanowią modyfi kację uniwersalnego modułu strunowego opracowanego w latach 2006-2007. Ich zadaniem jest niezależny pomiar i rejestracja czterech wielkości mechanicznych, takich jak np. przemieszczenie. Uzupełniającym je modułem jest czterokanałowy miernik temperatury. Szósty moduł – nadrzędny obecnie jest w fazie projektowej. Umożliwi on koordynację rejestracji danych pomiarowych pozostałych modułów i transmisję ich do miejsca przeznaczenia. Opracowano również prototyp dźwigniowego ekstensometru strunowego do pomiarów przemieszczeń gruntu. Mimo zastosowania do jego budowy powszechnie dostępnych materiałów i półfabrykatów cechuje się on zadowalającymi parametrami metrologicznymi.

EN

The universal vibrating-wire system is a prototype research instrument. It consists of electronic apparatus and four transducers. The apparatus can be divided into 6 main modules. Four of them cooperate directly with the transducers. They can perform independent measurements and recording of four mechanical quantities, like for example displacement. The fifth module is a four-channel temperature meter. The last one, coordinating functioning of all the above mentioned modules is in project phase at present. A prototype model of a lever-type transducer was also constructed. In spite of using cheap, popular materials it has good metrological parameters.

19

Metaliczne kompozyty amorficzno-nanokrystaliczne

Dutkiewicz J., Maziarz W., Lityńska-Dobrzyńska L., Rogal Ł., Kanciruk A., Kovačova A.

Kompozyty

|

2008

|

R. 8, nr 3

220-224

PL

Proszek amorficzny o składzie stopu Ni60Ti20Zr20 (% at.) uzyskano poprzez mielenie w wysokoenergetycznym młynie kulowym z proszków czystych pierwiastków. Tworzenie struktury amorficznej obserwowano już po 10 godzinach mielenia, a po 40 godzinach dyfrakcja rentgenowska wykazała obecność struktury w pełni amorficznej. Jednakże badania w transmisyjnym mikroskopie wysokorozdzielczym pozwoliły na identyfikację w fazie amorficznej nanokrystalitów faz międzymetalicznych. Prasowanie jednoosiowe na gorąco w próżni proszków amorficznych z dodatkiem 20% wag. nanokrystalicznego proszku srebra (również po mieleniu w młynach kulowych) przy temperaturze poniżej temperatury krystalizacji Tx i ciśnieniu 600 MPa pozwoliło na uzyskanie litego kompozytu. Faza amorficzna (osnowa kompozytu) posiadała wysoką mikrotwardość (około 1000 HV), a nanokrystaliczne srebro o połowę mniejszą. Wytrzymałość na ściskanie kompozytu wynosiła 500 MPa przy 3% odkształcenia plastycznego, czyli znacznie lepiej jak dla masywnych stopów amorficznych. Obie fazy posiadały zbliżoną wartość modułu Younga, jakkolwiek pomiary w próbie ściskania dają wartości znacznie niższe. Badania mikrostruktury kompozytów dowiodły ich małej porowatości (poniżej 1%), równomiernego rozkładu fazy srebrnej oraz niewielkiej dyfuzji niklu, tytanu i cyrkonu do srebra w szerokiej na około 100 nm strefie granicy międzyfazowej. Nie obserwowano dyfuzji w kierunku fazy amorficznej.

EN

Amorphous powder of composition corresponding to Ni60Ti20Zr20 (in at. %) was obtained by ball milling in a high energy mills starting from pure elements. Formation of the amorphous structure was observed already after 10 hours of milling, while complete amorphisation occured after 40 hours. Transmission electron microscopy allowed to identify nanocrystalline inclusions of intermetallic phases of size 2+5 nm. Uniaxial hot pressing at temperature below the crystallization Tx it is 530° C and pressure of 600 MPa, of amorphous powders and nanocrystalline silver powders allowed to obtain composite, where amorphous phase microhardness is above 1000 HV and that of nanocrystalline silver 50% smaller. The nanocrystalline silver powder was prepared also by ball milling and the resulting grain size was measured using TEM at 20+50 nm. Compression strength of the composite measure using testing Instron machine of a high stiffness is equal only to 500 MPa (it is much lower than for bulk amorphous) but at 3% of plastic strain, it is much better plasticity than for bulk amorphous materials. Both phases have similar values of Young's modulus, however compression tests of composites gave much smaller values. Microstructure studies show low porosity of composites, less than 1%, uniform distribution of the silver phase and a small diffusion of nickel, titanium and zirconium toward silver, while the opposite diffusion toward the amorphous phase was insignificant. Future investigations will be directed toward lower porosity in order to improve strength and preserving good plasticity.

20

Metoda pomiaru prędkości fal ultradźwiękowych w próbkach skalnych podczas testów laboratoryjnych

Kanciruk A.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2008

|

R. 32, z. 1

129-138

PL

Pomiar prędkości fal ultradźwiękowych podczas jednoosiowego ściskania próbek skalnych umożliwia określanie stopnia ich wewnętrznej destrukcji. W tym celu standardowe urządzenie do badań wytrzymałościowych jest wyposażane w parę specjalnych kowadeł. Każde z nich zawiera dwa piezoelektryczne przetworniki: jeden dla fal typu P, drugi dla fal typu S. Poddana testowi próbka jest umieszczana pomiędzy kowadłami po uprzednim posmarowaniu jej powierzchni czołowych cienką warstwą kuplantu. Przetworniki jednego kowadła odgrywają rolę nadajników fal. Są one podłączane do wyjścia typowego przemysłowego defektoskopu poprzez przełącznik. W ten sposób elektryczne impulsy generowane przez defektoskop mogą naprzemiennie pobudzać obydwa przetworniki. Przetworniki drugiego kowadła pełnią rolę odbiorników fal. Są one podłączane do wejść dwóch kanałów anałogowo-cyfrowego oscyloskopu pracującego w trybie cyfrowym. W ten sposób odbierane sygnały mogą być bez trudu obserwowane na ekranie oscyloskopu. Dodatkowo jego wejście synchronizacyjne jest dołączane do wyjścia defektoskopu. Umożliwia to pomiar okresu pomiędzy opadającym zboczem impulsu wzbudzającego i szczytem pierwszego dodatniego impulsu odebranego. W ten sposób opóźnienie fal typu P lub S może być ręcznie mierzone co 30 s z rozdzielczością 20 ns. Podczas testu inne wielkości, takie jak: siła ściskająca, podłużne i poprzeczne odkształcenia, są mierzone i zapisywane automatycznie. Uzyskane dane pomiarowe mogą być użyte do opracowania charakterystyk materiału próbki skalnej.

EN

The measurement of the ultrasonic wave velocity in the process of uniaxial deformation of rocks specimens makes it possible to determine the degree of its internal destruction. For this purpose a standard testing device is equipped with a pair of special anvils. Each of them contains two piezoelectric ultrasonic transducers: one for P-wave, the other for S-wave. The tested cylindrical specimen is placed between the anvils after covering its faces with thin layer of couplant. The transducers of one anvil play the role of waves transmitters. They are attached to a typical industrial defectoscope output across a switch. Thus, electric pulses generated by the defectoscope can excite alternating both transducers. The transducers of the other anvil play the role of waves receivers. They are attached to two channels inputs of an analog-digital oscilloscope functioning in the digital mode. In this way the received signals can be easily observed on the oscilloscope display. In addition the oscilloscope synchronizing input is connected with the defectoscope output. It makes it possible to measure the period between the falling slope of the exciting pulse and the peak of the first positive pulse of the received signal. Thus, the P- or S-wave delay can be manually measured every 30 s with resolution of 20 ns. During the test another quantities like load, longitudinal and transverse strains are automatically measured and recorded. The obtained data can be used for elaborating rock material characteristics.