Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Flexural elastic buckling stress of batten type light gauge built-up member

Mitsui K., Sato A.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2017

|

No. 25(2)

161--172

EN

In Japan, built-up member composed with light gauge is used for studs of shear wall. Flexural buckling stress of built-up compression member is evaluated by effective slenderness ratio. The effective slenderness ratio of light gauge built-up compression member is proposed for heavy sections; however, it is not verified that it can be adopted in light gauge. In this paper, full scale testing of light gauge built-up members are conducted. From the test results, it is shown that current Standard overestimates the buckling strength. Based on energy equilibrium theory, modified effective slenderness ratio for light gauge built-up member is derived. The validity of the modified effective slenderness ratio is shown with test results.

PL

W systemowych rozwiązaniach budynków szkieletowych jako słupki wbudowane w ścianę stosuje się lekkie elementy cienkościenne. Typowy słupek składa się z dwóch gałęzi wykonanych z lekkich elementów cienkościennych zespolonych za pomocą przewiązek łączonych za pomocą śrub samowiercących. W badanym rozwiązaniu, nośność na wyboczenie giętne jest określana na podstawie efektywnej smukłości definiowanej w Normie Projektowania Konstrukcji Stalowych opartej na koncepcji naprężeń dopuszczalnych. Smukłość efektywna w tym podejściu normowym koresponduje z założeniem Bleicha stosowanym zazwyczaj do elementów grubościennych. Powstaje zatem wątpliwość czy podana w normie koncepcja smukłości efektywnej może być także stosowana dla lekkich elementów cienkościennych. W pierwszym etapie badań wykonano pełnoskalowe badania eksperymentalne, których celem było wyjaśnienie wspomnianej kwestii. Elementami badanymi były słupy dwugałęziowe wykonane z lekkich elementów cienkościennych łączonych między sobą przewiązkami. Wyniki badań pokazały, że obowiązująca Norma przeszacowuje nośność wyboczeniową takich elementów. Korzystając z metod energetycznych wyprowadzono zmodyfikowany wzór na smukłość efektywną. Poprawność wyprowadzonego wzoru na smukłość efektywną pokazano porównując otrzymane nośności wyboczeniowe z wynikami eksperymentów. Porównania te potwierdziły poprawność szacowania nośności wyboczeniowej dwugałęziowych, lekkich elementów cienkościennych pod warunkiem zastosowania wyprowadzonego wyrażenia na smukłość efektywną.

2

Influence of nitrogen ion implantation on deformation and fatigue properties of TiNi shape-memory alloy wire

Takeda K., Mitsui K., Tobushi H., Levintant-Zayonts N., Kucharski S.

Archives of Mechanics

|

2013

|

Vol. 65, nr 5

391--405

EN

A shape memory alloy (SMA) is expected to be applied as intelligent material since it shows the unique characteristics of the shape memory effect and superelasticity. Most SMA elements, with these characteristics, perform cyclic motions. In these cases, fatigue of SMA is one of the important properties in view of evaluating functional characteristics. The fatigue properties are complex since they depend on stress, strain, temperature and time. If SMA is implanted by high energy ions, the thermomechanical properties may change, resulting in long fatigue life. In the present study, the nitrogen ion implantation was applied to modify TiNi SMA wire surface and the influence of implantation treatment on the tensile deformation and bending fatigue properties was investigated.

3

Performance and design of precision-cast shape memory alloy brain spatula

Tobushi H., Mitsui K., Takeda K.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2012

|

Vol. 50 nr 3

855-869

EN

In order to develop a brain spatula made of a shape memory alloy (SMA), this paper discusses the bending characteristics of a new brain spatula precision-cast in a TiNi SMA. The results obtained can be summed up as follows. (1) With respect to an SMA-brain spatula having the same length and width as the existing type made of copper, if the new cast SMA spatula is 1.2 times as great in thickness as the existing copper spatula, or if a conventionally rolled SMA spatula is 1.3 times as great, the SMA instrument will offer the same bending rigidity and withstand almost as great a bending force as the copper one. (2) Expressing the bending fatigue life of the copper or SMA in the region of low-cycle fatigue as a power function of the maximum bending strain, the fatigue life of the SMA is longer than that of the copper. For both the cast and the rolled SMAs, the fatigue life is longer under pulsating-plane bending than under alternating plane bending.

PL

W pracy opisano problem projektowania szpatułki używanej w chirurgii mózgu, wykonanej ze stopu z pamięcią kształtu (SMA). Przedyskutowano charakterystyki zginania nowej szpatułki wykonanej z precyzyjnie odlewanego stopu TiNi. Wyniki badań podsumowano w następujący sposób: (1) w porównaniu do konwencjonalnych, miedzianych szpatułek o tej samej długości i szerokości, jeśli odlewana szpatułka SMA jest 1.2 raza grubsza od miedzianej, lub 1.3 raza, gdy wykonana została przez walcowanie, instrument ten będzie posiadał taką samą sztywność giętną i wytrzyma niemalże to samo obciążenie zginające, jak w przypadku narzędzia miedzianego; (2) wyrażając wytrzymałość zmęczeniową szpatułki miedzianej w rejonie niskocyklicznych obciążeń jako funkcję potęgową maksymalnego odkształcenia przy zginaniu, stwierdzono, że szpatułki SMA wykazują dłuższą żywotność od konwencjonalnych. W obydwu przypadkach – odlewanej i walcowanej szpatułki SMA – wytrzymałość zmęczeniowa jest większa dla płaskiego jednostronnego zginania od wytrzymałości przy zginaniu przemiennym.

4

Novel shape memory actuators

Tobushi H., Miyamoto K., Nishimura Y., Mitsui K.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2011

|

Vol. 49 nr 3

927-943

EN

In order to develop novel shape memory actuators, the torsional deformation of a shape memory alloy (SMA) tape and the actuator models driven by the tape were investigated. The shape memory composite (SMC) belt composed of SMA tapes and a shape memory polymer (SMP) was fabricated, and the three-way bending characteristics were also investigated. The results obtained can be summarized as follows. In the SMA tape subjected to torsion, the martensitic transformation appears along the edge of the tape due to elongation of the edge of the tape and grows to the central part. The fatigue life in both the pulsating torsion and alternating torsion is expressed by a unified relationship of the dissipated work in each cycle. Based on the two-way motion of an opening and closing door model and a solar-powered active blind model driven by two kinds of SMA tape, it is confirmed that the two-way rotary driving actuator with a small and simple mechanism can be developed by using torsion of the SMA-tape. The SMC belt laminated with the SMP tape and SMA tapes was fabricated. The three-way bending movement of the SMC belt was achieved during heating and cooling based on the charac- teristics of the SMA tapes and the SMP tape. The active SMC actuator with various three-dimentional movements can be developed by applying the three-way properties of the SMC.

PL

W pracy zajęto się aktuatorami nowego typu, w których zastosowano stop z pamięcią kształtu (SMA) w postaci skręcającej się taśmy SMA wywołującej ruch aktuatora. Opracowano kompozytowy pas (SMC) z taśm SMA oraz polimeru wykazującego efekt pamięci kształtu (SMP) oraz zbadano charakterystyki takiego kompozytu przy zginaniu trójosiowym. Rezultaty badań pokazały, że taśma SMA poddana skręcaniu doznaje przemiany martenzytycznej wzdłuż krawędzi z powodu jej wydłużania, która stopniowo przechodzi do środkowej części taśmy. Problem wytrzymałości zmęczeniowej taśmy obciążonej jednokierunkowym i naprzemiennym skręcaniem opisano ujednoliconym wyrażeniem określającym pracę dyssypacji na każdy cykl obciążenia. Zbadano model aktuatora dwustronnego działania do otwierania i zamykania drzwi oraz do sterowania przesłony zasilanej energią słoneczną. Potwierdzono skuteczność torsyjnego aktuatora SMA przy utrzymaniu prostoty konstrukcji takiego mechanizmu. Przeanalizowano przestrzenny ruch kompozytowego pasa SMC indukowanego ogrzewaniem i chłodzeniem w zależności od charakterystyk taśm SMA i SMP. Pokazano, że dzięki właściwościom kompozytu SMC różnych w trzech kierunkach, uzyskanie zdolności ruchowej aktuatora w przestrzeni (3D) jest możliwe.