Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza połączenia płyta GFRP – usztywnienie z wykorzystaniem wibrotermografii

Jurek M., Majewska K., Mieloszyk M., Ostachowicz W., Ziemiański L.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2017

|

z. 64, nr 2/I

271--279

PL

W związku z dynamicznym rozwojem metod projektowania i wytwarzania materiałów kompozytowych, zaobserwować można ich zwiększającą się powszechność w wielu gałęziach przemysłu. Materiały kompozytowe znaleźć można również, w takich zastosowaniach, gdzie kluczowe znaczenie ma bezpieczeństwo konstrukcji. Stąd też rozpowszechnieniu kompozytów jako materiałów konstrukcyjnych, towarzyszy ciągły rozwój nieniszczących metod wykrywania uszkodzeń i oceny stanu technicznego konstrukcji. W pracy przedstawiono wstępne rezultaty badań laboratoryjnych, których celem była próba oceny przydatności metody termografii aktywnej w badaniu stanu połączenia klejowego płyty i profilu kompozytowego. Badania przeprowadzono na próbkach wykonanych z kompozytów włóknistych GFRP (ang. Glass Fibre Reinforced Polimer). Na podstawie zarejestrowanych sekwencji termogramów, przeprowadzona została analiza porównawcza, która pozwoliła na skuteczne zlokalizowanie defektu w postaci wady połączenia płyta – usztywnienie.

EN

Due to the dynamic development of designing and manufacturing methods composite materials are becoming increasingly common in many industries branches. Composite materials can also be found in applications where construction safety is critical. Hence, the widespread use of composites as construction materials is accompanied by the continuous development of nondestructive methods for detecting defects and assessing the technical condition of structures. The paper presents the preliminary results of laboratory tests aimed at evaluating the usefulness of the active thermography method in the study of adhesive bonding of the panel and the composite profile. The tests were performed on samples made of GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer). Based on the recorded thermogram sequences, a comparative analysis was carried out which enabled the defect to be effectively located.

2

Modelling of delamination in composite shellsunder different temperature conditions

Soman R., Ostachowicz W.

Computer Assisted Methods in Engineering and Science

|

2017

|

Vol. 24, no. 2

127--135

EN

Composite shells and panels are widely used in aerospace structures. These are often subjected to defects and damage from both in-service and manufacturing events. Delamination is the most important damage defect. This paper deals with the computational modelling of delamination in laminated composite shells. The use of three-dimensional finite elements for determining delamination of these structures is computationally expensive. Here combined double-layer and single-layer shell elements are employed to study the effect of delamination on the strain values in the sample under purely bending loads. The computational load and the accuracy of the modelling approaches are compared. It is shown that a through-the-thickness delamination can be modeled and analyzed effectively without requiring a great deal of computing time and memory. Some of the results are compared with the experimental results.

3

Barely visible impact damage identificationin a 3D core sandwich structure

Sikdar S., Ostachowicz W., Kudela P., Radzieński M.

Computer Assisted Methods in Engineering and Science

|

2017

|

Vol. 24, no. 4

259--268

EN

3D core sandwich structure (3DCSS) is a popular lightweightconstruction material in the automotive,aerospace and marine industries. However, barely visible low-speed impact-damage (BVLID) may occurin the 3DCSS due to foreign-object-impact that can significantly reduce the load-bearing capacity of thestructure. This paper presents a guided wave (GW) propagation based BVLID identification technique forthe 3DCSS. A global-matrix formulation based semi-analytical model is applied to generate the dispersioncurve for the GW propagation in the 3DCSS. It is observed thatthe GW propagation in the 3DCSS ismulti-modal in nature. Finite-element numerical simulation of GW propagation in the 3DCSS is carriedout in Abaqus. A significant increment in the primary antisymmetric mode is noticed due to the presenceof BVLID region in the structure. Experiments are then conducted on a 3DCSS sample to validate thesimulation results. There is a good agreement between the simulation and experimental results in allthe cases.

4

Principles of piezo-based machinery health monitoring

Ostachowicz W., Wandowski T., Malinowski P.

Transactions of the Institute of Fluid-Flow Machinery

|

2015

|

nr 127

117--136

EN

In this paper methods used for structural health monitoring of machinery parts are discussed. These methods are based on applications of piezoelectric transducers. Proposed methods are used for assessment of structural machine parts manufactured of carbon fiber reinforced plastics/polymers (CFRP) and glass fiber reinforced plastics/polymers (GFRP). The first discussed method is based on elastic wave propagation and scanning laser vibrometry. This method is based on the fact that any kind of structural discontinuities cause changes in elastic wave propagation within the structure. In the proposed approach elastic waves are generated using piezoelectric transducer and then the waves are registered using scanning laser vibrometer. Here attention was paid on an analysis of elastic wave propagation in simple composite parts and parts with complex structure. The paper presents also results of simulated damage localization. The second method is an electromechanical impedance (EMI) technique. In this case piezoelectric transducer is also effectively used. This transducer is attached to an investigated structure. Due to electromechanical coupling of piezoelectric transducer and a structure, characteristics of mechanical resonances of the structure can be registered through the measurement of electrical parameters of piezoelectric transducer. An initiation of damage causes changes in resonant characteristics of considered structures. As electrical parameter very often impedance, admittance, resistance, conductance or reactance are used. For that purpose electrical impedance analyzer is used. Three parameters have been taken for the analysis. For proposed method effective damage indexes have been proposed.

5

Bi-axial Neutral Axis Tracking for Crack Detection in Wind Turbine Towers

Soman R., Malinowski P., Ostachowicz W.

TASK Quarterly : scientific bulletin of Academic Computer Centre in Gdansk

|

2015

|

Vol. 19, No 3

223--235

EN

This work concentrates on Structural Health Monitoring (SHM) of a wind turbine tower. The paper investigates the use of a decision level data fusion based on bi-axial tracking of change in the neutral axis (NA) position for damage detection in wind turbine towers. A discrete Kalman Filter (KF) is employed for the estimation of the NA in the presence of measurement noise from the strain sensors. The KF allows data fusion from the strain sensors and the yaw mechanism for the accurate estimation of the NA. Any change in the NA position may be used for detecting and locating the damage. The tan inverse of the ratio of the change in the NA along two perpendicular axes is taken and used for the localization. The study was carried out on a simulated finite element (FE) model of a wind turbine tower with a surface crack. The sensitivity studies carried out on the structure in terms of different crack sizes, crack locations and crack orientations indicate that the methodology is robust enough to detect the crack under different operational loading conditions.

6

Investigations of Marine Safety Improvements by Structural Health Monitoring Systems

Murawski L., Opoka S., Majewska K., Mieloszyk M., Ostachowicz W., Weintrit A.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2012

|

Vol. 6, no. 2

223--229

EN

The paper presents a first approach of the structural health monitoring (SHM) system, dedicat-ed to marine structures. The considered system is based on the fibre optic (FO) technique with Fibre Bragg Grating (FBG) sensors. The aim of this research is recognition of possible practical applications of the FO techniques in selected elements of marine structures. SHM and damage detection techniques have a great im-portance (economical, human safety and environment protection) in the wide range of marine structures, es-pecially for ships and offshore platforms. The investigations reported in this paper have shown major poten-tial of FBG sensors. They are suitable for strain–stress field and load monitoring of the wide range real structures used in different conditions. The FO sensors technology appears as very attractive in many practical applications of future SHM systems.

7

Structural Health Monitoring by means of elastic wave propagation

Ostachowicz W., Kudela P.

Vibrations in Physical Systems

|

2010

|

Vol. 24

15--22

EN

The main issues regarding damage detection in elements of structures are discussed. The detection is conducted by the use of methods based on the phenomenon of elastic wave propagation. The emphasis is placed on modelling the phenomenon of elastic wave propagation in composite elements of structures, along with issues of wave interactions with damage and problems of damage location.

PL

Przedyskutowano główne problem dotyczące detekcji uszkodzeń w elementach konstrukcji. Detekcja przeprowadzana jest poprzez metody bazujące na zjawisku propagacji fal sprężystych. Położono nacisk na modelowaniu zjawiska propagacji fal sprężystych w kompozytowych elementach konstrukcji jak również na zagadnieniu interakcji fali z uszkodzeniami i zagadnieniach lokalizacji uszkodzeń.

8

Elastic wave phased array for damage localisation

Ostachowicz W., Wandowski T., Malinowski P.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2008

|

Vol. 46 nr 4

917-931

EN

In this paper, a problem of piezoelectric transducers used for damage localisation in an aluminium plate is investigated. Waves propagate in a specimen and reflect from boundaries and from discontinuities. Because damage reflected signals very often have a low amplitude, a phased array concept is utilized to amplify the signal. The amplification is based on the wave interference phenomenon. The star configuration consists of four linear phased arrays. As a result, a damage map is created combining four outputs of linear phased arrays. Several configurations with a varying number of transducers are investigated. The resulting damage maps are compared so as to balance the number of transducers and the possibility of flaw localisation using these maps. The presented investigation has only a numerical character.

PL

W artykule przedstawiono propozycję użycia przetworników piezoelektrycznych oraz metody propagacji fal sprężystych do lokalizacji uszkodzeń w cienkich płytach wykonanych ze stopu aluminium. Generowane fale sprężyste za pośrenictwem przetworników piezoelektrycznych, propagując w płycie, odbijają się od jej krawędzi oraz wszelkich nieciągłości. Ze względu na małe wartości amplitud fal odbitych od nieciągłości zaproponowano użycie układu fazowego przetworników do wzmocnienia sygnałów fal odbitych. Układy fazowe wykorzystują zjawisko interferencji fal sprężystych. Zaproponowana została konfiguracja przetworników wykorzystująca cztery liniowe układy fazowe. Mapa uszkodzeń tworzona jest poprzez połączenie map składowych otrzymanych dla poszczególnych układów liniowych. Dokonano również analizy wpływu ilości przetworników piezoelektrycznych na wyniki lokalizacji uszkodzeń. Przeprowadzone badania mają charakter wyłącznie numeryczny.

9

Model fenomenologiczny magnetycznych stopów z pamięcią kształtu

Majewska K., Żak A., Ostachowicz W.

Modelowanie Inżynierskie

|

2006

|

T. 1, nr 32

353-360

PL

Opracowano jednowymiarowy model fenomenologiczny opisujący zjawisko magnetycznej pamięci kształtu. Zjawisko to zachodzi w stopach z magnetyczną pamięcią kształtu. Koncepcja tego modelu wynika z analogii do klasycznego efektu pamięci kształtu. Model uwzględnia elementarne zjawiska występujące w trakcie magnesowania wspomnianych wyżej stopów z pamięcią kształtu. Jednowymiarowy model fenomenologiczny może być w prosty sposób uogólniony na przypadki wielowymiarowe oraz może być rozszerzony o te zjawiska, które na obecnym poziomie modelowania nie zostały uwzględnione.

EN

A one–dimensional phenomenological model has been developed in order to describe the magnetic shape memory phenomena observed in magnetic shape memory alloys. The concept of this model comes out from the analogy to the classic shape memory effect. The investigated model takes into account elementary processes associated with the magnetisation process of the magnetic shape memory alloys. The formulated one–dimensional phenomenological model can be generalised in a simple way for multidimensional cases and can be extended to those which take into account processes, which have been neglected in the present modelling level.

10

Detekcja uszkodzeń w konstrukcjach metodą propagacji fal sprężystych

Ostachowicz W., Kudela P.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2006

|

R. 48, nr 7-8

88-92

PL

W Artykule przedstawiono zastosowanie zjawiska propagacji fal sprężystych do wykrywania uszkodzeń w elementach konstrukcyjnych jedno- i dwuwymiarowych. Zaprezentowano wyniki symulacji numerycznych, a także badań eksperymentalnych. Zwrócono uwagę na zachowanie się fal sprężystych w elementach kompozytowych i problemy pojawiające się przy projektowaniu systemu detekcji uszkodzeń.

EN

This work presents application of the elastic wave propagation for damage detection in 1D structural elements. The results of numerical simulations and experimental investigations are shown. It has been noticed that elastic wave behaviour are important in damage detection of composite elements.

11

Damage detection in elements of structures by the elastic wave propagation method

Ostachowicz W., Krawczuk M., Żak A., Kudela P.

Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences

|

2006

|

Vol. 13, No. 1

109-124

EN

This paper presents certain results of the analysis of elastic wave propagation in one-dimensional (1-D) and two-dimensional (2-D) elements of structures with damage. The problem of the elastic wave propagation has been solved by the use of the Spectral Element Method (SEM). In this approach elements of structures are modelled by a number of spectral finite elements with nodes defined at appropriate Gauss-Lobatto-Legendre points. As approximation polynomials high order orthogonal Lagrange polynomials are used. In order to calculate the elements characteristic stiffness and mass matrices the Gauss-Lobatto quadrature has been applied. In the current analysis damage in the form of crack has been considered. It has been assumed that the damage can be of an arbitrary length, depth, and location and can be simulated as a line spring of varying stiffness. Numerical calculations illustrating the phenomena of the elastic wave propagation in isotropic media have been carried out for the case of an aluminium rod and beam as well as a flat aluminium panel and plate.

12

Doświadczalna i numeryczna analiza wpływu dodatkowej masy na propagację fali w prętach

Palacz M., Ostachowicz W., Krawczuk M.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2005

|

z. 29

379-384

PL

Artykuł przedstawia wyniki analizy numerycznej i eksperymentalnej mającej na celu określenie położenia dodatkowej masy w elemencie prętowym. W tym celu wykorzystano zmiany propagującej fali. Do modelowania zastosowano metodę elementów spektralnych. Model numeryczny został zweryfikowany doświadczalnie z wykorzystaniem sprzętu będącego wyposażeniem laboratorium IMP PAN w Gdarisku.

EN

The paper shows the results of numerical and experimental investigation of detecting an additional mass placed on an isotropic rod. For that purpose changes in propagating waves were used. For numerical modelling the spectral element method was applied. The proposed numerical model was verified experimentally with the IFFM PAS laboratory equipment.

13

Detekcja nieciągłości w pręcie na podstawie analizy propagacji fali lamba

Grabowska J., Krawczuk M., Ostachowicz W., Palacz M.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy

|

2004

|

Z. 54(243)

111-121

PL

Praca przedstawia opis metody wykrywania nieciągłości w prętach z wykorzystaniem zjawiska propagacji fali Lamba w ośrodku sprężystym. Do zamodelowania omawianego zagadnienia zastosowano metodę elementów spektralnych. Opracowano elementy prętowe z nieciągłościami w postaci pęknięcia zmęczeniowego, skokowej zmiany pola przekroju poprzecznego czy niejednorodności materiału, z jakiego wykonane są badane pręty, według teorii prętów elementarnej i Love'a. Przedstawiono wpływ nieciągłości na zmiany w propagującej fali Lamba.

EN

The article presents a description of damage indentification method in rods, which is based on the analysis of changes that appear in propagating Lamb waves. For proper modelling of the problem spectral element method was used. New spectral rod element with discontinuities, based on the elementary and Love theories is developed. The discontinuities analysed are the fatigue open and not propagating crack, the change in cross section area and material discontinuities. The influence of discontinuities on the Lamb wave propagation process is analysed.

14

Detekcja uszkodzeń w kratownicy kompozytowej z zastosowaniem sprzężonych fal giętno-ścinających

Palacz M., Ostachowicz W., Krawczuk M.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2004

|

z. 23

339-344

PL

W pracy przedstawiono kompozytowy spektralny element belkowy. Opracowany model może być wykorzystany do obliczeń propagacji fali sprężystej w elementach konstrukcyjnych z uszkodzeniami. Na podstawie analizy zmian w propagującej fali giętno - ścinającej określono związek pomiędzy nimi a własnościami mechanicznymi kompozytu.

EN

The article presents an algorithm of building a dynamic stiffness matrix for the spectral beam element with a fatigue open and not propagating crack which can be utilised for modelling structures made out of composite materials. With the proposed model wave propagation analysis can be executed. With this numerical tool efficient damage detection procedure can be evaluated. On the bases of elaborated model the influence of changes in composite material properties on wave propagation were established.

15

Adaptacyjna analiza struktur złożonych. Sterowanie procesem adaptacji modelu i sieci

Zboiński G., Ostachowicz W.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2004

|

z. 23

507-512

PL

Praca dotyczy zagadnień związanych ze sterowaniem procesem adaptacji modelu oraz adaptacji sieci metody elementów skończonych typu hp w przypadku analizy struktur złożonych obejmujących części bryłowe, grubo- i cienkościenne oraz strefy przejściowe. Na tle wymagań wynikających ze złożonego opisu mechanicznego takich struktur oraz przyjętej metody elementów skończonych omówiono dotychczasowy stan badań nad sterowaniem adaptacją typu hp oraz przedstawiono propozycje własne obejmujące lokalne tj. niezależne w każdym elemencie adaptacje modelu (adaptacje typu m) oraz lokalne adaptacje typu p i q oraz typu h, gdzie p i q to wzdłużny i poprzeczny stopień aproksymacji elementu skończonego, natomiast h to jego uśredniony wymiar.

EN

The paper concerns problems dealt with controlling model and hp Unite element mesh adaptation in analysis of complex structures consisting of solid, thick-walled and thin-walled parts as well as of transition zones between them. Taking the requirements resulting from complex mechanical description of such structures and from the applied finite clement method into consideration we present state of the art in the area of hp adaptation as well as our propositions which include local, i.e. independent in each element, model adaptivily (m adaptivity), as well as local p, q and h adaptivities, where p and q are longitudinal and transverse approximation orders of a finite element, while h is an averaged size of the element.

16

Adaptacyjna analiza struktur złożonych. Łączenie elementów o różnych modelach, wymiarach i stopniach aproksymacji

Zboiński G., Ostachowicz W.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2003

|

z. 20

475-480

PL

Praca dotyczy zagadnień związanych z tworzeniem metody elementów skończonych do adaptacyjnej analizy struktur złożonych obejmujących części bryłowe, grubo- i cienkościenne oraz strefy przejściowe. Omówiono łączenie elementów skończonych o różnych modelach, stopniach aproksymacji i wymiarach. Konieczność łączenia takich elementów wypływa odpowiednio z potrzeb lokalnych (niezależnych w każdym elemencie) adaptacyjności: typu m (adaptacyjności modelu), typu p i q oraz typu h, gdzie p i q to wzdłużny i poprzeczny stopień aproksymacji elementu skończonego, natomiast h to jego uśredniony wymiar.

EN

The paper concerns problems dealt with formulation of the finite element method for adaptive analysis of complex structures consisting of solid, thick-walled and thin-walled parts as well as of transition zones between them. Particular attention is paid to connection between finite elements of different mechanical models, different orders of approximation and different sizes. The necessity of such connections arises from needs of local (independent in each element) model (or should one say m), p and q and as well as h adaptivities, where p and q are longitudinal and transverse approximation orders of a finite element, while h is an averaged size of the element.

17

Identification of Inertia, Damping, and Stiffness Parameters for Low-Pressure Steam Turbine Frame

Krawczuk M., Murawski L., Ostachowicz W.

Machine Dynamics Problems

|

2003

|

Vol. 27, No. 1

41-54

EN

The paper deals with modern methods of investigating the low-pressure frame of a steam turbine. The objective of this paper is to estimate typical parameters of the low-pressure frame of a steam turbine. The numerical calculations are presented for the frame of 200 MW low-pressure turbine. In particular, methods of calculating inertia, damping, and stiffness parameters are investigated. These data form a basis for new symptoms of the turbine technical condition. The identification process uses dynamic amplitude-frequency and phase-frequency characteristics. Those parameters are estimated using a finite element method approach, which calculates the dynamic flexibility of the structure. Natural frequencies and modes are determined for the turbine frame. The paper describes a physical and numerical model of the frame as well the results of calculations for the above-mentioned inertia, damping, and stiffness matrix.

18

Wave Propagation in Delaminated Beams

Ostachowicz W., Krawczuk M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2002

|

z. 60 [197]

457-464

PL

W pracy przedstawiono nowy, spektralny element skończony z uszkodzeniem w postaci delaminacji. Zbadano wpływ delaminacji na propagację poprzecznej fali sprężystej w belce stwierdzono, że na podstawie zmian w propagującej fali sprężystej można określić położenie i wielkość bardzo małych delaminacji.

19

Mechanika wielowarstwowych belek i płyt kompozytowych

Ostachowicz W.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy

|

2002

|

Z. 53(241)

149-170

PL

Praca poświęcona jest tematyce mechaniki wielowarstwowych belek i płyt kompozytowych. W szczególności przedstawiono w niej modele uszkodzonych belek i płyt i wpływ tych uszkodzeń na dynamikę układów. Przyjęto założenie, że znane jest położenie uszkodzeń w rozpatrywanych konstrukcjach. Przedstawiono także modele belek i płyt wzmacnianych dodatkowo włóknami z pamięcią kształtu. Opisano możliwości sterowania drganiami takich elementów konstrukcyjnych. Ważnym punktem niniejszej pracy jest opis detekcji uszkodzeń na podstawie zmian własności dynamicznych obiektów. Przedstawiono uwagi na temat dokładności obliczeń.

EN

The paper is focused on the models of multilayer composite beams and plates. Several models of damage have been described and the impact of the damages on dynamics of structures. The damages occur at arbitrary locations and at arbitrary layers of the structures. Also a model and investigations into the dynamics of a multilayer composite plate reinforced with SMA {Shape Memory Alloys) fibres have been presented. The influence of the SMA fibre reinforcements, and the defects upon the dynamic characteristics of the structure has been established. The consequences of modelling, and finally their accuracy are also discussed.

20

Zastosowanie fal sprężystych do detekcji uszkodzeń w elementach konstrukcyjnych

Palacz M., Krawczuk M., Ostachowicz W.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2002

|

nr 18

343-348

PL

Artykuł zawiera wyniki badań nad wykorzystaniem zjawiska propagacji fali sprężystej do detekcji uszkodzeń. W tym celu zastosowano opracowany spektralny belkowy element skończony z poprzecznym pęknięciem zmęczeniowym oraz algorytm optymalizacyjny łączący losowy charakter algorytmów genetycznych i dokładność metod gradientowych.

EN

The paper presents results of using propagation of elastic waves for damage detection. For this purpose there was new spectral beam element with a transverse, open and not propagating crack used. There was also proposed optimisation method utilized. This method takes advantage of the stochastic character of genetic algorithm and accuracy of gradient methods.