Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

An analytical study on buckling behavior of CNT/polymer composite plates using the first order shear deformation theory

Peyyala P. K., Subba Rao V. V.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2018

|

Vol. 56 nr 1

71--79

EN

Most plates used in engineering structures such as aircraft wings, ship ducts and buildings, although quite capable of resisting tensile loads, are poor in withstanding compression. In order to avoid premature failure under compression, it is important to know buckling behavior of the plate. This article primarily deals with the analytical study of buckling behavior of a carbon nanotube reinforcing polymer composite plates based on the first order shear deformation theory by employing Mori-Tanaka micromechanics approach to obtain elastic properties. In this investigation, an attempt is made for evaluating the effect of plate thickness, CNT volume fraction, stacking sequence and CNT radii on the buckling of plates.

2

Analytical discrete stacking sequence optimization of rectangular composite plates subjected to buckling and FPF constraints

Muc A., Chwał M.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2016

|

Vol. 54 nr 2

423--436

EN

A special type of new discrete design variables is introduced in order to find optimal stacking sequences for laminated structures. Using the proposed new design variables, we demonstrate how to find analytical (i.e. without any numerical optimization algorithm) optimal solutions for laminates made of plies having three different fibre orientations: 0° , ±45° , 90° . It is proved that the definition of design variables enables us to distinguish two types of optimal solutions, i.e. unimodal and bimodal ones. The form of optimal stacking sequences affects the multiplicity (bimodal problems) or uniqueness (unimodal problems) of the solutions. The decoding procedure between membrane and flexural design variables is also proposed. The results demonstrate the effectiveness, simplicity and advantages of the use of design variables, especially in the sense of the accuracy, repeatability of results and convergence of the method.

3

An evaluation of delamination in composite structures by Cooling Down Thermography (CDT): numerical studies

Pastuszak P. D., Nering K.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2016

|

Y. 113, iss. 1-M

161--170

EN

This paper is devoted to numerical studies of composite structures with delaminations made with the use of CDT. Analysis of temperature distribution provides the opportunity to determine the geometry of subsurface defects. Results confirm the validity of the FE model in comparison to previous experimental investigations.

PL

Praca jest poświęcona badaniom numerycznym struktur kompozytowym z delaminacjami z wykorzystaniem CDT. Analiza rozkładu temperatury daje możliwość określenia grubości defektów podpowierzchniowych. Wyniki potwierdzają słuszność opracowanego modelu numerycznego w porównaniu do wcześniejszych badań eksperymentalnych.

4

Fuzzy sets : fatigue tests

Kędziora P., Romanowicz P., Muc A.

Composites Theory and Practice

|

2016

|

R. 16, nr 2

90--95

EN

In this study, the results of fatigue tests using fuzzy set methodology are considered. Cyclic loading causes damage, reducing the strength until the material can no longer sustain even service loading. The experiments demonstrate the scatter of results. Fuzzy set analysis has been proposed in order to estimate the uncertainty in the evaluation of stiffness and critical number of cycles corresponding to final fatigue damage. The results of fatigue-life tests using fuzzy set methodology are also considered when the experimental results are given in the form of a histogram. The fuzzy set and vertex method in conjunction with finite element (FE) computations are introduced to evaluate buckling loads.

PL

Przedstawiono analizę wyników badań zmęczeniowych z wykorzystaniem metodologii zbiorów rozmytych. Cykliczne obciążenie powoduje uszkodzenia, co zmniejsza wytrzymałość aż do momentu, gdy materiał nie może przenosić nawet obciążenia eksploatacyjnego. Eksperyment wykazuje znaczny rozrzut wyników. Zaproponowano zastosowanie zbiorów rozmytych do oszacowania niepewności w ocenie sztywności i krytycznej liczby cykli odpowiadającej zmęczeniowemu zniszczeniu. Rozważono także wykorzystanie zbiorów rozmytych do analizy wyników badań zmęczeniowych, gdy wyniki doświadczalne są podane w formie histogramu. Zbiory rozmyte i metoda vertex z wykorzystaniem metody elementów skończonych (MES) zostały wprowadzone do oceny obciążenia krytycznego.

5

Charakterystyka mechaniczna wielofunkcyjnej resorbowalnej płytki kompozytowej do zespoleń kostnych

Gryń K., Szaraniec B., Morawska-Chochół A., Chłopek J.

Engineering of Biomaterials

|

2015

|

Vol. 18, no. 133

22--33

PL

W artykule przedstawiono badania mechaniczne prototypowego wszczepu do zespoleń kostnych w postaci resorbowalnej wielofunkcyjnej czterootworowej płytki w kształcie litery I. Testy dotyczyły gotowych implantów w symulowanych warunkach pracy, a nie normatywnych próbek (wiosło, belka) dlatego przygotowano odpowiedni modelowy schemat badawczy implantu. Składał się on z dwóch bloczków imitujących odłamy kostne, połączonych za pomocą badanej płytki, który był poddawany testom mechanicznym w izolowanych stanach naprężeniowo-odkształceniowych (jednoosiowe rozciąganie, trójpunktowe i jednostronne zginanie). Badano płytki wykonane z dwóch odmian polimeru resorbowalnego (poli-L-laktydu) oraz dwa rodzaje kompozytu, w których osnowę stanowiła jedna z odmian polimeru, a fazą modyfikującą była mieszanina mikrometrycznego proszku ortofosforanu trójwapnia i nanometrycznego hydroksyapatytu. Badano także wpływ geometrii płytek na charakterystyki mechaniczne. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono wyraźny wpływ dodatków ceramicznych na zmianę parametrów wytrzymałościowych płytek wykonanych z różnych materiałów. W przypadku polilaktydu z dopuszczeniem medycznym zaobserwowano spadek wytrzymałości przy jednoczesnym podniesieniu modułu Younga E. Ponadto geometria implantu, czyli w badanym przypadku lokalizacja żeberka wzmacniającego, wpływała na uzyskane wyniki. Lepszymi parametrami cechowały się płytki z żeberkiem wzmacniającym na górnej stronie płytki. Ponadto podczas testów zginania stwierdzono, że przy tego rodzaju geometrii płytki pęknięcie lokalizuje się poza przekrojem krytycznym, a więc taka konstrukcja jest bardziej bezpieczna. Z grupy przebadanych prototypów, jako najlepsze, wybrano płytki kompozytowe PL38/TCP/HAp, wykonane z poli-L-laktydu medycznego, modyfikowanego mieszaniną proszków ceramicznych z żeberkiem wzmacniającym na powierzchni górnej. Mogą one znaleźć zastosowanie w osteosyntezie, w miejscach które nie są narażone na zbyt duże obciążenia mechaniczne. Do tej grupy zaliczyć można kości w obrębie twarzoczaszki oraz kości krótkie ręki. Zaleca się przy tym zastosowanie usztywniających opatrunków zewnętrznych.

EN

The article presents the mechanical properties of prototype multifunctional four-hole, I-shaped plate made of resorbable composite and used for osteosynthesis. Multiple tests were conducted on ready-to-use implants and run in simulated real-working conditions. A special customized test stand was constructed for the sake of this research. The model of the osteosynthesis consisted of two rectangular pieces of plexiglas joined together by means of the tested plate. Durability of the physical model was mechanically assessed in static uniaxial tensile, three-point bending, one-side bending tests. Two types of resorbable polymers (poly-L-lactide) and two types of composites based on these polymers were considered. The composites were modified with a combination of two types of bioceramic: micrometric tricalcium phosphate and nanometric hydroxyapatite. The relation between the geometry of the plate and its mechanical characteristics was also investigated for all the tested materials. The test results proved that incorporation of bioceramic modifiers into the polylactide matrix influences the mechanical behaviour of the tested bone plates. The composite based on FDA approved polylactide (PL38) revealed the strength decrease while the Young modulus increased at the same time. The mechanical parameters were also dependent on the geometry of the plate (localization of a stiffening rib). Better results were obtained for the plates with a stiffening rib located on the upper side of the plate. What is more, the three-point-bending test revealed that in such a case the crack line moved away from the critical cross section, making such a plate more reliable. The best parameters were achieved for the three- -component plates (PL38/TCP/Hap) with a stiffening rib on the upper side. They can be potentially applied for osteosynthesis of the bones submitted with rather low loads, e.g. craniofacial bones, metacarpal bones or phalanges. An external stiff stabilisation (a plaster cast) is recommended as an additional support and prevention.

6

The application of fuzzy logic in fatigue damage analysis

Muc A., Kędziora P.

Composites Theory and Practice

|

2014

|

R. 14, nr 1

60--63

EN

In this study, fatigue damage progress is analyzed both theoretically and experimentally. Cyclic loading causes damage, reducing the strength until the material can no longer sustain even service loading. The theoretical analysis is associated with the definition of the damage parameter. The experimental analysis is mainly devoted to the consideration of two structural elements, i.e. a rectangular composite plate (made of glass fibre/epoxy resin) with a centrally located circular hole subjected to cyclic tensile stress and a square plate (made of aramid fiber/epoxy resin) subjected to shear loading. The experiments demonstrate scattering of the results. Fuzzy set analysis has been proposed in order to estimate the uncertainty in evaluation of the critical number of cycles corresponding to the final fatigue damage.

PL

Przedstawiono teoretyczną i eksperymentalną analizę rozwoju uszkodzeń zmęczeniowych. Cykliczne obciążenie powoduje uszkodzenia, co zmniejsza wytrzymałość aż do momentu, gdy materiał nie może przenosić nawet obciążenia eksploatacyjnego. Analiza teoretyczna jest związana z definicją tzw. parametru uszkodzeń. Badania dotyczą dwóch elementów konstrukcyjnych: prostokątnych kompozytowych płyt (wykonanych z włókna szklanego/żywicy epoksydowej) z centralnie umieszczonym kołowym otworem poddanych cyklicznemu rozciąganiu oraz kwadratowych płyt (wykonanych z włókna aramidowego/żywicy epoksydowej) poddanych ścinaniu. Eksperyment wykazuje znaczny rozrzut wyników. Zaproponowano zastosowanie teorii zbiorów rozmytych do oszacowania niepewności w ocenie krytycznej liczby cykli odpowiadającej zmęczeniowemu zniszczeniu.

7

Free vibrations of layer composite plates pliable to transversal shear and compression

Lesyk O., Marchuk M., Pakosh V.

Vibrations in Physical Systems

|

2012

|

Vol. 25

253--260

EN

A mathematical model of the process of linear free vibrations of layer plates with components pliable to transversal shear and compression is proposed. The analytical expression for the spectrum of natural frequencies of two-layer plate-strip is obtained. The influence of parameters of pliability to transversal shear and compression on their values is investigated.

8

Relacje pomiędzy wytrzymałością na ścinanie międzylaminarne a wytrzymałością pouderzeniową kompozytów polimerowych

Leda H.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2007

|

z. 219

123--147

PL

W rozdziałach wprowadzających omówiono wybrane właściwości kompozytów z osnową epoksydową wzmocnioną włóknami szklanymi typu E, włóknami węglowymi T 300 lub włóknami aramidowymi typu Twaron. Kompozyty z włóknami węglowymi bez preparacji (C) wykazały większe wartości wytrzymałości na ścinanie i małe wartości wytrzymałości na ściskanie i wytrzymałość pouderzeniową. Kompozyty z włóknami węglowymi z powłoką epoksydową (CEPO) miały mniejsze wartości wytrzymałości na ścinanie i większe wartości wytrzymałości na ściskanie i wytrzymałość pouderzeniową. Kompozyty z włóknami CEPO wykazywały w próbach niskoenergicznego uderzenia wartości wytrzymałości na ściskanie i wytrzymałość pouderzeniową porównywalne z najlepszymi wartościami uzyskanymi dla kompozytów włókna szklane E / osnowa Araldit F. W pomiarach właściwości kompozytów wykonanych z przeterminowanej żywicy epoksydowej Aralid F obniżenie właściwości mechanicznych w kompozytach z włóknami węglowymi było większe niż w kompozytach z włóknami szklanymi lub aramidowymi.

EN

In the introductory chapters, a selected properties of thick selection composite plates made of epoxy resin reinforced by E glass fibers, T 300 carbon fibers or Twaron aramide fibers are presented. Composites reinforced by standard untreated carbon fibers (C) have high ILSS and low compressive and low past impact strength. Composite reinforced by carbon fibers coated with thin epoxy layer (CEPO) indicated low ILSS and high compressive and low past impact strength. In low energy impact test, the CEPO /epoxy resin showed properties comparable with the highest compressive and post impact strength of E glass fibers / Araldite F epoxy resin composites. the use of overdue epoxy Araldite F resin results in lowering mechanical properties in more expressed ratio for carbon / epoxy plates yhen for glass or aramide fibers / epoxy plates.

9

Modelowanie propagacji fal w płytach kompozytowych

Kudela P., Ostachowicz P.

Modelowanie Inżynierskie

|

2006

|

T. 1, nr 32

323-330

PL

W pracy przedstawiano wyniki symulacji propagacji poprzecznej fali sprężystej w płycie kompozytowej. Zagadnienie to rozwiązywane jest za pomocą zaproponowanych w pracy modeli zbudowanych na podstawie metodym spektralnych elementów skończonych. Badano wpływ kąta ułożenia włókien wzmacniających oraz ich procentowej zawartości na propagację fali. Zwrócono uwagę na możliwości wykorzystania zmian w propagującej się fali do wykrywania uszkodzeń w płytach.

EN

This paper presents results of numerical simulation of the propagation of a transverse elastic wave in a composite plate. The problem is solved by the use of proposed algorithm formulated on the base of the Spectral Finite Element Method. The influence of orientations of reinforcing fibres and their volume fraction on wave propagation has been investigated. It has been paying attention to application of changes in propagating waves on damage detection in structures.

10

On modelling of periodic plates with inhomogeneity period of an order of the plate thickness

Baron E.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2006

|

Vol. 44 nr 1

3-18

EN

In this contribution, a new averaged non-asymptotic model of Reissner type plates with a periodic non-homogeneous structure is proposed. This model is obtained by the tolerance averaging technique (TAT) and makes it possible to investigate the effect of the period length parameter on the overall plate behaviuor (the length scale effect). A new element is applying TAT directly to the equation of 3D-theory of elasticity of solids with periodic structures. Then, taking into account the Hencky Bolle kinematic assumption, a non-asymptotic 2D-model of plates with periods of an order of the plate thickness is derived. The proposed model is applied to the analysis of some vibration problems.

PL

W pracy zaproponowano nowy uśredniony model płyt typu Reissnera o strukturze periodycznie niejednorodnej. Jest to model nieasymptotyczny, otrzymany techniką uśredniania tolerancyjnego (tolerance averaging technique, TAT), pozwalający uwzględnić wpływ okresu powtarzalności l na makro-mechaniczne (w sensie mechaniki kompozytów) własności płyty. Wpływ ten nazywamy efektem skali. Dotychczas metodami nieasymptotycznymi modelowano periodyczne płyty średniej grubości spełniające założenie, że okres l jest dużo większy od maksymalnej grubości płyty. TAT stosowano wtedy do uśrednionych na grubości, równa!'l 2Dmodelu płyty. Elementem oryginalnym jest zastosowanie TAT bezpośrednio do równań trójwymiarowej liniowej teorii sprężystości ośrodka o strukturze periodycznej w kierunkach równoległych do pewnej płaszczyzny środkowej. Uwzględniając w tych równaniach hipotezę kinematyczną Henckey-Bolle'a otrzymano równania 2D-modelu średniej grubości płyt o płaskiej strukturze periodycznej i okresie l rzędu grubości płyty. Jak dotąd modelowano w ten sposób tylko periodyczne płyty spełniające założenia Kichhoffa. Dla przypadku szczególnego, swobodnie podpartego pasma płytowego wyznaczono częstości drgail własnych w zależności od parametrów geometrycznych oraz materiałowych i porównano je z częstościami uzyskanymi w ramach modelu asymptotycznego.

11

Large deflection analysis of moderately thick composite plates

Tanriöver H., Senocak E.

Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences

|

2006

|

Vol. 13, No. 4

683-690

EN

Large deflection analysis of laminated composite plates is considered. The Galerkin method along with Newton-Raphson method is applied to large deflection analysis of laminated composite plates with various edge conditions. First order shear deformation theory and von Karman type nonlinearity are utilized and the governing differential eąuations are solved by choosing suitable polynomials as trial functions to ap-proximate the plate displacement functions. The solutions are compared to that of Chebyshev polynomials and finite elements. A very close agreement has been observed with these approximating methods. In the solution process, analytical computation has been done wherever it is possible, and analytical-numerical type approach has been madę for all problems.