Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of the cracking process of layered composites with polyester-glass recyclate using dynamic tests

Panasiuk Katarzyna, Kyzioł Lesław, Hajdukiewicz Grzegorz

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie

|

2019

|

nr 57 (129)

73--78

EN

Layered composites are materials that are widely used in industry due to their low manufacturing costs. They are used, among others, as a construction material for the construction of light aircraft, cars, wind turbine blades and the hulls of vessels. The universality of their use has contributed to the formation of a large amount of post-production and post-use waste from these composites. Layered composites, using recycled polyester and glass, or recycled composite waste, may be materials that could be used in the economy. The polyester-glass waste used in the composite was created by crushing and then grinding and sieving to obtain the appropriate granulation. Materials with a waste content of 0%, 10%, 20% and with granulation of this waste of ≤ 1.2 mm were made using the hand lamination method. Test specimens were prepared from the material plates that were obtained in accordance with the PN-EN ISO 179-1: 2010E standard (Plastics – Charpy Impact Assessment – Part 1: Non-instrumental impact test). Impact tests of samples were carried out according to the above-mentioned standards using a Zwick Roell RKP450 swinging hammer. Test bench instrumentation and software enabled the bending forces to be recorded, as well as the deflection of the samples for short time intervals and displacement, so a detailed force-deflection graph could be obtained. During the analysis, the results of the research were focused on describing the kinetics of the process where the samples were destroyed (fracture mechanics), this allowed for the initial determination of the material’s resistance to dynamic loads. The results obtained showed that the increase of the recycled content in the produced composite contributed to the lowering of the destructive force threshold in the impact tests, as well as the simultaneous increase of the plasticity of the material. The increase of the sample’s deflection with the occurrence of the maximum force resulted in the energy of the elastic state being increased (Ue).

2

Analiza procesu pękania żelbetowej powłoki chłodni kominowej

Kasprzak T., Konderla P., Kutyłowski R., Waśniewski G.

Materiały Budowlane

|

2018

|

nr 4

56--57

PL

W artykule podjęto temat modelowania procesu pękania powłoki chłodni kominowej, jaki stwierdzono w badanych dwóch żelbetowych chłodniach, gdzie po wykonaniu ich remontu pojawiły się siatki pęknięć na powłokach. Przeprowadzone analizy numeryczne miały na celu opisanie procesu postępującej degradacji powłoki chłodni dla założonego modelu mechanizmu powstawania i propagacji pęknięć powłoki.

EN

The modeling of the cracking process of the concrete cooling tower is presented. The inspiration of the research was the technical condition inspection of two cooling towers, where after the cooling towers repairing the cracks were noticed. The numerical analysis let describe the degradation process for assuming model of arising and propagation process of the cooling towers cracks.

3

Zastosowanie metody emisji akustycznej do analizy procesu zarysowania belek żelbetowych

Goszczyńska B., Świt G., Trąmpczyński W., Krampikowska A., Tworzewska J., Tworzewski P.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2012

|

z. 59, nr 3/II

77-84

PL

Celem pracy jest weryfikacja eksperymentalna możliwości zastosowania metody emisji akustycznej do analizy procesu rozwoju rys w elementach żelbetowych. Metoda ta (IADP) oparta jest na pomiarze sygnałów emisji akustycznej towarzyszących procesom destrukcyjnym powstającym pod wpływem działania obciążenia i ich porównaniu z bazą sygnałów wzorcowych utworzoną w warunkach laboratoryjnych. Była ona prezentowana w pracach [3,4,5,7,8], a w pracach [5,7] przedstawiono jej weryfikację w zakresie identyfikacji i lokalizacji rys, mierząc sygnały emisji i jednocześnie rejestrując odkształcenia powierzchni bocznej obciążanej belki żelbetowej przy pomocy skanera optycznego 3D (Aramis). W niniejszej pracy przedstawiono wyniki analizy zarysowania na kolejnych etapach procesu obciążania - do zniszczenia - belek żelbetowych. Na podstawie przedstawionych wyników pomiarów można wnioskować, że metoda IADP pozwala nie tylko na właściwą identyfikację i lokalizację rys aktywnych (rozwijających się), ale także ich wczesne zarejestrowanie, co może zostać wykorzystane do monitoringu stanu technicznego konstrukcji.

EN

Acoustic emission method, based on the measurement of acoustic emission due to active deterioration processes (IADP), was applied for identification and location of cracks development in reinforced concrete. Experiments were carried out during investigation of reinforced concrete beams (in technical scale) loaded with two forces growing monotonically up to failure. It is shown that using the technique mentioned above it was possible to identify creation of crack at its early stage, and then follow its development up to element failure. It indicates that IADP method can be effectively used for reinforced concrete structures diagnosis.

4

Numerical simulation of cracking process of polymer composites on example of SENB sample

Kwiatkowski D., Dębski H.

Kompozyty

|

2011

|

R. 11, nr 4

299-303

EN

The numerical calculations made in the work included the analysis of stress distribution near the rift top and determination of the stress intensity coefficient (WIN) as well as the J integral during three-point bending of SENB samples made from composites with a matrix of two well-known thermoplastics: PP and PA6 with a 25% content of glass fibre. Analysis of the composites crack development and propagation was also done performed. The numerical tool used for FEM calculations is the ABAQUS/Standard computer program that has modern calculation procedures in this field. The numerical calculations were made taking into consideration the experimental data determining the conditions of cracking process initiation of the composite material. The results of the numerical calculations were verified by the results of the experiments. The numerical calculations that were made concerned a geometrically non-linear problem. They were conducted with use of the incremental-iterative Newton-Raphson method. The numerical analysis was performed in two steps. The first step was a preliminary analysis that allowed estimation of the stress level in the composites near the rift top that initiated the cracking process, as well as forecasting the possibility of further propagation occurrence (or exclusion of this phenomenon) in the material region. In the second step of calculations corresponding to the critical value of deflection, numerical calculations taking into account the development and propagation of the crack were made using a more advanced technique for modeling cracking - the Cohesive Zone Method (CZM).

PL

Przeprowadzone w pracy obliczenia numeryczne obejmowały analizę rozkładów naprężenia w pobliżu wierzchołka rysy i wyznaczenie współczynnika intensywności naprężeń WIN oraz całki J podczas trójpunktowego zginania próbek SENB wykonanych z kompozytów na osnowie dwóch znanych tworzyw termoplastycznych PP i PA6 z 25% zawartością włókna szklanego. Dokonano również analizy rozwoju i propagacji pękania tych kompozytów polimerowych. Zastosowanym w obliczeniach MES narzędziem numerycznym jest program ABAQUS/Standard, posiadający nowoczesne procedury obliczeniowe w tym zakresie. Obliczenia numeryczne prowadzono z uwzględnieniem danych doświadczalnych określających warunki inicjacji procesu pękania danego kompozytu polimerowego. Wyniki obliczeń numerycznych zostały zweryfikowane z rezultatami badań eksperymentalnych. Wykonane obliczenia numeryczne stanowiły zagadnienie geometrycznie nieliniowe z wykorzystaniem przyrostowo-iteracyjnej metody Newtona-Raphsona. Analiza numeryczna prowadzona była w dwóch etapach. Pierwszy etap obliczeń stanowił wstępną analizę, pozwalającą oszacować poziom wytężenia kompozytów polimerowych w pobliżu wierzchołka rysy inicjującego proces pękania oraz dokonać oceny możliwości wystąpienia dalszej propagacji (lub jej wykluczenie) w obszarze materiału. W drugim etapie obliczeń, odpowiadającym osiągnięciu krytycznej wartości ugięcia, przeprowadzono obliczenia numeryczne uwzględniające rozwój i propagację pęknięcia z wykorzystaniem bardziej zaawansowanej techniki modelowania procesu pękania - Cohesive Zone Method (CZM).

5

Analiza procesu pękania wybranych stopów odlewniczych w próbie udarowego zginania

Sadowski J.

Archiwum Odlewnictwa

|

2004

|

R. 4, nr 12

167--178

PL

W pracy przedstawiono możliwości wykorzystania oprzyrządowanej próby udarowego zginania, dla dokładnej analizy procesu pękania stopów odlewniczych poprzez analizę rozdziału globalnej pracy łamania K na poszczególne składowe prac: Kz-zapoczątkowania, Kr- rozwoju, Kh- hamowania pęknięcia. Głębsza analiza tych wielkości pozwoliła na ocenę żywotności resztkowej wybranych stopów odlewniczych dla różnych rodzajów karbów karbu, w różnych stadiach obróbki technologicznej.

EN

This paper presents possibilities an application of the instrumentation of the impact bend test for accuracy analysis of cracking process of materials through an assessment of separation the global breaking K in particular components work: Kz –initiation, Kr-evolution, Kh-inhibition of cracking. In the detail analysis above mentioned quantities enable on assessment a remainder life of the choice casting alloys for various notch type and in different stages of the technological treatment.

6

Zastosowanie metod symulacji fizycznej i matematycznego modelowania do przewidywania powstawania wad wlewka w procesie ciągłego odlewania stali

Kuziak R., Mazur A., Zalecki W.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2003

|

Vol. 70, nr 7

274--283

PL

W artykule przedstawiono możliwości stosowania metod symulacji fizycznej i matematycznego modelowania do projektowania i poprawy procesu ciągłego odlewania stali charakteryzujących się dużą podatnością do pękania w wysokich temperaturach. Pokazano, że idealnym rozwiązaniem jest stosowanie obu tych metod, przy czym, metoda symulacji wykorzystywana jest do generowania charakterystyk materiałowych, które pozwalają wnioskować o możliwości powstawania pęknięć na krawędziach i powierzchni wlewka ciągłego. Podstawowe dane, które uzyskiwane są w badaniach symulacyjnych obejmują zależność przewężenia i wytrzymałości na rozciąganie od temperatury. Możliwości obu metod w zakresie opisu zjawisk zachodzących we wlewku odlewanym na urządzeniu COS scharakteryzowano na przykładzie procesu odlewania stali gatunku 18G2A.

EN

In the paper the usability of the mathematical modelling and physical simulation for design and correction of continuous casting of steel characterized by substantial susceptibility to heat craking has been presented. It was shown that the best solution is the application of both these methods where the simulation is used for generation of material characteristics which allow to draw conclusions about occuring of cracks on edges and surface of concast ingots. The fundamental data obtained during the physical simulation comprise the dependence of narrowing and tensile strength from the temperature. The usability of these methods to describe the phenomena occuring in concast ingot has been shown on the example of continuous casting of 18G2A steel.

7

Próba oceny wpływu starzenia polimerów na proces pękania

Bursa J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Mechanika

|

2001

|

Z. 73

491-499

PL

Właściwości polimerów znacznie różnią się od cech innych, klasycznych materiałów; szczególnie istotne są ich odrębne mechanizmy pękania-tzw.peknięcia srebrzyste, którym często towarzyszą zjawiska relaksacyjne. Różne są odporności cieplne, chemiczne, elektryczne. Budowa strukturalna i jej wpływ na wytrzymałości mechanicznie zdecydowanie różni się np. od struktur metali. Istotną trudność w badaniach tych materiałów stanowi ogromna różnorodność typów, odmian, rodzajów oraz szerokie możliwości ich modyfikowania chemicznego i fizycznego. Materiałami tymi są polimery, polikondensaty, kopolimery, poliaddukty, elastomery, komopozyty polimerowe o różnorodnych "matrycach" i napełniaczach w postaci proszków, cząstek i włókien. W referacie przedstawiono próbę ustalenia wpływu starzenia PMMA w warunkach śląskiego, przemysłowego, a zatem w znacznej mierze zanieczyszczonego środowiska. Próbki kompaktowe do badań pękania i do prób rozciągania wg normy ASTM wycinane były promieniem laserowym i starzone w sposób przyspieszony oraz naturalny na stelarzu ustawionym na granicy miast Gliwic i Zabrza. Celem bardzo dokładnego zaostrzania karbu na próbkach kompaktowych zbudowano specjalne urządzenie. Próbki wiosełkowe przed i po starzeniu były poddawane próbie rozciągania. Próbki kompaktowe mocowano w specjalnie zbudowanych uchwytach w maszynie wytrzymałościowej, podświetlano przez szkiełko polaryzacyjne i filmowano szybko działającą kamerą. W celu obserwacji procesu pękania z możliwością zatrzymywania obrazu zbudowano stanowisko komputerowe. Opracowano program komputerowy do ustalania procesu pękania. Wstępne badania przeprowadzono po jednorocznej ekspozycji próbek. Próbki te nadal od pięciu lat są poddawane wpływowi starzenia środowiska.

EN

The properties of polymers substantially differ from properties of other materials. Especially, different cracking mechanism should be emphassied. Research on polymer cracking is relatively complicated due to hugh varierty of types, inds and chemicaland physical modifications of polymers. The paper presents research performed with polymethylmethacrylate (PMMA) that has been exposed on the natural and hasten ageing in highly air polluted environmet, i.e. the material was put on a stand in the area between. Gliwice and Zabrze. Then, tension test were applied to the ASTM compactum type and dumbbell typespecimens cut with laser beam. A unique device for notch tip sharpening and specific clamping device for the tension test machine were used in this case. In order to observe the cracking process, the measuring set-up containing polarizers, digital video camera. PC computer with accessories and monitor was built. Also, a program for determining the changes of cracking velocity and fracture observation was developed.

8

Proces pękania kompozytów polimerowych faza szklista i stan sprężysto-plastyczny

Jaroniek M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Mechanika

|

1999

|

Z. 68, t. 1

187--196

PL

W pracy przedstawiono badania modelowe fazy zarysowania oraz propagacji rys w materiałach kruchych o charakterystyce liniowej (podlegającej prawu Hooke’a) oraz porównanie analogicznej fazy (procesu pękania) w przypadku materiałów o charakterystyce nieliniowej sprężysto-plastycznych. Własności materiału mają wpływ na rozkład i koncentrację naprężeń, proces i prędkość propagacji rys, sposób zniszczenia oraz nośność elementów. Stan plastyczny oraz sprężysto-plastyczny wokół szczelin ma wpływ na przebieg procesu pękania, a tym samym na odporność na pękanie. Porównując wyniki dla materiałów liniowo-sprężystych oraz sprężysto-plastycznych zbadano wpływ własności materiału na proces pękania, rozkład stref sprężysto-plastycznych wokół szczelin. Wartości odkształceń i obciążeń zarejestrowano wykorzystując układ pomiarowy i rejestrator XY. Analizę stanu naprężeń w otoczeniu szczelin przeprowadzono metodą elastooptyczną na podstawie rozkładów izochrom w poszczególnych jazach obciążenia i propagacji rys oraz porównano z wynikami obliczeń numerycznych (metodą elementów skończonych - MES).

EN

Present paper discusses a quantitative relation between the state of stresses at the crack tip and the stress intensity factor KIC. The results obtained from the tests performed on the model with the strain distribution determined from the isochromatic fringes pattern recorded using photoelastic method allow to determine the state of stresses in the cracked stage. A series of experiments were carried out to examine the effects of the plastic zone on the stress intensity factor KIC. Crack resistance (KIC) and failure mechanism were tested using the models of CT specimens and the beams subjected to pure bending. The stresses at the crack tip in pure bending have the form of logarithmic spirals predicted by slip line field theory of Hill. The concentration of stresses caused the reinforcing the elastic-plastic zone at the crack tip.

9

Konstrukcyjne i materiałowe uwarunkowania procesów pękania elementów rurociągu eksploatowanego w przemyśle chemicznym.

Cieśla M., Mutwil K., Wojas M.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 3-4

186-192

PL

W pracy poddano analizie konstrukcyjne i materiałowe uwarunkowania procesów pękania rurociągu eksploatowanego w przemyśle chemicznym. Badania przeprowadzono dla wybranych elementów rurociągu, takich jak trójnik i złącze spawane. Wykonano numeryczne obliczenia stanu wytężenia materiału rurociągu w ujęciu globalnym i lokalnym. Przeprowadzono badania metaloznawcze najbardziej zdegradowanych obszarów rurociągu. Omówiono wpływ przepływającego przez rurociąg czynnika (para-metan) i obciążeń cieplno-mechanicznych na obserwowane w badaniach procesy powstawania i wzrostu pęknięć. Zaproponowano wytyczne, dotrzymanie których pozwoli na poprawę własności eksploatacyjnych analizowanego obiektu.

EN

Structural and material conditions of cracking processes of a pipeline working in the chemical industry were analysed in the paper. The tests were performed for selected elements of the pipeline such as T-connection and a welded joint. Numerical calculations of the effort state of the pipeline material were made in global and local aspect. Structural metallurgy tests were conducted on the most degraded areas of the pipeline. An influence of an agent (vapour-methane) flowing through the pipeline and thermal-mechanical loads on the crack formation and growth processes observed in the tests were discused. Guidelines were suggested and complying with will ensures improvement of working properties of the analysed object.