Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Dynamic Test and Analysis of Strength of Bamboo Curtain Plywood Based on Free Vibration Modal Method

Gu Xiaoyu, Zhou Aijin, Adjei Patrick, Zhang Rongzhuo, Zhou Yuhao, Wang Zheng

Drewno : prace naukowe, doniesienia, komunikaty

|

2023

|

Vol. 66, nr 212

Art. no. 176766

EN

Bamboo curtain plywood is made of equal-thickness slotted bamboo slivers as its constituent units and is formed into boards with high pressure. In this paper, rectangular plates, beam specimens, and two sizes of square plates were tested to determine the elastic modulus and shear modulus of bamboo curtain plywood quickly, easily, and accurately. The free square board torsional vibration method was used to test the shear modulus of the square plates. The dynamic test results were also verified by means of the static four-point bending method. The main conclusions show that the dynamic elastic modulus, shear modulus and Poisson's ratio of this bamboo curtain plywood are 0.7 GPa, 1300 MPa and 0.12, respectively. The values of the elastic constants of these bamboo curtain plywood specimens measured by dynamic and static methods are consistent, and this dynamic test method has the advantages of fast, easy, good repeatability and high accuracy.

2

Adhesion of titanium coatings applied by cold spraying on selected metal substrates

Makrenek M.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2023

|

Vol. 123, nr 2

49--54

EN

Purpose: Measurement of the adhesion of a Ti coating applied by cold spraying on metal substrates with different elastic modulus. An attempt to analytically describe the experimental results, considering cold gas spray parameters such as working gas, pressure p and temperature T. Design/methodology/approach: Ti coating was sprayed on flat bars made of metal: copper, magnesium, brass, titanium, Al 7075, Al 2024 and steel with dimensions of 4x50x400 mm. All coatings were applied under the same spray conditions (p = 3.8 MPa, T = 800ºC, spray distance l = 50 mm, and spray spead V = 400 mm/s). The state of plastic deformation of coatings and substrates was examined using optical methods, and the adhesion strength was measured with the POSITEST tester. Findings: The experimental results are presented graphically. The adhesion force as a function of the relative modulus of elasticity showed a maximum. At this time, the mutual penetration depth of the coating and the substrate showed a minimum. The extremes of the relationships mentioned above occurred for points where the relative modulus of elasticity took the value one. The curve described by formula (1) was fitted to the distribution of adhesion points as a function of the relative elastic modulus. The function parameter described by formula (1) is related to the spray parameters (p, T). Research limitations/implications: To achieve a better accuracy of the analytical description of the adhesion of coatings deposited with cold gas, tests should be carried out on a larger number of substrates. The validity of the presented interpretation should be checked by applying coatings from other materials. Practical implications: In coating technologies, adhesion is a key concept. A coating with high adhesion strength is used primarily in regeneration and anti-corrosion protection processes. The analytical relationship between adhesion, relative modulus of elasticity and cold gas spray parameters will significantly speed up the selection of optimal spray parameters. Cold spray technology is a cost-intensive technology, so the economic element is not without significance. Originality/value: The article presents a method for limiting the number of variables on which the quality of the applied coatings depends. The relationship between the adhesion force, the relative elastic modulus and the selected spray parameters are indicated.

3

Behavior of mat foundation for a ten-story building: fixed base vs three-dimensional soil model

Hasan Farhaj, Alam Nazmul, Amin Al, Hasan Mahadi

Structure and Environment

|

2022

|

Vol. 14, no. 4

153--160

EN

Soil is an anisotropic, heterogeneous, and inelastic complex material. It is difficult to represent the exact behavior of soil by numerical modelling in practice. Conventionally, soil is simplified to an idealized model where it is considered isotropic, homogeneous, and behaves elastically under loads. The idealization, in this case, is done using the proper elastic modulus, Poisson’s ratio, and unit weight of soil depending upon the soil type. Although the exact soil behavior is simplified, using Finite Element Analysis (FEA) a more effective result can be obtained. A superstructure was modelled using ETABS using a fixed-base system and the base reaction forces were obtained. A mat and a soil element on which the mat was laid were modelled as a flexible-base system in Midas GTS NX. The base reactions obtained from ETABS were applied to the mat in the soil model to determine the settlements and, consequently, the spring stiffness. The superstructure was then modelled again, incorporating springs under the respective columns. Convergence in settlement, and base reactions were reached by iteration, and the final results from the flexible-base system were then compared with the fixed-base system. The center column settled the most, about 60 mm, and there was a decrease in settlement by 15% between the first model and the final iterated model. The base reaction for center columns decreased by 24% in the flexible base system compared to the fixed base system. However, an increase in base reaction was observed for both side and edge columns. There was an extremely erratic change in grade beams under a flexible base system, which shows that the superstructure elements are also affected by the change in the base system. It is recommended to use this approach, for the analysis of structures considering flexible base systems instead of fixed bases because it enhances the accuracy of analysis with feasible time consumption and less complex effort.

PL

Gleba jest materiałem złożonym anizotropowym, niejednorodnym i nieelastycznym. W praktyce trudno jest dokładnie odwzorować zachowanie gleby za pomocą modelowania numerycznego. Konwencjonalnie glebę upraszcza się do wyidealizowanego modelu, w którym uważa się ją za izotropową, jednorodną i zachowującą się elastycznie pod obciążeniem. Idealizacja w tym przypadku odbywa się za pomocą odpowiedniego modułu sprężystości, współczynnika Poissona i masy jednostkowej gruntu w zależności od rodzaju gruntu. Chociaż dokładne zachowanie gleby jest uproszczone, można uzyskać bardziej efektywne wyniki za pomocą analizy elementów skończonych (FEA). Konstrukcja nośna została wymodelowana za pomocą ETABS przy użyciu systemu stałej podstawy i uzyskano siły reakcji podstawy. Matę i element gruntu, na którym została położona, zamodelowano jako układ o elastycznej podstawie w programie Midas GTS NX. Reakcje bazowe uzyskane z ETABS naniesiono na matę w modelu gruntowym w celu określenia osiadań, a co za tym idzie sztywności sprężystej. Następnie ponownie wymodelowano konstrukcję nośną, włączając sprężyny pod odpowiednimi kolumnami. Zbieżność osiadania i reakcji bazowych została osiągnięta przez iterację, a końcowe wyniki z systemu o elastycznej podstawie zostały następnie porównane z systemem o stałej podstawie. Kolumna środkowa osiadła najbardziej, około 60 mm, a między pierwszym modelem a ostatecznym modelem iterowanym nastąpił spadek osiadania o 15%. Reakcja podstawy dla kolumn centralnych zmniejszyła się o 24% w systemie z podstawą elastyczną w porównaniu z systemem z podstawą stałą. Zaobserwowano jednak wzrost odczynu zasadowego zarówno dla kolumn bocznych, jak i krawędziowych. Nastąpiła bardzo nieregularna zmiana belek niwelacyjnych pod elastycznym systemem bazowym, co pokazuje, że zmiany w systemie bazowym mają również wpływ na elementy konstrukcji nośnej. Zaleca się stosowanie tego podejścia do analizy konstrukcji z uwzględnieniem elastycznych systemów bazowych zamiast stałych baz, ponieważ zwiększa to dokładność analizy przy możliwej czasochłonności i mniejszym wysiłku.

4

The effects of Nano SiO2 and Silica Fume on the properties of concrete

Tran Huu-Bang, Phan Vu To-Anh

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 2

391-407

EN

This study investigates the effects of Nano SiO2 (NS) and Silica fume (SF) on the mechanical properties and durability of Portland cement concrete. On specimens with varying NS and SF concentrations, compressive strength, flexural strength, abrasion resistance, elastic modulus, and chloride ion penetration were all tested. All specimens were subjected to the proposed method/technique cured at the ages of 3, 7, 28, and 60 days. NS particles were added to cement concrete at various replacements of 0, 0.5, 1.0, 1.5, and 2.0% by the mass of the binder. The water/binder ratio has remained at 0.37 for all mixes. Then, for cement-concrete were prepared 45 MPa (C45) with NS and SF. The specimens confirm the new method effectiveness evaluation were prepared under two different categories: (1) Portland cement replacement with NS of 0%, 0.5%, 1.0%, 1.5%, and 2.0%, by weight for adhesives; (2) Portland cement replacement with NS of 0.5%, 1.0% and each NS content in combination with SF of 5%, 10%, and 15%, respectively, by weight for adhesives. The results indicated that the abrasion resistance and Chloride ion penetration of concrete containing NS and SF are improved. Finally, an analytical model for forecasting the Elastic modulus, flexural strength, and compressive strength of cement concrete was established from obtained data.

5

Reservoir characterization based on the Lambda-Mu-Rho method – case study

Kaczmarczyk-Kuszpit Weronika

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 10

625--632

EN

The results of analyzes based on the Lambda-Mu-Rho method, allow us to understand how the properties of a formation are related to each other, identify lithological and petrophysical variability, recognise zones of saturation with hydrocarbons, and in the next stage, to integrate these results with seismic data. Consequently, various parameters of the deposit are considered (lithological, petrophysical, geochemical, geomechanical) and their waveform response whose interrelations can be observed in different scales of observation, giving the most reliable and coherent picture of the analyzed area. The aim of the article is to present the possibility of lithological and parametric identification using the LMR method, as well as attempt to determine the sweet spot for the shale reservoir interval. Lamé parameters (λρ and μρ) analysis supports the inference regarding relations between elastic moduli and individual parameters as well as lithology and fluid discrimination. Numerous publications have confirmed the validity of applying the LMR method due to the reliability of the obtained results. In our work, several relationships between velocity of compressional (Vp) and shear (Vs) waves, density, Lambda-Rho (λρ), Mu-Rho (μρ), brittleness index (BI) and total organic content (TOC) were analyzed. The anonymous analyzing area covers five formations associated with limestones and shales rocks. This article concerns the general characteristic of these formations, including two of them which accumulate hydrocarbons from the same petroleum system. A number of dependencies between the analyzed elastic parameters as well as brittleness and organic matter content were determined, as well as a threshold value for the Vp /Vs ratio, defining the hydrocarbon accumulation zones. Finally, the analysis results were applied in the 3D model, locating the hydrocarbon accumulation zones within one of the analyzed formations.

PL

Celem artykułu jest przedstawienie możliwości identyfikacji zmienności litologicznej i parametrycznej, a także próba wyznaczenia interwału złożowego z wykorzystaniem metody Lambda-Mu-Rho. Parametry Lamégo (lambda-rho λρ i mu-rho μρ) wspomagają proces wnioskowania dotyczącego ogólnej charakterystyki złoża, ich zastosowanie pozwala też na określenie zróżnicowania litologicznego oraz identyfikację akumulacji poszczególnych rodzajów płynów złożowych. Liczne publikacje potwierdzają słuszność zastosowania tej metody z uwagi na wiarygodność uzyskiwanych wyników. W artykule przeanalizowano kilka z szeregu znanych zależności pomiędzy prędkością fal podłużnych (Vp) i fal poprzecznych (Vs ), parametrami Lamégo, gęstością oraz indeksem kruchości (BI) i zawartością materii organicznej (TOC). Anonimowy obszar analizy dotyczy kilku formacji litologicznych związanych ze skałami węglanowymi i łupkowymi. Niniejszy artykuł odnosi się do ogólnej charakterystyki tychże formacji na podstawie wykresów krzyżowych (crossplotów), w tym dwóch formacji gromadzących węglowodory, pochodzące z jednego systemu naftowego. Określono szereg zależności pomiędzy analizowanymi parametrami sprężystymi oraz kruchością i zawartością materii organicznej, jak również wyznaczono wartość progową dla stosunku (Vp /Vs), określającego strefy akumulacji węglowodorów. Ostatecznie wyniki analizy zaaplikowano w modelu 3D, lokalizując strefy akumulacji węglowodorów w obrębie jednej z analizowanych formacji. Wyniki analiz opartych na metodzie Lambda-Mu-Rho pozwalają zrozumieć, jak właściwości formacji są ze sobą powiązane, identyfikować zmienność litologiczną i petrofizyczną, wskazywać strefy nasyceń węglowodorami, a w kolejnym etapie umożliwiają integrację tychże wyników z danymi sejsmicznymi. W konsekwencji uwzględnione zostają różne parametry złoża (litologiczne, petrofizyczne, geochemiczne, geomechaniczne) oraz ich odpowiedź w postaci obrazu falowego, których współzależności dają się zaobserwować w odmiennych skalach obserwacji, dając możliwie wiarygodny, spójny obraz analizowanego obszaru.

6

Zmiana paradygmatu badań w spektroskopii mechanicznej ciał stałych i powstanie wysokorozdzielczej spektroskopii mechanicznej, HRMS

Magalas Leszek

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2020

|

Vol. 87, nr 4

87--98

PL

Przedstawiono wybrane przykłady zastosowań spektroskopii mechanicznej w inżynierii materiałowej zwracając uwagę na wybrane aspekty historyczne dotyczące powstania i rozwoju tej metody badań. Zwrócono uwagę na zjawisko wolniejszej dyfuzji atomów węgla w skondensowanych atmosferach Cottrella w odkształconych stopach żelaza oraz odkrycie w 2018 roku nowego mechanizmu umocnienia stopów wysokoentropowych oraz badania odwracalnej przemiany martenzytycznej w stopach z pamięcią kształtu. Przedstawiono również wyniki eksperymentalne ilustrujące powstanie na Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie wysokorozdzielczej spektroskopii mechanicznej HRMS.

EN

We present a brief review of selected applications of mechanical spectroscopy in Materials Science. Diffusion of carbon atoms in Cottrell atmosphere in deformed iron-based alloys is discussed. We then outline a new strengthening mechanism of high-entropy alloys discovered in 2018 and study of reversible martensitic transformation in shape memory alloys. Low-frequency mechanical loss spectra illustrate the advent of high-resolution mechanical spectroscopy, HRMS, developed at AGH University in Kraków.

7

Dynamic mechanical characterization of epoxy composite reinforced with areca nut husk fiber

Muralidhar N., Kaliveeran Vadivuchezhian, Arumugam V., Srinivasula Reddy I.

Archive of Mechanical Engineering

|

2020

|

LXVII, nr 1

57--72

EN

Natural fiber polymer composites are gaining focus as low cost and light weight composite material due to the availability and ecofriendly nature of the natural fiber. Fiber composites are widely used in civil engineering, marine and aerospace industries where dynamic loads and environmental loads persist. Dynamic analysis of these composites under different loading and environmental conditions is essential before their usage. The present study focuses on the dynamic behavior of areca nut husk reinforced epoxy composites under different loading frequencies (5 Hz, 10 Hz and 15 Hz) and different temperatures (ranging from 28◦C to 120◦C). The effect of loading and temperature on storage modulus, loss modulus and glass transition temperature was analyzed. Increase in storage modulus is observed with increase in loading frequency. The storage modulus decreases with increase in temperature. The glass transition temperature of the composite is determined to be 105◦C. The elastic modulus calculated from the DMA data is compared with three point bending test

8

The Experimental Estimation of The Elastic Modulus of a Fly Ash Based Trackbed Layer Under Cyclic Loading

Lojda Vit, Lidmila Martin, Pycha Marek

Inżynieria Mineralna

|

2019

|

R. 21, nr 1

119--123

EN

In a railway track structure system, trackbed layers are designed to compensate for insufficient bearing capacity and/or water or frost resistance of natural soil. These, so called, ‘capping layers’ can be constructed from raw materials like sand or gravel or from industrial materials like asphalt or concrete. However, more environmentally and cost friendly alternatives have been studied in recent years. Fly-ash represents one such promising material and a trial section of a main line track with the capping layer made from a fly-ash-based mixture was constructed in Czech Republic in 2005. The performance of the capping layer in the section has been measured since. In this paper, results of the laboratory estimation of the elastic modulus under cyclic traffic-like induced loading are presented for the most recent group of samples. The results show that the elastic limit of the fly-ash-based material lies well above the stresses induced by railway traffic and that its behaviour is stable under the cyclic loading. This suggests that the mechanical properties of the material may not be determinative for the design of the layer and that the feasibility factors may take precedent. This in turn suggests that either the design strength of the material or the designed thickness of the layer may be possibly reduced.

PL

W systemie konstrukcji torów kolejowych warstwy nośne są zaprojektowane tak, aby kompensować niedostateczną nośność i/lub odporność na wodę lub mróz naturalnej gleby. Te tzw. warstwy zamykające mogą być zbudowane z surowców takich jak piasek lub żwir lub z materiałów przemysłowych, takich jak asfalt lub beton. W ostatnich latach badano alternatywy bardziej przyjazne dla środowiska i kosztów. Popiół lotny stanowi jeden z takich obiecujących materiałów, badania w Czechach prowadzono od 2005 r. Wykonano próbny odcinek głównego toru linii kolejowej z warstwą przykrywającą wykonaną z mieszanki na bazie popiołu lotnego. Wydajność warstwy przykrywającej w przekroju została zmierzona. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki laboratoryjnej oceny modułu sprężystości przy obciążeniu indukowanym podobnym do ruchu cyklicznego dla najnowszej grupy próbek. Wyniki pokazują, że granica sprężystości materiału na bazie popiołu lotnego leży znacznie powyżej naprężeń wywołanych ruchem kolejowym i że jego zachowanie jest stabilne pod obciążeniem cyklicznym. Sugeruje to, że właściwości mechaniczne materiału mogą nie być decydujące dla konstrukcji warstwy i że materiał może być zastosowany. To z kolei sugeruje, że można albo zmniejszyć wytrzymałość projektową materiału, albo zaprojektowaną grubość warstwy.

9

The effect of nitrogen ion implantation on nano-scale hardness and elastic modulus of WC-Co indexable knives for wood materials machining

Wilkowski Jacek, Barlak Marek, Bottger Roman, Werner Zbigniew

Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology

|

2019

|

No. 108

79--83

EN

The effect of nitrogen ion implantation on nano-scale hardness and elastic modulus of WC-Co indexable knives for wood materials machining. The paper presents the results of a study investigating the effects of nitrogen ion implantation into the surface layer of WC-Co blades, used for machining wood materials, on their hardness and modulus of elasticity at the nano-scale. The modified blades were analyzed in six variants of implantation process parameters, and compared with control blades (virgin, unmodified). Three energies of accelerating nitrogen ions were used in the implantation process (5, 50 and 500 keV) and two doses of implanted ions (1e17 and 5e17 cm-2). The nano-hardness and elastic modulus of all blades were measured using an Anton Paar TriTec (UNHT) hardness tester.

PL

Wpływ implantacji jonów azotu na twardość i moduł sprężystości w nano-skali noży wymiennych WC-Co do obróbki materiałów drzewnych. W artykule przedstawiono wyniki wpływu procesu implantacji jonów azotu do warstwy wierzchniej ostrzy WC-Co do obróbki materiałów drzewnych na ich twardość i moduł sprężystości w nano-skali. Analizowano ostrza modyfikowane w sześciu wariantach parametrów procesu implantacji, oraz w celach porównawczych, ostrza kontrolne (niemodyfikowane). Zastosowano trzy energie przyspieszenia jonów azotu w procesie implantacji (5, 50 i 500 keV) oraz dwie dawki implantowanych jonów (1e17 oraz 5e17 cm-2). Pomiaru twardości i modułu sprężystości w nano-skali wszystkich ostrzy dokonano przy użyciu twardościomierza Anton Paar TriTec (UNHT).

10

Nano-scale hardness and elastic modulus of WC-Co composites and their relationship to the tools life during particleboard milling

Wilkowski Jacek, Barlak Marek, Wachowicz Joanna, Bottger Roman, Werner Zbigniew

Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology

|

2019

|

No. 106

62--66

EN

Nano-scale hardness and elastic modulus of WC-Co composites and their relationship to the tool life during particleboards milling. The paper summarizes the results of the technique of hardness and elastic modulus determination using a load and displacement sensing indentation experiments. During the tests these properties were measured in nano-scale for different types of WC-Co composites using the Anton Paar TriTec Ultra Nano Hardness Tester (UNHT). In addition, durability examination of WC-Co tools during milling of particleboard was carried out. In the final stage, the correlation of the studied properties with the lifetime of tools was analyzed. The studies have revealed a relationship between micro-hardness and the total cutting length of the WC-Co tools.

PL

Twardość i moduł sprężystość kompozytów WC-Co w nano-skali i ich związek z trwałością narzędzi podczas frezowania płyt wiórowych. W artykule przedstawiono zastosowanie metody określania twardości i modułu sprężystości za pomocą techniki wgłębnika z rejestracją obciążenia i przemieszczenia. Mierzono ww. właściwości w nanoskali dla różnych rodzajów kompozytów WC-Co przy użyciu twardościomierza Anton Paar TriTec (UNHT). Ponadto przeprowadzono badania trwałości narzędzi WC-Co podczas frezowania płyty wiórowej. W końcowym etapie przeanalizowano korelację badanych właściwości z okresem trwałości ostrzy. Badania wykazały korelacyjny związek między twardością w nano-skali a całkowitą drogą skrawania ostrzy WC-Co.

11

Geomechanical characterization by estimating the Vp/Vs ratio of sedimentary rock samples

Matuła Rafał, Lewandowska-Śmierzchalska Joanna, Fąfara Zbigniew

AGH Drilling, Oil, Gas

|

2019

|

Vol. 36, no. 3

5--14

EN

The velocity ratio Vp/Vs and elastic parameters are effective quantities for describing various physical parameters and lithological properties of rock samples. Ultrasonic measurement was used to evaluate the Vp/Vs ratio. Ultrasonic velocity estimation is widely used in the quantitative evaluation of rock materials. Ultrasonic P and S-wave travel times were studied in one direction of cylindrical core samples with a length and diameter of 100 mm. Wave velocity analysis was carried out on 20 crystalline drill cores taken at depths ranging from 10 m to 80 m. The cores were then tested for their ultrasonic velocity. The studied samples were also geomechanically characterized using ultrasonic testing. In this paper, the method used and a brief description of the measurement geometry are presented. The results of the calculations of P and S wave velocities, Vp/Vs ratio, Young’s modulus and Poisson’s coefficient are given. Finally, the studied samples were geologically classified and the Vp/Vs ratio was discussed.

12

On prediction of the compressive strength and failure patterns of human vertebrae using a quasi-brittle continuum damage finite element model

Nakhli Zahira, Hatira Fafa Ben, Pithioux Martine, Chabrand Patrick, Saanouni Khemais

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2019

|

Vol. 21, no. 2

143--151

EN

Damage of bone structures is mainly conditioned by bone quality related to the bone strength. The purpose of this work was to present a simple and reliable numerical treatment of a quasi-brittle damage constitutive model coupled with two different elastic modulus and to compare the numerical results with the experimental ones. Methods: To achieve this goal, a QCT based finite element model was developed within the framework of CDM (Continuum Damage Mechanics) and implemented in the FE code (ABAQUS). It described the propagation of brittle cracks which will help to predict the ultimate load fracture of a human vertebra by reproducing the experimental failure under quasi-static compressive loading paths of nineteen cadaveric lumbar vertebral bodies. Results: The numerical computations delivered by the proposed method showed a better agreement with the available experimental results when bone volume fraction related Young’s modulus (E(BV/TV)) is used instead of density related Young’s modulus (E(ρ)). Also, the study showed that the maximum relative error (%) in failure was 8.47% when E(BV/TV) was used, whereas the highest relative error (%) was 68.56% when E(ρ) was adopted. Finally, a mesh sensitivity analysis revealed that the element size has a weak incidence on the computed load magnitude. Conclusions: The numerical results provided by the proposed quasi-brittle damage model combined with E(BV/TV) are a reliable tool for the vertebrae fracture prediction.

13

Using the taguchi method to optimize controlled variables in the experiment to produce a Ti coating by cold spraying

Makrenek M., Żórawski W., Góral A.

Technical Transactions

|

2018

|

Vol. 115, iss. 12

179--184

EN

The article presents a method for optimizing technological parameters utilizing the G. Taguchi procedure. Optimization algorithm of controlled variables was presented in order to obtain the greatest value of nanohardness, microhardness and elastic modulus.

PL

W artykule przedstawiono metodę optymalizacji parametrów technologicznych wykorzystującą procedurę G. Taguchi. Zaprezentowano algorytm optymalizacji zmiennych kontrolowanych, tak by uzyskać jak największą wartości nanotwardości, modułu elastyczności i mikrotwardości.

14

Determination of peat elasticity modulus (constrained modulus) based on field measurement using simplified consolidation model

Olszewska M.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2018

|

Vol. 28, no. 2

18--30

EN

The article presents methods to determine the peat elasticity modulus based on settlement measurement of the preloaded embankment. The author proposes two methods: the first does not take into consideration the strengthening of the soil as a result of the settlement and the second includes the strengthening process of soil related to the settlement. Based on the presented methods, computer simulations were performed in the first case for the assumed embankment in order to verify the methods and in the second case for the real conditions in the area of Szczecin, Poland.

PL

W artykule przedstawiono metody wyznaczania modułu ściśliwości torfu w oparciu o pomiar osiadania nasypu przeciążającego. Autorka proponuje dwie metody: pierwszą, która nie uwzględnia wzmocnienia gruntów organicznych w wyniku osiadania oraz drugą uwzględniającą proces wzmocnienia. W oparciu o przedstawione metody określono moduł ściśliwości torfu na podstawie symulacji komputerowej, dla pierwszego przypadku w celu weryfikacji metod oraz drugiego przypadku dla warunków rzeczywistych w rejonie Szczecina w Polsce.

15

An investigation of the mechanical properties of sintered fly ash lightweight aggregate concrete (SFLWAC) with steel fibers

Babu B. R., Thenmozhi R.

Archives of Civil Engineering

|

2018

|

Vol. 64, nr 1

73--85

EN

This study investigates the fresh and mechanical performance of concrete incorporating sintered fly ash lightweight aggregates (SFLWA) both with and without steel fibers. Comparative assessments of natural aggregates with sintered fly ash aggregates were evaluated. Mix design was obtained by the IS method for M30 grade concrete, and within the natural aggregates were replaced with 20%, 40%, and 60% amounts of SFLWA. The addition of SFLWA shows an increase in the workability of the concrete. Replacement with SFLWA increases with an increase in slump value, and decreases in strength parameters. Compressive strength of 42.6 MPa was achieved with a 40% replacement of SFLWA with steel fibers. The mechanical properties such as compressive strength, split tensile strength, flexural strength, elastic modulus, and structural efficiency of SFLWAC were examined, both with and without fibers. The incorporation of fibers drastically improved the mechanical properties of the mix.

PL

Kruszywa z popiołu lotnego mogą być wytwarzane zarówno z kruszyw wiążących na zimno jak i z kruszyw spiekanych. Naukowcy koncentrują się wyłącznie na wytwarzaniu kruszyw i bezpośrednim wykorzystaniu gruboziarnistych kruszyw w betonie. Kruszywa spiekane wykazują się lepszą wydajnością w porównaniu do kruszyw wiążących na zimno. Kilku naukowców przeprowadziło badanie poświęcone naturalnym kruszywom oraz spiekanym kruszywom. W niniejszym badaniu, kruszywa ze spiekanego popiołu lotnego zostały częściowo zastąpione naturalnymi kruszywami w gatunku betonu M30, w celu zbadania właściwości mechanicznych i sprężystych. To pokazuje, że kruszywo może być wykorzystywane do zastosowań konstrukcyjnych. Włączenie włókien stalowych do tej betonowej matrycy miało na celu porównanie zachowania na świeżym i utwardzonym podłożu. W pracy skupiono się na przydatności kruszyw ze spiekanego popiołu lotnego w betonie. Początkowo kruszywa ze spiekanego popiołu lotnego zostały poddane badaniu pod kątem właściwości fizycznych, takich jak gęstość w stanie suchym, ciężar właściwy, wchłanianie wody, udatność i wytrzymałość na zgniatanie dla przydatności kruszywa do mieszania z betonem. Miało to również na celu sprawdzenie wytrzymałości kruszyw ze spiekanego popiołu lotnego w betonie. Opracowano docelową wytrzymałość na ściskanie na poziomie 30 N/mm2 i otrzymano próbne mieszaniny w oparciu o IS 10262:2009. Te próbne mieszaniny zostały następnie poddane badaniu pod kątem 20%, 40% i 60% częściowej wymiany na naturalne gruboziarniste kruszywo, a następnie wybrano najlepszą mieszaninę na podstawie wytrzymałości na ściskanie próbek betonu. Wyniki pokazują, że 40% wymiana kruszyw ze spiekanego popiołu lotnego okazała się lepszym rozwiązaniem w porównaniu do innych mieszanin. Mieszaniny te zostały następnie dokładniej zbadane w odniesieniu do różnych proporcji włókien stalowych w mieszaninach betonowych, dla współczynnika kształtu wynoszącego 55 i objętości wynoszącej 0,5% w mieszaninach betonowych. Następnie do mieszanin dodano włókna szklane, co powoduje zwiększenie ich wytrzymałości i właściwości wiążących w mieszaninach betonowych.

16

Concept of underground gas storage in the limestone rocks in Slovenia

Vukelić Željko, Vulić Milivoj

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2018

|

Vol. 12, no 3

197--202

EN

The paper provides research and results for underground storage of gas (UGSG) in limestone rocks, which were carried out in Slovenia – Central Europe. The areas was geological surveyed and in addition structural boreholes were drilled up to the depth of 350 m. The cores were logged with emphasis on stratigraphy, layering, rock joints, tectonic zones, RQD… and addition characteristics samples were taken for the laboratory rocks geomechanical characteristics investigations. In boreholes geophysical, pressiometric and hydro-geological investigations were also carried out. In the area where the researches have been carried out, limestone, dolomites and breccias are prevalent. Storage should be built for pressure between 15 and 20 MPa. Explorations confirmed that there is a possibility of building a high-pressure underground storage of gas (UGSG) and using applied mechanics for design LRC (Lined Rock Cavern) technology. The construction of underground storage facilities for natural gas storage is important in cases, where the gas supply does not meet the required capacity for operation of the thermal power plant.

17

The effect of trabecular bone storage method on its elastic properties

Mazurkiewicz A.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2018

|

Vol. 20, no. 1

21--27

EN

Purpose: The purpose of the study was to evaluate the effects of different methods of trabecular bone storage on changes in its elastic properties. Methods: 186 porcine trabecular bone samples were divided into 6 groups, approximately 30 samples each. Five groups were stored using the following methods: in buffered 10% formalin solution at room temperature, frozen at –21 C, in the open air at room temperature, in 96% alcohol solution and in 50% alcohol solution at room temperature. The samples were subjected to compression test to measure the elastic modulus. The samples after the first measurement were subjected to further measurements for 14 weeks, every 2 weeks. The sixth group was used to determine the effects of 10 freeze-thaw cycles on changes in the elastic modulus. A Kolmogorov–Smirnov test at significance level p = 0.05 was used to determine the significance of changes in time. Results: The changes in elastic properties caused by the different storage methods were statistically insignificant, except for the group of samples stored in the open air. The changes in elastic modulus after 10 freeze-thaw cycles were also statistically insignificant. Conclusions: Except for the storage method in the open air, other storage methods did not significantly affect changes in elastic properties of the trabecular bones after 14 weeks. No effects of 10 freeze-thaw cycles on changes in elastic modulus were observed.

18

Elastic modulus for long-term evaluation of the tensile properties of polypropylene meshes in an in vivo rat model

Przydacz M., Mahfouz W., Loutochin O., Ghezzi Ch. E., Carmel M., Corcos J.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2017

|

Vol. 19, no. 4

153--160

EN

Mid-urethral slings have become the gold standard treatment of stress urinary incontinence in women. Their tensile properties should be evaluated to measure how they wear off with time. Our objective was long-term assessment of the tensile properties of 2 synthetic tapes (TVT-O and I-STOP) after in vivo implantation in rats in terms of elastic modulus. Methods: Strips from both meshes were implanted in the abdominal wall of 30 rats, which were sacrificed at 5 time intervals. Their fibers were untangled to single components. Ultimate tensile strength (UTS), strain at UTS and the elastic modulus of each fiber type were measured. Results: I-STOP maintained UTS and strain over time, while TVT-O UTS and strain were significantly reduced. However, the elastic modulus of both tapes remained constant. Conclusions: Both meshes maintained their stiffness and elasticity with time. Elastic modulus could be an appropriate factor to predict long-term implantation outcomes. The clinical significance of such findings remains to be demonstrated by long-term analysis.

19

Zastosowanie betonów lekkich do konstrukcji budowlanych, w szczególności do sprężonych płyt stropowych

Mieszczak M.

Technical Issues

|

2016

|

nr 4

55--61

EN

Today's race for innovation and new solutions require from engineers to create new design solutions. One of these innovate solutions could be the using of lightweight concrete for structures subjected to high loads. Lightweight concrete despite smaller and above all worse aggregates have very good mechanical properties. Much less dead weight could lead to significant savings in the amount of reinforcement or massiveness of supports and foundations. The work has shown the possibility of using lightweight concrete for prestressed structures, based on a review of studies of lightweight concrete and numerical calculations.

20

Impact of reinforcement layer material and thickness on deflections measured in the static and dynamic plate load tests

Krawczyk B., Mackiewicz P.

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2016

|

Vol. 15, no. 2

87--102

EN

The bearing capacity and compaction values obtained in the plate load tests (the latter determined indirectly) often depend on the used test method: static - using static load test apparatus (VSS) or dynamic - using light weight deflectometer (LWD). Despite extensive comparative studies the correlation between two test methods still remains an issue. With the values obtained in the field tests and with the use of numerical calculations allowing for the impact of viscoplastic phenomena, the authors managed to demonstrate how big is the effect of not only the type of material, but also of the thicknesses of the reinforced subgrade layers on the discrepancy between the displacement values obtained with the two test methods in consideration. The behaviour of the subgrade material during the tests was verified using the finite element method. The share of elastic, plastic and creep strains in the total strain was determined for different layered systems and thicknesses.

PL

Podczas badań podłoża płytą naciskową bardzo często uzyskuje się różne parametry nośności i zagęszczenia (pośrednio), w zależności od metody wykonywania badania (płyta statyczna VSS i płyta dynamiczna LPD). Problem korelacji między obiema metodami, mimo rozległych badań porównawczych, jest wciąż aktualny. Na podstawie pomiarów terenowych oraz obliczeń numerycznych, z uwzględnieniem zjawisk lepkoplastycznych zachodzących w podłożu, autorzy pokazali jak duży wpływ na wartości przemieszeń w obu metodach (rozbieżności między obiema metodami) ma nie tylko rodzaj, ale także grubość warstw występujących w podłożu wzmocnionym. Weryfikację zjawisk zachodzących w trakcie badań przeprowadzono z wykorzystaniem metody elementów skończonych. Określono udział odkształceń sprężystych, plastycznych i pełzania w całkowitym odkształceniu podłoża, w zależności od rodzaju i grubości wzmocnienia.