Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 17

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  energia pękania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
To promote the application of rubber-cement composites as the main bearing structure and key components in practical engineering under frequent dynamic disturbances, in this work, the split Hopkinson pressure bar (SHPB) cyclic impact tests of rubber-cement composite specimens with four different confine modes were carried out in which the impact load increased sequentially. The relationship between average strain rate, ultimate strain and impact times and the relationship between peak stress, damage energy, ultimate strain and incident energy were analyzed. The results showed that the appropriate confine reinforcement treatment can make rubber-cement composite give full play to its deformation ability when it was completely damaged. Carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) sheet and steel cylinder can work together with the rubber-cement composite matrix to resist impact load, which effectively improves the structural strength, damage fracture energy, and cyclic impact resistance of the rubber-cement composite. Finally, based on the effect difference of confine modes, the simplified plane force models of rubber-cement composite specimens with four different confine modes were established, which clearly revealed the completely different impact resistance mechanism of the rubber-cement composites with different constraints under cyclic impact loading.
PL
Celem artykułu była analiza porównawcza wytrzymałości betonu z dodatkiem włókien polimerowych uzyskanych w badaniach jednoosiowego rozciągania, trzypunktowego zginania i rozłupywania Montevideo. Wykonano jedną mieszankę bez włókien i pięć mieszanek fibrobetonowych z 2 lub 3 kg/m3 włókien o różnej geometrii i formie. Stwierdzono, że dodanie włókien nie wpłynęło w istotny sposób na maksymalną wytrzymałość betonu na ściskanie, jednoosiowe rozciąganie, zginanie i rozłupywanie. Natomiast poprawie uległy siły i wytrzymałości resztkowe, energia pękania i ciągliwość betonu. Obliczony współczynnik korelacji obciążenia (kTRMV = 1,5) pozwolił na porównanie wyników testu rozłupywania Montevideo z testami trzypunktowego zginania przy szerokości rozwarcia rysy większej niż 1 mm. Test rozłupywania Montevideo może być prostszą i bardziej kompaktową metodą badawczą w porównaniu z testem trzypunktowego zginania.
EN
The aim of the article was a comparative analysis of concrete strenght with the addition of polymer fibers subjected to three test methods: the uniaxial tensile test, the three-point bending test, and the Montevideo splitting tensile test. One mix without fibers and five fiber reinforced concrete mixes were made with 2 or 3 kg/m3 of polymer fibers of different geometry and form. It was found that the addition of fibers did not significantly affect the maximum compressive, uniaxial tensile, flexural, and splitting tensile strength of concrete. On the other hand, residual forces and strengths, fracture energy, and ductility of concrete were significantly improved. The calculated load correlation coefficient (kTRMV = 1.5) allowed the correlation of the results of the Montevideo splitting tensile test with the three-point bending test for a crack mouth opening displacement greater than 1mm. Overall, the Montevideo splitting test may be a simpler and more compact test method compared to the three-point bending test.
PL
Znajomość parametrów mechaniki pękania pozwala na dokładniejszą ocenę degradacji mrozowej betonów wysokowytrzymałych. Betony wysokowytrzymałe pomimo szczelnej struktury, cechuje podwyższona kruchość. Występujące w strukturze betonu nieciągłości oraz szczeliny są miejscami kumulacji znacznych naprężeń. Dodatkowe naprężenia powstające w wyniku cyklicznego zamrażania i rozmrażania stymulują procesy zniszczenia materiału. Podstawowe parametry wytrzymałościowe betonu nie uwzględniają wad strukturalnych materiału i nie dają pełnego opisu podatności na zniszczenie spowodowane np. degradacją mrozową. Celem niniejszej pracy było określenie zależności pomiędzy degradacją mrozową betonów wysokowytrzymałych oraz zmianami wartości ich energii pękania, związanej z inicjacją pękania po 150, 250, 350 oraz 450 cyklach zamrażania/rozmrażania. Badania przeprowadzono przy wykorzystaniu próbek o wymiarach 100 x 100 x 400 mm, ze wstępnie zainicjowanymi szczelinami długości 30 mm. Wykorzystano I model obciążenia (rozciąganie przy zginaniu) w warunkach trójpunktowego zginania, opierając się na procedurze badawczej rekomendowanej przez RILEM. Badaniom poddano betony o wytrzymałości na ściskanie 90 MPa bez włókien oraz z włóknami stalowymi i mieszankę włókien stalowych oraz bazaltowych. Otrzymane wyniki pozwalają na ocenę degradacji mrozowej za pomocą energii pękania Gf oraz krytycznej szerokości rozwarcia szczeliny pierwotnej CTODc.
EN
Knowledge of fracture mechanics parameters can help for a more accurate assessment of frost degradation of high-strength concrete. High strength concretes, despite the tight structure, are characterized by increased brittleness. Cracks in the concrete structure are places of accumulation of significant stresses. Additional stresses resulting from cyclic freeze/thaw stimulate the material destruction processes. The basic strength parameters of concrete do not take into account structural defects of the material and do not give a complete description of susceptibility to damage caused by, e.g., frost degradation. This study aimed to determine the relationship between frost degradation of high-strength concretes and changes in the value of their fracture energy associated with the initiation of cracking after 150, 250, 350 and 450 freeze/thaw cycles. The research was carried out using 100 × 100 × 400 mm samples, with a pre-initiated 30 mm deep notch. The I load model under a three-point bending test was used, based on the procedure recommended by RILEM. Concrete with a compressive strength of 90 MPa with steel fibres and a mixture of steel and basalt fibers was tested. The obtained results allow for the evaluation of frost degradation using fracture energy GF and critical crack tip opening displacement CTODc.
PL
Wykorzystywanie zasobów lokalnych w sposób uzasadniony i znormalizowany ma ogromne znaczenie dla rozwoju gospodarczego na świecie. Wykorzystanie materiałów odpadowych może poprawić właściwości betonu i powodować, że staje się on bardziej przyjazny środowisku. W badaniach dokonano oceny wpływu popiołu z odpadów z oliwek na właściwości mechaniczne i odporność na pękanie. W tym celu przygotowano mieszanki samozagęszczające się, w których dodawano popioły z odpadów z oliwek w trzech różnych ilościach oraz zastosowano dwa różne dodatki superplastyfikatora. Oprócz badań wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie przeprowadzono serię badań wytrzymałości na trójpunktowe zginanie belek z karbem, dla wszystkich wykonanych betonów. Ponadto defekty w badanych betonach samozagęszczających się oceniono za pomocą rentgenowskiej tomografii komputerowej. Badania wykazały, że stosowanie popiołów z opadów z oliwek w betonach samozagęszczających się wpływa głównie na wytrzymałość na rozciąganie i energię pękania dla dwóch różnych dodatków superplastyfikatora.
EN
Reasonable and standardized use of local and waste resources is of great importance for the economic development in the world. The utilization of waste materials can result in enhanced properties and eco-friendly concrete, at the same time. In this study, it is aimed to evaluate the effect of olive waste ash on the mechanical and fracture properties of self-compacting concrete. For this purpose, self-compacting concrete mixes were prepared by the utilization of olive waste ash, in three different proportions and with two different dosages of superplasticizer. Alongside compressive and tensile strengths analysis, a series of three-point bending tests on notched beams were conducted for all mixes. Moreover, initial defects of all self-compacting mixes were evaluated by using the X-ray computed tomography method. Findings showed that using olive waste ash in self-compacting concrete mainly affects the tensile strength and fracture energy for the two different contents of superplasticizer.
EN
In this study, an experimental research on the fracture parameters of self-compacting lightweight concrete (SCLC) using tap and magnetic water (MW) is presented. For all SCLC mixtures, common fracture parameters were specified by means of both work of fracture method (WFM) and the size effect method (SEM). Three-point bending tests were carried out on 90 notched beams with six mix compositions. The beams were made from mixes with three different water to cement (w/c) ratios of 0.37, 0.47 and 0.52; also, both tap and magnetic water were consumed in the concrete mixes, separately. The results of this research showed that by using MW in SCLC and decreasing w/c ratio from 0.52 to 0.37: (a) both initial fracture energy Gf and total fracture energy GF increased; (b) the fracture toughness and the mechanical properties of SCLC improved. Additionally, the achieved data exhibited that there was a reasonable relation between the total fracture energy obtained by WFM and the initial fracture energy achieved through SEM. The average of GF to Gf ratio in SCLC was 2.70. Furthermore, by using MW in SCLC mixtures, compressive strength, splitting tensile strength and modulus of elasticity increased up to 18%, 9% and 10%, respectively.
PL
Do badań nad wpływem zaokrąglenia karbu na parametry mechaniki pękania, takie jak krytyczny współczynnik intensywności naprężeń i energia pękania, wykorzystano zaprawę cementową jako typowy materiał quasi-kruchy. W trakcie formowania próbek wytworzono karby typu U o głębokości 30 mm. Zastosowano szeroki zakres zmiany promienia zaokrąglenia wierzchołka karbu od 0,15 mm do 30,0 mm. Otrzymane wyniki badań wykazały, że promień zaokrąglenia karbu ma znaczący wpływ na poziom naprężeń niszczących i parametry opisujące odporność kompozytu cementowego na pękanie. Zatem, doświadczalne wyznaczenie charakterystyk pękania wymaga ścisłego określenia warunków badania.
EN
The study for assessing the influence of notch curvature in a specimen on fracture mechanics parameters, e.g. critical stress intensity factor and fracture energy, was performed on cement mortar as a typical quasi-brittle material. The U-shaped notches with a depth of 30 mm were formed during molding the specimens. The radius of the notch curvature was changed in the range from 0.15 mm to 30.0 mm. The obtained results demonstrated that the notch curvature radius had a significant effect on the level of maximum stress and the parameters describing resistance to cracking of the cement composite. Therefore, the experimental determination of the fracture characteristics requires a strict definition of the test conditions.
8
Content available remote Badania przyczepności stali w betonie zbrojonym
PL
Przydatność betonu zbrojonego jako materiału kompozytowego zależy od przyczepności zbrojenia stalowego do otuliny betonowej. Połączenie to pełni ważną rolę przy przenoszeniu naprężeń ścinających, które powstają na powierzchni rozdziału stal – beton podczas obciążenia. Zaburzenie przenoszenia naprężeń w tej strefie będzie powodowało zakłócenia procesu przenoszenia obciążenia i właściwości kompozytu. Na zachowanie się strefy przejściowej stal – beton wpływa szereg czynników, a przede wszystkim wytrzymałość na ściskanie betonu, grubość otuliny, średnica i długość zakotwienia stali zbrojeniowej, kształt elementów zbrojeniowych, zbrojenie poprzeczne, itp. W pracy przyjęto program doświadczalny zmierzający do określenia wpływu wytrzymałości betonu, średnicy prętów zbrojeniowych (12 mm i 16 mm), długości zakotwienia prętów zbrojeniowych (wielokrotności określanej współczynnikami odpowiednio 2.5; 5 i 8.3 w przypadku prętów o średnicy 12 mm oraz 9.4 w przypadku prętów o średnicy 16 mm) na kształtowanie przyczepności stal – beton. Zaprojektowano trzy klasy betonu w oparciu o mieszanki spoiwowe zawierające dodatki mineralne. Wytrzymałość przyczepności betonu do stali zmierzono metodą wyrywania („pull out”). Na podstawie wyników uzyskanych tą metodą określono wartości naprężenia niszczącego powierzchni rozdziału stal – beton, wielkość przemieszczenia, jak również energię pękania. Stwierdzono, że ze wzrostem wytrzymałości na ściskanie betonu wzrastała również wytrzymałość wiązania betonu ze stalą. Zaobserwowano, że przemieszczenie pręta w strefie przejściowej oraz energia pękania wzrastały nie tylko ze wzrostem wytrzymałości na ściskanie betonu, ale też ze średnicą i długością prętów zbrojeniowych. Na podstawie uzyskanych wyników zaproponowano wzór określający przyczepność betonu do prętów stalowych.
EN
Effectiveness of reinforced concrete as a composite element depends on the bond between reinforcing steel and encapsulating concrete. Bond plays an important role in the transfer of shear stress that develops along the steel-concrete interface upon loading. Failure of this transfer of stress will result in the failure of strain compatibility and composite action. Several factors such as compressive strength of concrete, cover to concrete, diameter of bar, embedment length of bar, type of bar, confinement of concrete etc., influence the bond performance. In the present study, a rigorous experimental program is undertaken to check the effect of concrete strength, diameter of bar (12 mm and 16 mm), embedment length of bar (2.5 times, 5 times and 8.3 times [in case of 12 mm bar], 9.4 times [in case of 16 mm bar] on the bond behavior. Three concrete classes were designed with binary addition of supplementary cementitious materials. Pull out test was chosen to evaluate the bond strength and the ultimate bond stress, ultimate slip as well as fracture energy are the parameters determined from the experiments. Based on the results obtained, it was noted that with the increase in compressive strength of concrete, there is an increase in the bond strength. It was also observed that the slip and fracture energy increased with the concrete strength, diameter and embedment length of the bar. An equation to predict the bond strength is proposed based on the experimental results.
EN
The pre-peak and post-peak softening behaviour of fine grained concrete with steel fibres and basalt fibres were investigated. The load-crack mouth opening displacement and load-deflection relationships, obtained in three-point bending test for specimens with U-notches, were used to analyze the fracture behaviour as well as to calculate the fracture energy. The strength properties of concretes tested were also compared. The modification of fracture plots, recorded under load, indicated the capability of basalt fibres to resist crack propagation. The incorporation of steel fibres caused considerable increase in fracture energy resulting in much more ductile behaviour of concrete in comparison to basalt fibre concrete. The differences in fracture behaviour of both type fibre reinforced concretes were pointed out.
PL
Badano wpływ włókien bazaltowych i stalowych na podkrytyczne i pokrytyczne zachowanie się elementów próbnych z betonu drobnoziarnistego. Wykresy zależności obciążenie-rozwarcie wylotu karbu oraz zależności obciążenieugięcie, uzyskane w warunkach trójpunktowego zginania próbek beleczkowych z karbem typu U, wykorzystano do analizy zmian parametrów mechaniki pękania oraz obliczenia energii pękania. Porównano właściwości wytrzymałościowe badanych betonów. Wykazano, że beton zbrojony włóknami bazaltowymi charakteryzuje się zwiększoną odpornością na inicjację i propagację rys. Wprowadzenie włókien stalowych do betonu spowodowało znaczące zwiększenie energii pękania, a także zmianę charakteru materiału w kierunku bardziej ciągliwego w porównaniu do betonu z dodatkiem włókien bazaltowych. Wskazano istotne różnice charakterystyk pękania betonów z dodatkiem obu rodzajów włókien.
EN
This study aims to investigate double cantilever beam specimen with aluminum foam bonded by spray adhesive to investigate the fracture strength of the adhesive joint experimentally. The fracture energy at opening mode is calculated by the formulae of British Engineering Standard (BS 7991) and International Standard (ISO 11343). For the static experiment, four types of specimens with the heights (h) of 25 mm, 30 mm, 35 mm and 40 mm are manufactured and the experimental results are compared with each other. As the height becomes greater, the fracture energy becomes higher. After the length of crack reaches 150 mm, the fracture energy of the specimen (h=35 mm) is greater than that of the specimen (h=40 mm). Fatigue test is also performed with DCB test specimen. As the height decreases, the fracture energy becomes higher. By the result obtained from this study, aluminum foam with adhesive joint can be applied to actual composite structure and its fracture property can possibly be anticipated.
EN
Concrete is characterized by the softening behavior which is related to the increase in the crack opening with the decrease in stress. The softening curve is the relation between the stress and the crack opening and it is widely supposed to be bilinear in the international design standards. The area under the softening curve is the fracture energy GF that can be calculated according to RILEM recommendations. Unfortunately GF under RILEM recommendations is dependent on the specimen size. The size dependency problem may be solved using inverse analysis. In this research two inverse analysis procedures were applied using the analytical non linear hinge model for beams loaded in bending based on the fictitious crack model and supposing bilinear and power law softening curves. Three points bending test data for 64 beams with different sizes made from 23 concretes of wide range compressive strength and maximum aggregate size dmax were analyzed. The obtained results show that bilinear softening curve gives always a numerical maximum force larger than the experimental one about 20% whereas power law softening curve gives anumerical maximum force very close to the experimental one. This difference in predicting the numerical force is explained by the steeper drop in stress after peak force in power law softening which makes it more suitable for design purposes. Both procedures give the same GF and almost the same critical crack opening wc except for dmax = 80 [mm]. Furthermore, it is shown that macro-cracks start in the power law softening before they start in the bilinear softening and this ambiguity in crack initiation may lead to problems in predicting critical cracking cases for complicated structures.
PL
Beton charakteryzuje osłabienie związane ze zwiększaniem się rozwarcia rysy wraz ze spadkiem naprężeń. Krzywa osłabienia przedstawia związek pomiędzy naprężeniem a rozwarciem rysy i w normach projektowych powszechnie przyjmowana jest jako dwuliniowa. Powierzchnia pod tą krzywą to energia pękania, którą obliczyć można za pomoca zaleceń RILEM. Niestety jednak wartość energii pękania GF według zaleceń RILEM zależna jest of rozmiaru próbki. Problem wynikający z tej zależności można rozwiązać przez zastsosowanie analizy odwrotnej.Wtym projekcie badawczym zastosowano dwie procedury analizy odwrotnej wykorzystując analityczny nieliniowy model przegubowy dla belek zginanych w oparciu o model fikcyjnej rysy oraz zakładając dwuliniowe i potęgowe krzywe osłabienia. Analizowano dane otrzymane z testu trój-punktowego zginania 64 belek o różnych wymiarach wykonanych z 23 betonów o różnych wytrzymałościach na ściskanie i maksymalnym rozmiarze kruszywa dmax. Otrzymane wyniki pokazują, że krzywa dwuliniowa daje zawsze wartości obliczonej maksymalnej siły większe o 20% niż te uzyskane w badaniach eksperymentalnych, podczas gdy krzywa potęgowa daje wartości zbliżone do wyznaczonych w badaniach. Różnicę tą można wyjaśnić bardziej gwałtownym spadkiem naprężeń po przekroczeniu maksymalnej siły w sformułowaniu potęgowym, co czyni je bardziej adekwatnym do celów projektowych. Oba podejścia dają tę samą wartość energii pękania GF oraz niemal tę samą krytyczną szerokość rozwarcia rysy wc, z wyjątkiem dmax = 80 [mm]. Co więcej, okazuje się, że makro-rysy pojawiają się wcześniej przy sformułowaniu biliniowym niż przy sformułowaniu potęgowym, a ta dwuznaczność przy określaniu inicjacji rys może prowadzić do problemów w przewidywaniu krytycznych przypadków zarysowań w skomplikowanych konstrukcjach.
12
Content available remote Fracture toughness of materials at the presence of plastic deformation
EN
In this paper the problem of fracture toughness is reanalyzed. It is shown that fracture toughness is not a material property. It depends on a shape and size of structural elements. The measures of in- and out-of-plane constraint are defined and their influence on fracture toughness is demonstrated. The idea of “local approach” to fracture is shortly described and some results obtained within this approach concerning the fracture toughness determination are presented. The idea of fracture energy is presented and this quantity is computed both for linear and non-linear materials using the step-like crack growth model.
PL
W pracy przeanalizowano problematykę odporności na pękanie. Pokazano, że odporność na pękanie nie jest stałą materiałową. Zależy ona także od kształtu i wymiarów elementów konstrukcyjnych. Zdefiniowano miary wiezów płaskich i w kierunku grubości oraz pokazano ich wpływ na odporność na pękanie. Idea „lokalnego podejścia” do procesu pękania jest krótko przypomniana i przytoczono niektóre rezultaty uzyskane przy stosowaniu tej idei do określania rzeczywistej odporności na pękanie. Przedstawiono też rezultaty oceny energii pękania dla materiałów plastycznych przy zastosowaniu tzw. Skowego modelu propagacji pęknięć.
13
Content available remote An analysis of the evaluation of the fracture energy using the DCB-specimen
EN
The methods to estimate the fracture energy using DCB-specimens as advocated in common standards. For instance, ASTM D 3433 and BS 7991:2001 are based on a compliance method, i.e. on linear elastic fracture mechanics (LEFM). Since the mechanical properties of almost all adhesives are non-linear, errors are generated. In some of the standards, the non-linear behaviour is compensated for by the use of correction terms generated from the experiments. An analysis of the methods of evaluation the fracture energy from experiments is performed. This analysis is performed first by simulating an experiment using realistic data for an engineering adhesive and then, by analysing the results with different methods. In this way, the correct fracture energy is known beforehand and the error in the evaluated fracture energy can be determined. In the present work it is shown that the magnitude of this error depends on the length of the crack. The results show that some commonly used methods generate substantial errors when a large region of non-linear deformation precedes the crack tip. It is also shown that methods based on nonlinear fracture methods do not produce this kind of error.
PL
Zbadano możliwość modyfikacji właściwości technicznych zapraw z piasku drobnoziarnistego poprzez dodatek niewielkich ilości włókien wełny mineralnej i włókien szklanych. Modyfikowane wymienionymi włóknami zaprawy poddano koroazji alkalicznej w 4 % roztworze zasady sodowej. Właściwości techniczne zapraw badano przed i po procesach korozji alkalicznej. Uzyskane wyniki wskazują, że środowisko alkaliczne nie spowodowało destrukcji modyfikowanych włóknami zapraw. Modyfikacja zapraw wykonanych z piasków odpadowych przez dodanie tanich włókien mineralnych jest uzasadnione. Ponadto w pracy zamieszczono zdjęcia granic kontaktowych włókno-zaczyn.
EN
Adding small quantities of mineral wood and glass fibres has tested possible modification of technical characteristics of mortars from fine grain sand by adding small quantities of mineral wood and glass fibres. The mortars modified with the two additives were subject to alkaline corrosion in a 4% sodium base solution. Technical characteristics of the mortars were tested before and after the alkaline corrosion processes. Modification of mortars made from waste sands by adding inexpensive miner fibers is recommendable. The paper also contains photographs of fiber-mortar contact surfaces.
PL
W przypadku wyznaczania G1c przy wykorzystaniu próbki typu DCB, propagacja rozwarstwienia w fazie początkowej testu jest trudna do obserwacji i zwykle zaniedbywana. Rozwój delaminacji w tej fazie modelowano w oparciu o metodę elementów skończonych. Wyniki pozwoliły na konstrukcję repliki zależności sila - ugięcie i skorelowanie jej z kolejnymi stadiami rozwoju delaminacji. Porównanie uzyskanego w eksperymencie wykresu siła - przemieszczenie z jego numeryczną repliką oraz z obrazu przełomu próbki z odpowiednim modelowanym stadium rozwoju delaminacji sugerują, że przebieg zjawiska został odwzorowany właściwie.
EN
In the case of DCB test an initial stage of delamination propagation is difficult for monitoring and usually neglected. Modeling of this stage of delamination with the use of FEM was performed. It allowed to replicate a load-deflection diagram and correlate it with the appropriate consecutive stages of delamination propagation. Comparison of the replica with the corresponding experimental diagram as well as comparison of the fractography of delamination with the predicted shape of delamination front allow to conclude that the suggested model can be used for modeling delamination propagation in its initial stage.
16
Content available remote Postęp w stosowaniu włókien polipropylenowych do betonu
17
Content available remote Włókna do mikrozbrojenia betonu
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.