Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Experimental and numerical investigation of connector with elastomer joint

Sławiński G., Malesa P., Świerczewski M., Bogusz P.

Journal of KONES

|

2017

|

Vol. 24, No. 3

283--289

EN

This article presents works associated with the design, numerical analyses and experimental tests of an energyabsorbing mat designed for increasing the safety of the soldiers inside military vehicles, especially their legs. One of the most important branches of engineering interests is high technologies accompanying the safety of soldiers. Energy absorbing mats are one of an additional equipment of a military vehicle, which is directly targeted to increase leg safety during explosion of IED (Improvised Explosive Device) under vehicle. The presented invention allows protection legs of the crew’s feet resting on the floor of the vehicle during explosion of a mine or IED. In most solutions, crewmembers’ foot rests directly on the floor, causing serious injuries. The value of the load on the metatarsus and tibia is closely related to the overall vehicle structure, which generally has limitations in the use of available external and internal protection solutions. Energy absorbing mats are a universal solution because they are adaptable to any type of vehicle. Their role is particularly important in flat-bottomed armoured vehicles. The article will show the results of the analysis showing how the mat works. Experimental results will be compared with the results of numerical analysis. The analysis is conducted using the LS-DYNA explicit code.

2

The application of clinching techniques to join impact energy absorbing thin-walled aluminium sections

Gronostajski Z., Polak S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 3

695-703

EN

Energy absorption by thin-walled aluminium elements joined by clinching with round tools (R-PJ) and that by such elements joined by spot welding (SW) are compared. Owing to their advantageous strength-to-specific gravity ratio (whereby fuel consumption can be re-duced by reducing vehicle weight) aluminium alloys are increasingly used in the production of modern cars. But the alloys are poorly weldable and so other techniques of joining aluminium alloy constructions are sought. An example of such a technique is clinching (forcing through). Dynamic deformation tests carried out on thin-walled sections joined by clinching and by welding showed that the clinching technique can be used to join controlled crushing zone elements in cars.

PL

W pracy przedstawiono porównanie pochłaniania energii poprzez aluminiowe elementy cienkościenne łączone metodą przetłaczania narzędziami okrągłymi (R-PJ) oraz zgrzewania punktowego (SW). Stopy aluminium ze względu na korzystny parametr konstrukcyjny wytrzymałości do ciężaru właściwego są coraz częściej stosowane w budowie nowoczesnych samochodów, jest to związane z dążeniem do zmniejszenia zużycia paliwa poprzez zmniejszenie masy pojazdów. Z drugiej strony natomiast stopy aluminium należą do materiałów, które są trudno zgrzewalne, dlatego poszukiwanie są innych metod do łączenia takich konstrukcji, przykładem takiej metody jest łączenie poprzez przetłaczanie. Przeprowadzone w pracy badania dynamicznego odkształcania profili cienkościennych łączonych przetłaczaniem i zgrzewaniem wykazały, że metodę przetłaczania również można stosować do łączenia elementów przeznaczonych na strefy kontrolowanego zgniotu w samochodach.

3

Wpływ kształtu elementu energochłonnego na zdolność pochłaniania energii

Ochelski S., Gotowicki P.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2008

|

Vol. 57, nr 3

329-347

PL

W pracy opisano badania dotyczące określenia zdolności pochłaniania energii podczas uderzenia, przez elementy energochłonne wybranych kształtów. Badano wpływ kształtu elementów energochłonnych takich jak: cienkie płaskie o przekroju prostokątnym, rurki o przekroju pierścieniowym, ścięte stożki o różnych kątach wierzchołkowych, powłoki faliste i w kształcie sfer na wielkość energii absorbowanej (EA). Natomiast, na podstawie prac opublikowanych w literaturze przedstawiono wpływ kształtu słupków o przekroju ceowym i kątowym, rurek o przekroju kwadratowym, eliptycznym oraz rurek z pofalowaną ścianką na EA. Przedmiotem badań były próbki wykonane z kompozytów epoksydowych (żywica E-53) wzmocnionych włóknami szklanymi w postaci: tkaniny rowingowej marki STR-012-350-110, pasmami rowingu marki ES-10-400-0-60 i matą szklaną oraz włóknami węglowymi w postaci: tkaniny rowingowej marki TENAX HTA 5131. Badania doświadczalne prowadzono na standardowej maszynie wytrzymałościowej INSTRON 8802, przy prędkości obciążenia (prędkości trawersy maszyny) równej 40 mm/min. Wyniki badań przedstawiono w tabelach jako zależność siły niszczącej od odkształcenia (skrócenia próbki). Podano podstawowe właściwości próbek takie jak: wymiary geometryczne, masową zawartość włókien, masę, maksymalną i średnią siłę niszczącą, zaabsorbowaną energię oraz względną energię absorbowaną WEA, tj. energię odniesioną do masy. Zależności WEA od kształtu elementu, dla elementów wykonanych z tych samych kompozytów o jednakowej strukturze zestawiono na wykresach. Liczne fotografie próbek o różnych kształtach przed, w trakcie i po procesie niszczenia ilustrują różne mechanizmy niszczenia.

EN

Research on determining an energy absorption capacity of energy-absorbing elements of selected shapes during the impact is described in this paper. The influence of a shape of energyabsorbing elements of such shapes as thin plates of rectangular cross-section, cylindrical tubes, conical tubes with different apex angles, wavy plates, and semi-spheres on a value of the absorbed energy was examined. Additionally, on the basis of on the information available in literature, influence of other elements such as U-channel and angle bars, square and elliptical tubes, and wavy-walled tubes was described. The specimens made from epoxy composites (E-53 resin) were tested. A structure of the composites was reinforced with glass fibers in the form of STR-012-350-110 rowing fabric, ES-10-400-0-60 rowing wisps and glass mat, as well as carbon fibers in the form of TENAX HTA 5131 rowing fabric. Experimental tests were conducted on universal testing machine INSTRON 8802 at a constant crosshead displacement rate of 40 mm per minute. The test results were presented as compressive force vs. displacement (specimen shortening). The basic properties of the specimens, including their geometrical dimensions, mass fiber contents, weights, maximum and average values of compression force, absorbed energy, and relative absorbing energy related to specimen weight, were provided in tables. The relations between relative absorbing energy and composite structures for the specimens made from composites of the same structure were compared in the form of graphs. Numerous photographs, taken during the compression test, as well as before and after it, indicate different failure mechanisms for each of the specimens.

4

Porównanie zdolności pochłaniania energii kompozytów winyloestrowych z epoksydowymi

Ochelski S., Gotowicki P.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2008

|

Vol. 57, nr 2

7-14

PL

W pracy opisano doświadczalne badania zdolności pochałaniania energii przez elementy energochłonne w kształcie rurek, wykonane z kompozytów o osnowie epoksydowej (E-53) i winyloestrowej (VE-2MM) wzmocnionych włóknami węglowymi i szklanymi. Podano wyniki badań właściwości mechanicznych żywic winyloestrowej i epoksydowej oraz kompozytów ortotropowych o osnowie VE i E wzmocnionych tkaninami węglowymi i szklanymi, z których wykonano próbki. Podano także wyniki badań wpływu rodzaju włókien oraz osnowy na zdolność pochłaniania energii. Badania doświadczalne prowadzono na standatdowej maszynie wytrzymałościowej ISTRON 8802, przy prędkości obciążenia (prędkości trawersy maszyny) równej 40 mm/min. Wyniki badań przedstawiono w postaci zależności siły niszczącej od odkształcenia (skrócenia próbki) oraz tabel, w których zawarto właściwości mechaniczne kompozytów. Zależności względnej energii absorbowanej WEA od struktury kompozytu dla elementów z kompozytów o takim samym wzmocnieniu i jednakowej strukturze dla żywic VE i E zestawiono na wykresach. Przedsyawione fotografie próbek ilustrują mechanizmy niszczenia badanych elementów energochłonnych. Na podstawie wyników badań próbek w kształcie rurek wykonanych z kompozytów szkło/epoksyd i węgiel/epoksyd oraz szkło/winyloester i węgiel/winyloester można stwierdzić, że największą WEA mają próbki wykonane z kompozytu winyloestrowego wzmocnionego włóknami węglowymi, których warstwy zewnętrzne i wewnętrzne są wykonane z rowingowych tkanin przejmujących naprężenia obwodowe, natomiast warstwy wewnętrzne - z włóknami ułożonymi równolegle do osi próbki, zwiększającymi wytrzymałość na zginanie. Wysoką zdolność pochłaniania energii wykazał kompozyt wzmocniony matą szklaną. Próbki wykonane z kompozytów o osnowie winyloestrowej wykazały WEA wyższą od próbek z żywicą epoksydową, średnio o 13% dla próbek wzmocnionych włóknami szklanymi i o 21% dla próbek wzmocnionych włóknami węglowymi.

EN

Experimental investigations of energy absorption capacity of carbon and glass fiber-reinforced epoxy (E-53) and vinylester (VE-2MM) composite tubes were presented in this paper. Mechanical properties of vinylester and epoxy resins as well as vinylester and epoxy orthotropic composites reinforced with carbon and glass fabric were researched. In addition the influence of the sort of fibre and matrix on the energy absorption capacity was investigated. Experimental tests were conducted on universal testing machine INSTRON 8802 at a constant crosshead displacement rate of 40 milimeters per minute. The results of the experimental tests for specimens were depicted in the relation of compressive force-displacement whereas the mechanical absorbing energy and composite structures for specimens made from composites with the same reinforcement and equal structure for both vinylester and epoxy resin were compared in the form of graphs. Failure mechanism of tested specimens were shown in photographs. Based on the obtained results for the carbon/epoxy and glass/epoxy as well as for carbon/vinylester composite tubes, it was concluded that specimens made from carbon fiber-reinforced vinylester composite have the highest relative absorbing energy. It was caused by resistance of inner and outer layers of rowing fabric to circumferential stress and by increased bending strength of inner layer of fibers parallel to the specimen axis. The glass mat reinforced composite was also characterized by the high energy absorption capaxity. The specimens made from vinylester composites have better relative absorbing energy than those made from epoxy, approximately 13% and 21% greater for glass and carbon reinforced specimens, respectively.

5

Numeryczno-doświadczalne badanie energii zniszczenia wybranych struktur kompozytowych

Niezgoda T., Barnat W.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2007

|

z. 219

149--171

PL

Celem pracy jest porównanie energochłonności elementów wykonanych ze stali, kompozytu polimerowego oraz kompozytu polimerowego z wypełnieniem pianowym. Eksperyment został przeprowadzony na uniwersalnej maszynie wytrzymałościowej INSTRON z prędkością trawersy 10 mm/min. Obliczenia numeryczne wykonano z zastosowaniem programu MSD.Dytran wykorzystującego do obliczeń MES. Elementy energochłonne zostały obciążone kinematycznie w kierunku głównej osi symetrii. Najlepsze rezultaty otrzymano dla elementów wykonanych z kompozytu polimerowego wzmocnionego włóknami. Elementy takie mogą być wykorzystane do projektowania konstrukcji chroniących ludzi np. w przypadku awaryjnego lądowania helikoptera lub do zwiększenia energochłonności barierek drogowych. Progresywne niszczenie elementów kompozytowych pozwoli ograniczyć w obu przypadkach efekty uderzenia. W części końcowej przedstawiono wyniki symulacji numerycznej uderzenia sztywnej płyty w słupek barierki drogowej.

EN

The aim of the paper is to compare the influence of the applied fill on the energy absorber by the energy absorbing structural elements made of composite, steel and of composite with fill foam. The experimental tests were carried out on an INSTRON universal testing machine at the speed rate of the machine’s traverse equal 10 mm/min and the numerical analysis has been performed using MSC.Dytran software based on the Finite Elements Method. The elements were subjected to axial kinematic loads. The higher specific absorbed energy occurs in the case of energy absorbing elements made of composites and from composite with fill foam. These elements can be applied in structures designed for the protection of people or limitation of the whole structure failure, e.g. in the case of a helicopter or car crash etc. the failure progressing in a relatively uniform manner results in the fact that the work used for failure of an energy absorbing elements causes a substantial reduction of the impact load results. Application of energy absorbing elements may be a system dissipating the energy of a car impact into a crash barrier. The results of numerical simulation of stiffness plate hitting to the road barrier are presented.