Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

2D and 3D preliminary numerical analysis of a masonry arch - case study

Jurczak Marlena Anna

Budownictwo o Zoptymalizowanym Potencjale Energetycznym

|

2021

|

Vol. 10 Nr 2

127--136

EN

Masonry arches are regularly used in construction. The main purpose of this work was to perform numerical calculations using the Finite Element Method to estimate the load capacity of the designed masonry arch and to identify optimal locations for sensors on a real structure to aid advanced structural analysis. The model was implemented in two computer programs - Autodesk Robot and DIANA, and the results were compared. The arch was analysed statically and dynamically in the elastic range. A preliminary 2D static analysis was performed in Autodesk Robot, while in DIANA both flat and spatial models were analysed using both static and dynamic analysis. Numerical estimation of the load capacity of the masonry structure gave the opportunity to show the basic failure mechanisms together with the character of the stress distribution as well as the eigenfrequencies and eigenmodes. Satisfactory results were obtained, after a review of the literature.

2

Influence of electromagnetic riveting process on microstructures and mechanical properties of 2A10 and 6082 Al riveted structures

Dong Dongying, Sun Liqiang, Wang Qiong, Li Guangyao, Cui Junjia

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. 19, no. 4

1284--1294

EN

Electromagnetic riveting (EMR) technology had unique connection advantages compared to traditional riveting methods. The influence of EMR process on microstructures and mechani- cal properties for 2A10 and 6082 aluminum riveted structures was investigated by comparison with regular pressure riveting (RPR) process. The microstructures and mechanical properties of the two riveting processes were analyzed by optical microscopy and tensile testing machine, respectively. The micro-hardness and the interference amount were also investi- gated. The results showed that the main characteristic of the driven head was the shear zone. The grain deformation of the EMR in shear zone was more severe than that of the RPR. The width of the shear zone of the RPR was larger than that of the EMR. The trend of micro- hardness distribution was opposite along the direction of the shear zone. Meanwhile, the distribution of the interference amounts of EMR had a better uniformity. The failure mecha- nisms of shear tests of the EMR and RPR were same, but the pull-out tests were different. The dynamic loading had a great influence on the microstructures and mechanical properties of riveted structures, and the mechanical properties of EMR were significantly enhanced.

3

Impact of fiber metal laminates - literature research

Lisowski B.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 22, nr 4

1355--1370

EN

The paper refers the general idea of composite materials especially Fiber Metal Laminates (FMLs) with respect to low-velocity impact incidents. This phenomenon was characterized by basic parameters and energy dissipation mechanisms. Further considerations are matched with analytical procedures with reference to linearized spring-mass models, impact characteristics divided into energy correlations (global flexure, delamination, tensile fracture and petaling absorbed energies) and set of motion second order differential equations. Experimental tests were based on analytical solutions for different types of FML - GLARE type plates and were held in accordance to ASTM standards. The structure model reveals plenty of dependences related to strain rate effect, deflection represented by the correlations among plate and intender deformation, separate flexure characteristics for aluminium and composite, contact definition based on intender end-radius shape stress analysis supported by FSDT, von Karman strains as well as CLT. Failure criteria were conformed to layers specifications with respect to von Misses stress-strain criterion for aluminium matched with Tsai-Hill or Puck criterion for unidirectional laminate. At the final stage numerical simulation were made in FEM programs such as ABAQUS and ANSYS. Future prospects were based on the experiments held over 3D-fiberglass (3DFG) FMLs with magnesium alloy layers which covers more favorable mechanical properties than FMLs.

4

Accelerated storage degradation testing and failure mechanisms of aerospace electromagnetic relay

Wang Z. B., Shang S., Wang J.-W., Huang Z.-L., Sai F.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2017

|

Vol. 19, no. 4

530--541

EN

It is difficult to obtain the failure data of high-reliability and long-lifetime aerospace electromagnetic relay (EMR), even if based on the traditional accelerated storage life testing method. Based on the reliability test technique, the scheme of accelerated degradation testing for aerospace EMR was designed. The test system of aerospace electromagnetic relay storage parameters under temperature-accelerated stress was designed and developed. The most past research on storage reliability of relay only focuses on the measurement of contact resistance. The relay time parameters (pick-up time, opening time, overtravel time, rebound duration time, etc.) which reflect main performance function were not monitored. So, in this study the relay time parameters and relay contact resistance were detected simultaneously. According to the analysis on experiment results of contact resistance, relay time parameters, the degradation phenomena of aerospace EMR in long-term storage are investigated, which provides the bases for determining degradation sensitive parameters. Finally, based on the structure and function of aerospace EMR, the storage failure mechanism is investigated by conductive properties themselves. The microscopic morphology and changes in chemical elements for relay contact surface was analyzed by SEM and EDX regularly, which provide references for the relay storage failure mechanism.

PL

Ze względu na wysoką niezawodność i długi cykl życia przekaźników elektromagnetycznych stosowanych w przemyśle lotniczym (EMR), trudno jest uzyskać dane o ich uszkodzeniach, nawet gdy korzysta się z tradycyjnej metody przyspieszonych badań dopuszczalnego okresu składowania. W przedstawionym artykule, opracowano, w oparciu o technikę badania niezawodności, schemat przyspieszonego badania degradacji przekaźników elektromagnetycznych stosowanych w lotnictwie. Zaprojektowano i zpracowano system oceny parametrów składowania przekaźników elektromagnetycznych używanych w lotnictwie w warunkach przyspieszonych przy skrajnych temperaturach. Ostatnie badania nad niezawodnością składowania przekaźników koncentrują się wyłącznie na pomiarze rezystancji styku. Nie były w nich monitorowane parametry czasowe przekaźnika (czas załączania, czas otwarcia, czas opóźnienia, czas trwania odbicia itp.), które odzwierciedlają jego główne funkcje. W przedstawionych badaniach mierzono jednocześnie parametry czasowe przekaźników i rezystancję styków. W oparciu o analizę uzyskanych wyników doświadczeń, badano zjawiska degradacji EMR podczas ich długoterminowego składowania, co stanowiło podstawę do wyznaczenia parametrów wrażliwych na degradację. Wreszcie, w oparciu o strukturę i funkcje EMR, badano mechanizm powstawania uszkodzeń podczas ich składowania na podstawie właściwości przewodzących. Prowadzone regularnie metodami SEM i EDX analizy budowy mikroskopowej oraz przemian pierwiastków chemicznych zachodzących na powierzchni styków przekaźnika stanowią odniesienie dla badań mechanizmu powstawania uszkodzeń podczas składowania przekaźników.

5

Application of a measuring arm with an integrated laser scanner in the analysis of the shape changes of forging instrumentation during production

Gronostajski Z., Hawryluk M., Kaszuba M., Ziemba J.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2016

|

Vol. 18, no. 2

194--200

EN

In the article, the authors present an innovative approach consisting in an analysis of the wear (shape changes) of one of the forging tools directly during production, with the use of a laser scanner, without the necessity of their disassembly from the forging unit. The tests consisted in direct measurements of the shape changes of cyclically sampled forgings during the forging process (every 1000 item), and next, based on the proceeding wear, an indirect analysis was performed of the shape change of the impression of the selected tool, i.e. a filler. At the time of the short technological intervals in the process, direct measurements were performed of the tool itself, with the purpose of verifying the results of the forgings’ measurement in relation to the actual changes in the tool. The performed analyses showed a good agreement of the geometrical properties of the surfaces (of the selected forgings representing the proceeding wear of the tool) and the geometrical defect of the working impression of the tool, based on the direct measurements during the production process. The obtained results allow for a fast analysis of the forging tool life with respect to the quality and the quantity (of material defect), which, in consequence, leads to significant economical savings. The proposed method makes it possible to make decisions on the time period of the tool operation based on the tools’ actual wear, instead of – as has been the case in forging plants up till now – after the given maximal number of forgings has been made or a premature tool damage has been observed.

PL

W artykule autorzy przedstawili innowacyjne podejście polegające na analizie zużywania się (zmian kształtu) jednego z narzędzi kuźniczych bezpośrednio w trakcie produkcji przy wykorzystaniu skanera laserowego, bez konieczności ich demontażu z agregatu kuźniczego. Badania polegały na bezpośrednich pomiarach zmian kształtu cyklicznie pobieranych odkuwek podczas procesu kucia (co 1000szt), a następnie na podstawie postępującego zużywania dokonywana była w sposób pośrednia analiza zmian kształtu wykroju wybranego narzędzia - wypełniacza. Natomiast w momencie krótkich przerw technologicznych w procesie przeprowadzano bezpośrednie pomiary samego (analizowanego) narzędzia w celu weryfikacji wyników pomiaru odkuwek w stosunku do rzeczywistych zmian narzędzia. Przeprowadzone analizy wykazały dużą zgodność cech geometrycznych powierzchni (wybieranych odkuwek odzwierciedlających zużywanie się narzędzia), a ubytkiem geometrycznym wykroju roboczego narzędzia na podstawie bezpośrednich pomiarów podczas produkcji. Uzyskane rezultaty pozwoliły na dokonanie szybkiej analizy trwałości narzędzia kuźniczego pod względem jakościowym i ilościowym (ubytku materiału), co w konsekwencji prowadzi do znacznych oszczędności. Zaproponowana przez autorów metoda pozwala na podejmowanie decyzji o czasie eksploatowania narzędzi na podstawie ich rzeczywistego zużycia, a nie, jak to ma miejsce obecnie w kuźniach, po określonej maksymalnej ilości wykonanych odkuwek lub zaobserwowanego w tym okresie przedwczesnego uszkodzenia narzędzia.

6

Parametric studies of failure mechanisms in thermal barrier coatings during thermal cycling using FEM

Srivathsa B., Das D. K.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2015

|

Vol. 20, no. 4

899--915

EN

Thermal barrier coatings (TBCs) are widely used on different hot components of gas turbine engines such as blades and vanes. Although, several mechanisms for the failure of the TBCs have been suggested, it is largely accepted that the durability of these coatings is primarily determined by the residual stresses that are developed during the thermal cycling. In the present study, the residual stress build-up in an electron beam physical vapour deposition (EB-PVD) based TBCs on a coupon during thermal cycling has been studied by varying three parameters such as the cooling rate, TBC thickness and substrate thickness. A two-dimensional thermomechanical generalized plane strain finite element simulations have been performed for thousand cycles. It was observed that these variations change the stress profile significantly and the stress severity factor increases non-linearly. Overall, the predictions of the model agree with reported experimental results and help in predicting the failure mechanisms.

7

Characterization of quasi-static behavior of honeycomb core sandwich structures

Katunin A., John M., Joszko K., Kajzer A.

Modelowanie Inżynierskie

|

2014

|

T. 22, nr 53

78--84

EN

Honeycomb core sandwich composite structures gained their popularity in aircraft, aerospace, automotive and naval industries mainly due to their superior flexural stiffness and very low mass, which cause that their application in engineering constructions becomes very attractive. Since they contain core and face sheets made of different materials with different properties their behavior under quasi-static loading is highly nonlinear and the forcedisplacement response contains characteristic zones caused by various mechanical phenomena. The characterization of such behavior under tensile and bending loading as well as characterization of failure mechanisms accompanied with quasi-static loading is the main goal of this paper. Obtained experimental results and their analysis allow for better understanding of occurred phenomena in such structures, which can be helpful during modeling of elements made of such sandwich composites as well as prediction of their behavior under various loading conditions.

PL

Kompozyty przekładkowe z rdzeniem o strukturze plastra miodu zyskały swoją popularność w przemyśle lotniczym, kosmicznym, samochodowym oraz okrętowym głównie dzięki swojej wyjątkowej sztywności oraz bardzo niskiej masie, co spowodowało że ich wykorzystanie w konstrukcjach inżynierskich stało się bardzo atrakcyjne. Biorąc pod uwagę fakt, że rdzeń i okładziny wykonane są z różnych materiałów o różnych właściwościach zachowanie tych struktur pod wpływem obciążeń quasi-statycznych jest wysoce nieliniowe, a odpowiedź siła-przemieszczenie zawiera charakterystyczne obszary spowodowane różnymi zjawiskami mechanicznymi. Charakteryzacja takiego zachowania podczas obciążeń rozciągających i zginających oraz mechanizmów zniszczenia towarzyszących obciążeniom quasi-statycznym jest głównym celem tej pracy. Otrzymane wyniki eksperymentalne i ich analiza pozwalają na lepsze zrozumienie zachodzących zjawisk w takich strukturach, co może być przydatne przy modelowaniu elementów wykonanych z kompozytów przekładkowych, jak również predykcji ich zachowania przy różnych warunkach obciążenia.

8

Structural Behavior of Sandwich Panels with External Deep-Profiled and Internal Soft Facing

Pozorski Z., Sol R., Szajda J., Błaszczuk J.

Engineering Transactions

|

2013

|

Vol. 61, iss. 3

173--184

EN

Sandwich panels made of deep-profiled steel facesheet, thick and soft PUR core and thin aluminum facesheet are considered. The structural behavior of the panel in two arrangements is analyzed by the way of real experiments. Three-point bending tests were carried out. The laboratory tests unraveled non-linear characteristics of structural behavior. The local instability of the compressed faces was observed. The real experiments were compared with the results of numerical simulations.

9

Calibration of a numerical model for masonry with application to experimental results

Churilov S., Dumova-Jovanoska E.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2008

|

Vol. 1, no. 3

39-48

EN

A calibration of a numerical model for analysis of masonry walls with application to experimental results is presented in this paper. The experimental results used for calibration are derived from the research project "Optimization of shape of masonry units and technology of construction for earthquake resistant masonry buildings" conducted by Bosiljkov and Tomažević in 2005 for ZAG Ljubljana. This paper adopts micro-modelling strategy for analysis of masonry specimen by discrete element method and application of different nonlinear material models both for blocks and mortar. In order to determine the values and to calibrate the necessary material data for the used materials that were not obtained experimentally, several numerical investigations and simulations were performed. Numerical analysis of masonry walls was performed with the use of UDEC software. A comparison of numerical and experimental results as well as a comparison of the failure mechanisms is presented. With the assumed modelling strategy and numerical method, a satisfactory compliance with the experimental results regarding limit state and developed failure mechanisms is obtained. With the results from this research and literature survey several recommendations regarding material properties necessary for numerical analysis are provided in the end of this paper.

PL

W artykule przedstawiono opartą na wynikach badań kalibrację modelu numerycznego do analizy ścian murowych. Wyniki badań wykorzystywane do kalibracji pochodzą z projektu "Optymalizacja kształtu jednostek murowych oraz technologia budowy budynków murowych odpornych na trzęsienia ziemi" przeprowadzonych przez Bosiljkova i Tomaževića w 2005 roku dla ZAG Ljubljana. W artykule przyjęto strategię mikro modelowania do analizy próbki muru poprzez metodę elementu dyskretnego oraz zastosowanie różnych, nieliniowych modeli materiałowych zarówno dla bloczków, jak i zaprawy. W celu określenia wartości liczbowych oraz wykalibrowania koniecznych danych materiałowych dla zastosowanych materiałów, których nie uzyskano eksperymentalnie, przeprowadzono kilkanaście badań oraz symulacji numerycznych. Analiza numeryczna ścian murowych została wykonana przy użyciu programu UDEC. Zaprezentowano porównanie wyników analiz numerycznych z wynikami z badań, jak i mechanizmów zniszczenia. Przy założonej strategii modelowania oraz metodzie numerycznej uzyskano zadowalającą zgodność z wynikami z badań, co do stanu granicznego oraz rozbudowanych mechanizmów zniszczenia. Na podstawie wyników z tych badań oraz studiów literaturowych, na końcu artykułu przedstawiono kilka zaleceń dotyczących właściwości materiałowych koniecznych w analizach numerycznych.

10

Shear dominated failure mechanisms in high temperature graphite/polymer matrix composites

Kumosa M.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2001

|

Vol. 269, z. 67

147-162

EN

This presentation summarizes recent activities in the Center for Advanced Materials and Structures at the University of Denver toward the development of experimental and computational methodologies to facilitate the analyses of failure/fracture mechanisms and residual thermal stresses in unidirectional and woven graphite/PMR-15 composites subjected to biaxial shear dominated loads. Over the last three years, both the losipescu and off axis tests have been applied to determine the mechanical response of unidirectional and woven graphite/polyimide composites. The most recent experimental and computational results are presented in this paper. In addition, a new methodology developed to evaluate residual thermal stresses in unidirectional and woven polymer matrix composites is demonstrated. This method is based on the X-ray diffraction measurements of residual strains inside metallic particles/inclusions embedded in the composites. Interlaminar residual stresses in unidirectional and woven graphite/polyimide composites are presented.