Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Time-to-failure forecast for corroded shell of above-ground steel tank used to store liquid fuels

Maslak Mariusz, Pazdanowski Michał

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 1

303--322

EN

An original simplified procedure to estimate the remaining service time of corroded shell of an on-the-ground steel tank used to store liquid fuels is presented in this paper. Current corrosion progress trend, identified a’posteriori based on the obligatory technical condition monitoring, is extrapolated to the future tank service time under the assumption that the conditions of service would not change and no renovation or modernization works would be undertaken. Failure probability understood as exhaustion of the capability to safely resist the loads applied due to the corrosion progress constitutes the measure of the sought uptime. For comparative purposes several effective inference methods have been proposed for the same input data, based on formally qualitatively different but corresponding description measures. It has been shown, that in the analysis of this type the representative values, usually expressed as quantiles of probability distributions describing random variables in use, need not be specified to verify the safety condition. The proposed algorithm is based on fully probabilistic considerations, and those, according to Authors’ opinion, by their nature lead to more reliable, and at the same time, objective estimates.

PL

Przedstawiono uproszczoną, autorską procedurę szacowania pozostającego czasu zdatności skorodowanej powłoki naziemnego użytkowanego zbiornika stalowego wykorzystywanego do magazynowania paliw płynnych. W proponowanym algorytmie postępowania dotychczasowy trend postępu korozji, identyfikowany a posteriori na podstawie pomiarów dokonywanych w ramach obowiązkowych ocen stanu technicznego, zostaje ekstrapolowany na czas przyszłego użytkowania zbiornika, przy założeniu że sposób jego wykorzystania nie ulegnie zmianie i nie będą prowadzone jakiekolwiek prace remontowe lub modernizacyjne. Miarą oceny poszukiwanego czasu zdatności jest narastające wraz z postępem korozji prawdopodobieństwo awarii rozumianej jako wyczerpanie możliwości bezpiecznego przenoszenia obciążeń. Awaria nie oznacza przy tym natychmiastowego zniszczenia obiektu ale stan, w którym monitorowane prawdopodobieństwo osiągnęło poziom graniczny, niemożliwy do zaakceptowania przez użytkownika. Dla tych samych danych wejściowych, w celach porównawczych, zaproponowano różne sposoby efektywnego wnioskowania, oparte na formalnie jakościowo odmiennych ale odpowiadających sobie miarach opisu. Potwierdzono, że w tego typu analizie do weryfikacji warunku bezpieczeństwa nie ma potrzeby specyfikacji jakichkolwiek wartości reprezentatywnych, wyznaczanych na ogół jako kwantyle rozkładów prawdopodobieństwa opisujących poszczególne zmienne losowe, w szczególności losowe obciążenie i losową nośność rozważanej powłoki. Proponowany algorytm opiera się bowiem na wnioskowaniu w pełni probabilistycznym, a to, zdaniem autorów, ze swej natury pozwala oceniającemu na uzyskanie bardziej wiarygodnych a przy tym obiektywnych oszacowań. Prezentowana procedura została zweryfikowana numerycznie na przykładzie prognozy opracowanej dla istniejącego stalowego zbiornika paliwowego z dachem pływającym, zlokalizowanego w jednej z baz paliwowych Polski południowej.

2

Probability-based critical temperature assessment for simple steel beam exposed to fire

Maslak M.

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 3

675--692

PL

Zaproponowano i szczegółowo przedyskutowano nowe podejście do szacowania temperatury krytycznej eksponowanej na warunki pożarowe stalowej konstrukcji nośnej. Opiera się ono na rozważaniach w pełni probabilistycznych i może stanowić alternatywę w stosunku do tradycyjnych obliczeń normowych. W opinii autora rezultaty uzyskane dzięki zastosowaniu prezentowanej metodyki można uznać za bardziej wiarygodne i lepiej uzasadnione w zestawieniu z odpowiadającymi im wynikami otrzymanymi metodami konwencjonalnymi. Taki wniosek można uzasadnić faktem uwzględnienia w analizie losowego charakteru zarówno przyłożonych do konstrukcji obciążeń zewnętrznych jak i miarodajnej nośności przekroju poprzecznego, redukowanej wskutek oddziaływania na elementy konstrukcyjne wysokiej temperatury pożarowej. Ponadto wymagania co do gwarantowanego poziomu bezpieczeństwa ustalono w sposób bardziej racjonalny, przez specyfikację granicznej wartości prawdopodobieństwa zniszczenia, maksymalnej możliwej do zaakceptowania w warunkach wyjątkowej sytuacji projektowej kojarzonej z pożarem rozwiniętym potencjalnie zainicjowanym w rozważanej strefie pożarowej. Oszacowana w ten sposób temperatura krytyczna stalowej konstrukcji nośnej, kojarzona z osiągnięciem przez tę konstrukcję stanu granicznego nośności ogniowej, jest zawsze wyższa niż odpowiadająca jej temperatura wyliczona przy zastosowaniu konwencjonalnej procedury normowej. Wynika stąd wniosek, że tradycyjny algorytm normowy, opierający się najpierw na specyfikacji a następnie na porównywaniu ze sobą reprezentatywnych, obliczeniowych wartości miarodajnego efektu obciążenia i odpowiadającej temu efektowi nośności elementu, daje oszacowania wprawdzie bezpieczne ale niepotrzebnie nazbyt konserwatywne.

EN

An advanced evaluation technique, helpful in the fire resistance assessment of a simple steel structure exposed to fire is presented and discussed in detail on the example of an unrestrained and uniformly heated steel beam. The proposed design methodology deals with the generalised probability-based approach in which the most probable failure point is formally identified. The random nature of all variables considered in the detailed analysis is taken into account. The critical temperature of the steel from which the considered beam is made of is accepted here as the authoritative safety measure. This temperature value is associated with the fire resistance limit state defined for the maximum acceptable value of failure probability. When forecasting the failure probability, not only the risk of a potential fire being initiated but also not being effectively extinguished is included in the calculation. Various levels of the target failure probability may be assumed in such the analysis, depending on the selected reliability class. They are specified in general by setting an appropriate value of the required reliability index β fire req. In the presented design algorithm no representative values of the considered random variables are specified. The critical temperature estimates obtained from these calculations are always less restrictive in comparison with the corresponding solutions computed after applying the conventional standard procedure.

3

Wpływ obciążenia śniegiem na konstrukcje drewniane w polskich regionach górskich

Domański T., Kmiecik K.

Materiały Budowlane

|

2018

|

nr 6

22--24

PL

Wartości parametrów mechanicznych drewna zmniejszają się w czasie pod wpływem działania obciążeń zewnętrznych. Redukcja nośności zależy od typu obciążenia i od klasy drewna. Ze względu na obciążenie długotrwałe, przy wysokich poziomach naprężeń, występują efekty redukcji wytrzymałości zwane pełzaniem. W artykule przedstawiono kalibrację współczynnika modyfikacji kmod za pomocą metod probabilistycznych. Pod uwagę wzięto trzy modele zniszczenia: Gerhardsa, Barretta-Foschi oraz Foschi-Yao. Parametry w tych modelach przyjęto zgodnie z metodą największej wiarygodności, wykorzystując dane istotne dla polskiego drewna konstrukcyjnego. Parametry obciążenia śniegiem zostały oszacowane na podstawie danych meteorologicznych. Dane zawierają obciążenie śniegiem polskich stref górskich: Zakopanego, Świeradowa i Leska z przeszło 45 lat. Do oceny niezawodności wykorzystano reprezentatywne stany krótko- i długoterminowe. Następnie dokonano estymacji współczynnika kmod dotyczącego polskich warunków górskich.

EN

The values of mechanical parameters of wood decrease in time under the influence of external loads. It depends on the type of load and timber. Due to long term loading at high stress ratio levels, there are strength reduction effects, referred to as creep-rupture effects. The paper presents the calibration of the modification factor kmod using probabilistic methods. Three damage accumulation models are considered: Gerhards, Barrett- Foschi and Foschi-Yao. The parameters in this models are fitted by the Maximum Likelihood Method using the data relevant for Polish structural timber. The snow load process parameters have been estimated based on Polish snow data over 45 years from mountain zones: Zakopane, Świeradów and Lesko. Representative short-and long-term states are used for evaluate the reliability. Then, the kmod coefficient was estimated for Polish mountain zones.

4

The effect of materials on the reliability of reinforced concrete beams in normal and intense corrosions

Ghanooni-Bagha M., Shayanfar M. A., Reza-Zadeh O., Zabihi-Samani M.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2017

|

Vol. 19, no. 3

393--402

PL

W trakcie cyklu życia, konstrukcje betonowe są narażone na wiele uszkodzeń, z których każde może przyczyniać się do skrócenia ich żywotności i nośności. Ponieważ większość parametrów odgrywających szczególną rolę w szacowaniu nośności elementów cechuje niepewność, ocena probabilistyczna charakterystyk struktur betonowych może dawać bardziej realistyczny obraz analizy i projektowania tych struktur. Jednym z najczęściej występujących uszkodzeń struktur żelbetowych jest korozja. Głównym celem niniejszego badania była ocena niezawodności zachowania zginanej belki żelbetowej doświadczalnie poddanej korozji wżerowej poprzez symulację Monte Carlo. Ponadto, badano oddziaływanie czasu inkubacji korozji, średnicy stalowych prętów zbrojeniowych, granicy plastyczności tych prętów, klasy wytrzymałości cementu, rodzaju kruszywa i wytrzymałości na ściskanie betonu zarówno w warunkach silnej jak i normalnej korozji wżerowej. Wyniki jasno pokazują, że wystąpienie silnej korozji w betonie o małej wytrzymałości na ściskanie, do produkcji którego wykorzystano cement i kruszywo kamienne o wyższej klasie wytrzymałości, oraz krótszy czas inkubacji korozji prowadzą do znacznego skrócenia żywotności belek, w niektórych przypadkach nawet prawie o połowę.

EN

Concrete structures are exposed to a variety of damages during their lifetime each of which could contribute to reducing their service life and load bearing capacity. Since most of parameters have special role in estimating capacity of members which are not certain, probabilistic evaluating the performance of concrete structures could bring more realistic perception about analysis and design of these structures. One of the most frequent probable damages is corrosion. The main focus of this study is placed on reliability assessment of flexural behavior of a reinforced concrete beam experienced pitting corrosion via Monte Carlo simulation. In addition, the effects of time to corrosion initiation, steel rebar diameter, yielding stress of rebars, strength class of cement, aggregate type and compressive strength of concrete, are included both in intense and normal pitting corrosion. The results clearly illustrate that occurrence of intense corrosion in concrete with low compressive strength, which used of higher strength class of cement and crushed stone aggregate, and less initial time for corrosion will lead to considerable reduction in service life even in some cases nearly half.

5

Joint optimization of replacement and spare ordering for critical rotary component based on condition signal to date

Chen X., Xu D., Xiao L.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2017

|

Vol. 19, no. 1

76--85

EN

It is widely accepted that condition-based replacement can not only make full use of components, but also decline inventory cost if the procurement of spare parts can be triggered upon accurate failure prediction. Most of the existing degradation or failure prediction models and approaches are population-based failures or suspensions, namely, to predict the failure time of a component, there are some failure or suspension histories of same type or similar components which can be used as reference. However, in practice, there exists the phenomenon in which no failure or suspension histories for some components can be used, what can be utilized is just the collected condition monitoring signals to date. In that case, failure time and probability are difficult to be estimated accurately. In this paper, a novel degradation prediction approach is introduced. Meantime, a new failure probability estimation function is developed based on component “service time” and “degradation extent” simultaneously. Then replacement and spare part ordering are jointly optimized according to the estimated failure probability. The optimization objective is to minimize long-run cost rate. Two bearing datasets are used to validate the proposed approach.

PL

Powszechnie przyjmuje się, że wymiana w oparciu o stan techniczny pozwala nie tylko na pełne wykorzystanie elementów składowych, ale także na zmniejszenie kosztów magazynowych (związanych z przechowywaniem zapasów) jeśli zamawianie części zamiennych da się powiązać z trafnym prognozowaniem uszkodzeń. Większość istniejących modeli i teorii predykcji degradacji lub uszkodzeń opiera się na danych populacyjnych o uszkodzeniach lub zawieszeniu pracy co oznacza, że czas uszkodzenia komponentu przewiduje się w odniesieniu do historii uszkodzeń lub zawieszeń pracy tego samego typu lub podobnego typu elementów składowych. Jednak w praktyce zdarza się, że dla niektórych komponentów nie istnieją historie uszkodzeń lub zawieszenia pracy, do których można by się odnieść; jedyne co można wykorzystać to zgromadzone dotychczas sygnały z monitorowania stanu. W takim przypadku, trudno jest ocenić dokładnie czas i prawdopodobieństwo wystąpienia uszkodzenia. W niniejszej pracy, przedstawiono nowatorskie podejście do przewidywania degradacji. Opracowano nową funkcję szacowania prawdopodobieństwa uszkodzenia opartą na jednoczesnym wykorzystaniu "czasu pracy" oraz "stopnia degradacji" komponentu. Następnie wspólnie zoptymalizowano procesy wymiany i zamawiania części zamiennych zgodnie z szacowanym prawdopodobieństwem wystąpienia uszkodzenia. Celem optymalizacji była minimalizacja długoterminowego wskaźnika kosztów . Poprawność proponowanego podejścia zweryfikowano z wykorzystaniem dwóch zbiorów danych dotyczących łożysk.

6

Funkcja niezawodności i czas bezawaryjnej pracy odpowiadający eksponencjalnej intensywności uszkodzeń

Opyrchał L.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2015

|

z. 62, nr 3/I

311--327

PL

Funkcja niezawodności odgrywa w nauce o niezawodności podstawową rolę, gdyż pozwala na obliczenie prawdopodobieństwa uszkodzenia w określonym czasie t. Aby obliczyć funkcję niezawodności należy obliczyć całkę z funkcji intensywności uszkodzeń. W dotychczasowej praktyce obliczeń niezawodności stosowano funkcję intensywności uszkodzeń, która jest stała w czasie. Jednocześnie podaje się, że intensywność uszkodzeń nie jest stała w czasie. Najprostszy przypadek liniowej zależność funkcji intensywności uszkodzeń od czasu został już rozwiązany. Jak wskazuje wielu autorów intensywność uszkodzeń jest wykładniczą funkcją czasu. Dlatego w niniejszym artykule został przedstawiony sposób obliczeń funkcji niezawodności oraz średniego czasu bezawaryjnej pracy w przypadku, gdy intensywność uszkodzeń zmienia się w czasie wykładniczo. Rozważono trzy przypadki. Pierwszy, gdy funkcja intensywności uszkodzeń jest malejąca a potem stała w czasie. Taka zależność występuje na początku istnienia wytworu techniki. Drugi przypadek, gdy na początku funkcja intensywności uszkodzeń jest stała w czasie a następnie szybko rośnie. Taka zależność odpowiada końcowej fazie istnienia wytworu techniki. Trzeci przypadek jest połączeniem dwóch pierwszych. Jest ona malejącą na początku użytkowania, potem stała i wreszcie rosnącą, gdy czas życia wytworu techniki dobiega końca. W wyniku przeprowadzonych obliczeń uzyskano analityczne wzory na funkcję niezawodności R oraz średni czas życia TS. Wykazano, że w celu obliczenia średniego czasu życia nie trzeba ani obliczać skomplikowanych całek, ani korzystać ze specjalistycznego oprogramowania. Wystarczy w celu obliczenia odpowiedniej całki zastosować metodę trapezów i zwykły arkusz kalkulacyjny. Popełniany w tym wypadku błąd jest mniejszy od 1%. Co dla inżyniera jest wystarczającą dokładnością.

EN

The reliability function plays a fundamental role in the reliability, as it allows to calculate the probability of failure in a given time t. To calculate the reliability function is necessary to calculate the integral of the failure rate function. In current practice, the calculation of reliability failure rate function is used, which is constant in time. At the same time given that the failure rate is not constant over time. The simplest case of linear dependence of the intensity function of time, damage has already been solved. As pointed out by many authors, the intensity of the damage is the exponential function of time. Therefore, this article explains how the calculations of the reliability and error free running time in the case where the failure rate varies with time exponentially. There are three cases. First, when the function is decreasing failure rate then stood at the time. Such dependence occurs at the beginning of the product. The second case is when the beginning of the function failure rate is stable over time and then rapidly grows. This relationship corresponds to the final phase of the product. The third case is a combination of the first two. It is decreasing at the beginning of use, and then was finally increased when the lifetime of the product ends. As a result of calculations obtained analytical formulas for the reliability function R and the error free running time TS. It has been shown that in order to calculate the error free running time need neither calculate integrals, nor to use special software. Just to calculate the corresponding integrals of the method of trapezoids and plain spreadsheet. Committed in this case, the error is less than 1%. There is to engineers a sufficient accuracy.

7

Statistical and Probabilistic Techniques in Modeling of Epoxy Cracking Phenomena

Nowak T., Ambroziński M.

Computer Methods in Materials Science

|

2013

|

Vol. 13, No. 1

49--55

EN

Epoxy resins filled with mineral particles, such as silica and alumina, are well known and extensively used as insulating materials in power product applications. They are relatively cheap and easy to process, and their dielectric, thermal and mechanical properties are appropriate to maintain their functionality in different electrical devices. However, the mechanical performance of particle filled epoxy systems can be often influenced by limited resistance to cracking. It is frequently experienced during the lifetime of the epoxy cast products that some members of the production lot will crack during verification tests, while the others will remain healthy, even if the test loads are seriously increased. It is especially seen during low-temperature tests, when the thermal conditions are changed from +120°C to -60°C, when a few products can crack at +10°C, while others may easily survive till end of the tests. This phenomenon prohibits of using the classical material strength as a failure criterion. For this reason, some statistical and probabilistic approaches to describe the cracking resistance of the epoxy-based material have to be considered. This work is focused on a study of process-induced residual stresses in epoxy components and their effect on material cracking likelihood. The proposed failure probability model incorporates Weibull distribution. The paper provides the experimental procedure for estimation of the Weibull model parameters (α,β), as well as implementation remarks. In addition, the Design of Experiment (DoE) method was used to support FEM calculations, and to find out the correlation between product design parameters and the failure likelihood. Finally, the article outlines some recommendations for applying statistical and probabilistic methods into numerical procedures of FEM analysis.

PL

Żywice epoksydowe zawierające napełniacze mineralne, takie jak tlenek glinu czy krzemionka, są chętnie stosowane jako materiały izolacyjne w produktach przemysłu energetycznego. Materiały te oferują dobre właściwości dielektryczne, termiczne oraz mechaniczne, są stosunkowo łatwe w obróbce, a jednocześnie ekonomiczne. Jednak żywice epoksydowe z napełniaczami mineralnymi wykazują także pewne wady, wśród który najbardziej kłopotliwą jest niska odporność na pękanie. Cecha ta, jest tym bardziej uciążliwa, iż ma charakter silnie stochastyczny. Często zdarza się bowiem, że realizacja cyklicznych testów zmienno-temperaturowych w zakresie roboczym od -60°C do +120°C skutkuje zniszczeniem części próbek już przy pierwszym cyklu przy temperaturze +10°C, podczas gdy inne produkty zachowują swoją integralność przez cały zakres testu. Taki charakter materiału w znaczniej mierze utrudnia zastosowanie klasycznie rozumianej wytrzymałości materiału, jako kryterium zniszczenia. Zachęca natomiast do zastosowania metod statystycznych, dzięki którym zjawisko pękania żywicy epoksydowej można opisać w sposób probabilistyczny - bliższy rzeczywistości. W artykule przedstawiono analizę naprężeń mechanicznych wywołanych procesem produkcyjnym elementu z żywicy epoksydowej z napełniaczem mineralnym, zawierającego metalowe elementy. Z uwagi na stochastyczny charakter zjawiska pękania takich wyrobów, zastosowano model zniszczenia w oparciu o rozkład Weibulla. Zaproponowano doświadczalną procedurę dla wyznaczenia parametrów modelu Weibulla (α,β), jak również wskazano algorytm uzupełnienia deterministycznych metod obliczeniowych MES o model prawdopodobieństwa. Wykorzystano statystyczną metodę projektowania eksperymentu (DoE) by przeprowadzić analizy numeryczne MES w taki sposób, by uzyskać liczbową korelacją pomiędzy parametrami geometrycznymi projektowanego wyrobu a jego prawdopodobieństwem zniszczenia. Artykuł przedstawia także kilka zaleceń praktycznych zarówno dla wykorzystania metod statystycznych i probabilistycznych w obliczeniach numerycznych, oraz sposobów obniżenia naprężeń rezydualnych w wyrobach z żywicy epoksydowej.

8

Propozycja sposobu określania wskaźnika gotowości prostych podsystemów zaopatrzenia w wodę

Dąbrowski W., Niedziołek M., McGarity M.

Czasopismo Techniczne. Środowisko

|

2011

|

R. 108, z. 1-Ś

43-55

PL

Konieczność zapewniania dostaw wody do odbiorców i odbioru ścieków w sposób ciągły i pewny sprawiła, że do oceny działania tych systemów zaczęto stosować teorię niezawodności. Zauważalna jest jednak różnica w podejściu oceny niezawodności dla systemów wodociągowych i kanalizacyjnych, ze względu na różny czas określenia momentu wystąpienia awarii, różne kryteria dla wykonania zabiegów renowacji i naprawy czy opłacalności ze względu na głębokość posadowienia. Artykuł podsumowuje obecnie stosowaną metodykę określania wskaźnika gotowości systemu. Proponuje się również alternatywne podejście do analizowania wartości tego wskaźnika jako kombinacji wskaźników gotowości K* wraz z prawdopodobieństwami, że nie są większe ani mniejsze od zakresów przedziałów. W artykule wykorzystano dane dla rurociągu żeliwnego między Bulkeley a Beetson Moss w Anglii z lat 1955-1999 oraz tranzytowego przewodu 1000 mm prowadzącego wodę z Zakładu Uzdatniania Wody "Raba" w Dobczycach do Krakowa z lat 2003-2009 w celu wykazania zjawiska sezonowości awaryjności rurociągów i zmienności wskaźnika gotowości systemu K w czasie.

EN

The need to supply water to consumers and remove wastewater continuously and reliably resulted in application of the theory of reliability in order to evaluate the performance of these systems. There is a noticeable difference in approach to assessment of water supply and sewerage systems due to differences in the time of the moment of failure, different criteria for the implementation of restoration and repair operations and profitability due to the depth of the foundation. This review summarizes current methodology used for determining readiness index K. It is also proposed an alternative approach to analyzing the value of this index as a combination of reliability indices of K* together with probabilities that they are larger or smaller than the ranges of compartments. The paper uses data for iron pipeline between Bulkeley and Beetson Moss in England from the years 1955-1999 and 1000mm transit line leading from the Water Treatment Plant "Raba" in Dobczyce to Krakow from the years 2003 to 2009 in order to demonstrate the phenomenon of seasonality of pipeline failures and variability of readiness index K.

9

Development of residual stresses in cast products made of epoxy resin

Nowak T.

Computer Methods in Materials Science

|

2011

|

Vol. 11, No. 1

101-107

EN

Epoxy resins filled with dielectric mineral particles are frequently used as insulating materials in power industry applications. Due to their excellent dielectric properties and relatively good thermal performance (resistance, ageing and conductivity) their usability is common and extensive. However, processing of epoxy resin based products is quite difficult, and often results in quality problems or even cracks. Normally, for such as complex products, manufacturing-induced residual stresses cannot be totally avoided, but numerical simulations may provide good estimation of their level. This paper deals with mechanical problems of power industry products and explains the methodology for numerical modeling of failure in silica fllled epoxy systems subjected to severe temperature gradients. The exemplary product cast of Huntsman's CY228 epoxy system was simulated using commercial ABAQUS software package. Special subroutines describing progress of polymerization, exothermic effects of the reaction, as well as viscoelastic-driven stress relaxation process were implemented into general purpose FEM code. In addition, the model describing probability of epoxy cracking was proposed, calibrated and introduced into the software package. This approach allowed modeling the authentic phenomena taking place during real production processes, and studying the influence of design and manufacturing parameters on product quality. The outcome of numerical analysis was compared with the results of strain-gauge measurements, showing good agreement. As a result the optimal settings of curing and post-curing operations could be evaluated, driving to minimal cast product distortion and low probability of failure.

PL

Żywica wypełniona cząstkami krzemionki jest w urządzeniach elektrycznych powszechnie stosowanym materiałem izolacyjnym, spełniającym nierzadko również funkcje konstrukcyjne. Wynika to z bardzo dobrych właściwości dielektrycznych tego typu kompozytów, dobrych właściwości mechanicznych oraz ich powszechnej dostępności i stosunkowo łatwej technologii otrzymywania. Częstym problemem związanym z zastosowaniem tych materiałów są jednak przypadki zniszczenia aparatów zainicjowane na granicy faz metal-osnowa, a wywołane przez naprężenia resztkowe powstające już podczas schładzania po procesie odlewania żywicy. Prezentowana praca dotyczy oceny i modelowania naprężeń resztkowych przy użyciu metody elementów skończonych, z uwzględnieniem lepko-sprężystych właściwości materiału polimerowego. W artykule przedstawiono podstawowe modele zjawisk towarzyszących procesowi produkcyjnemu elementów z żywicy epoksydowej z napełniaczem mineralnym, a więc kinetykę sieciowania żywicy wraz z reakcją egzotermiczną, zjawisko relaksacji naprężeń w materiale lepko-sprężystym, a także opis prawdopodobieństwa rozwoju pęknięcia w wyrobie. Zaproponowane podejście pozwoliło wyjaśnić termo-mechaniczne zachowanie się wyrobu w procesie produkcyjnym i wskazać na naprężenia obwodowe występujące w pobliżu karbu jako główne źródło zniszczenia podczas testów niskotemperaturowych. Zaproponowano zmiany konstrukcyjne mające na celu ograniczenia prawdopodobieństwa pękania wyrobów podczas testów.

10

Selected aspects of failure probability assessment for fire situation

Maślak M.

Archives of Civil Engineering

|

2011

|

Vol. 57, nr 3

297-311

EN

To reliably calibrate suitable partial safety factors, useful for the specification of global condition describing structural safety level in considered design case, usually the evaluation of adequate failure probability is necessary. In accidental fire situation, not only probability of the collapse of load-bearing structure, but also another probability related to the people staying in a building at the moment of fire occurence should be assessed. Those values are different one from another in qualitative sense but they are coupled because they are determined by similar factors. The first one is the conditional probability with the condition that fire has already occured, whereas the second is the probability of failure in case of a potential fire, which can take place in the examined building compartment, but its ignition has not yet appeared. An engineering approach to estimate such both probabilities is presented and widely discussed in the article.

PL

W artykule podjęto próbę doprecyzowania interpretacji prawdopodobieństwa zawodu szacowanego w odniesieniu do wyjątkowej sytuacji projektowej pożaru rozwiniętego. Rozważa się dwa rodzaje prawdopodobieństw. Są one różne zarówno w sensie jakościowym jak i ilościowym. Niemniej jednak w analizie powinny być traktowane jako sprzężone, ich wartość determinują bowiem te same czynniki. Pierwszą z badanych wielkości jest warunkowe prawdopodobieństwo zawodu przy warunku że pożar został zainicjowany i rozgorzał. Drugie prawdopodobieństwo odnosi się do potencjalnego pożaru, który może zaistnieć w określonej strefie pożarowej ale jak dotąd jego zainicjowanie nie miało miejsca. Prawdopodobieństwa omawiane w pracy kojarzy się zwykle z odmiennymi celami badawczymi. Pierwsze z nich wykorzystywane jest głównie w klasycznej analizie bezpieczeństwa konstrukcji, drugie natomiast stosuje się do oceny ryzyka towarzyszącego użytkownikom budynku jeśli przebywają wewnątrz w chwili rozgorzenia ognia, a także w celu oszacowania stopnia zagrożenia ekip gaśniczych podejmujących walkę z pożarem. Aby w sposób wiarygodny oszacować wartości poszukiwanych prawdopodobieństw należy posłużyć się odpowiednim modelem obliczeniowym, w szczególności opartym na analizie pewnego typu diagramu sieciowego. Alternatywnym rozwiązaniem dyskutowanym w pracy jest wykorzystanie koncepcji prawdopodobieństwa zupełnego. W prezentowanym artykule zamieszczono przykłady praktycznego zastosowania podejść proponowanych przez autora. W jego końcowej części uzyskane oszacowania prawdopodobieństwa zawodu odnosi się do normowej metody stanów granicznych wykorzystującej półprobabilistyczny format obliczeń. Przeciwstawia się ją obliczeniom w pełni probabilistycznym wskazując na istotne różnice formalne i wykazując konieczność innej specyfikacji globalnego warunku bezpieczeństwa.

11

Reliability assessment of existing concrete bridges

Marková J.

Journal of KONBiN

|

2010

|

No. 2-3 (14-15)

105-116

EN

The remaining working life of an existing reinforced concrete bridge is analysed considering the serviceability limit states of crack width. Two new models of crack width provided Eurocode EN 1992 and in the Model Code 2010 are applied. The probabilistic methods of structural reliability are used for assessing the crack width limits and remaining working life of existing concrete bridges. It appears that the initial reliability with respect to the serviceability requirements resulting from the original design of the bridge seems to satisfy the required target reliability level recommended in Eurocodes. However, the reliability index significantly decreases with the reduction of the reinforcement area due to corrosion.

PL

Pozostały okres żywotności istniejącego żelbetowego mostu został poddany analizie, w której szerokość pęknięcia przyjęto za graniczne kryterium użyteczności. Wykorzystano dwa nowe modele pęknięcia, których dostarczyły Eurocode EN 1992 i Model Code 2010. Probabilistyczne metody niezawodności strukturalnej zastosowane do oceny granicznych szerokości pęknięcia i pozostałego okresu żywotności istniejących mostów ze zbrojonego betonu. Należy sądzić, że początkowa niezawodność w odniesieniu do wymagań użyteczności wynikających z oryginalnego projektu mostu wydaje się zadowalać wymagany docelowy poziom niezawodności zalecany przez Eurokody. Jednakże w wyniku korozji współczynnik niezawodności znacznie maleje wraz z redukcją strefy zbrojenia.

12

Szacowanie prognozowanej trwałości losowo skorodowanego pasa płaszcza stalowego zbiornika walcowego o osi pionowej

Maślak M., Siudut J.

Ochrona przed Korozją

|

2008

|

nr 1

14-17

PL

W artykule zaproponowano metodykę szacowania trwałości skorodowanych stalowych blach płaszczy w eksploatowanych, cylindrycznych zbiornikach na paliwa płynne o osi pionowej. Uwzględnia ona losowy charakter postępu korozji w poszczególnych pasach. Uzyskane w chwili badania rzeczywistej, zredukowanej na skutek korozji, grubości blach dane pomiarowe umożliwiają oceniającemu wiarygodną prognozę zachowania się płaszcza zbiornika w przyszłości. W szczególności, przy założonym akceptowanym przez użytkownika prawdopodobieństwie awarii, można określić przewidywany (średni i obliczeniowy) czas niezawodnej pracy zbiornika pozostający do chwili wyczerpania się nośności płaszcza.

EN

The methodology behind the assessment of the durability of corroded side surface steel sheets in operating cylindrical tanks for liquid fuels with vertical axis has been proposed in the paper. The random nature of the corrosion process in particular sheets has been taken into account. The measurement data obtained during the inspection of the sheets' real thickness which has deteriorated as a result of corrosion, allow the assessor to perform a reliable evaluation of the probability of failure in the future. Particularly, the predicted time (mean and design values) for the fail-safe operation of the tank, remaining until the deterioration of the tank's load-bearing capacity, can be determined, providing that the level of failure probability, accepted by the tank user, has been assumed.

13

Szacowanie degradacji nośności i prognozowanej trwałości losowo skorodowanego pasa płaszcza stalowego zbiornika walcowego o osi pionowej - przykład obliczeniowy

Maślak M., Siudut J.

Ochrona przed Korozją

|

2008

|

nr 2

50-54

PL

Zaprezentowany w artykule przykład obliczeniowy ilustruje wybrane podejścia do oceny stanu technicznego i prognozowania trwałości skorodowanych blach płaszcza w eksploatowanych stalowych, cylindrycznych zbiornikach paliwowych o osi pionowej. Podstawy teoretyczne omawianych metod analizy zostały zaprezentowane w cytowanych w pracy opracowaniach. Porównanie uzyskanych rezultatów prowadzi do wniosku, że jedynie w pełni probabilistyczna analiza umożliwia wiarygodne oszacowania poszukiwanych wielkości. Powszechnie stosowane przez projektantów konwencjonalne metody oceny dają natomiast rozwiązania bezpieczne ale nieekonomiczne. Zaniżają bowiem na ogół rzeczywisty poziom bezpieczeństwa.

EN

Numerical example presented in this paper illustrates selected engineering approaches to the assessment of corroded side surface steel sheet technical condition and its durability prediction in exploited, cylindrical tanks for liquid fuels with vertical axis. Theoretical foundations of the applied methods of analysis have been presented in the articles cited at the end of the paper. A comparison between obtained results leads to the conclusion that only fully probabilistic approach can give the designer reliable evaluation of examined values. All conventional, simplified methods of the assessment, commonly used in practice, produce always safe but uneconomical solutions. The reason is too low estimation of real safety level.

14

On the fatigue-critical amplitude of random-amplitude stress

Kolenda J.

Polish Maritime Research

|

2007

|

nr 2

9-11

EN

Uniaxial non-zero mean stress of constant circular frequency in the high-cycle fatigue regime is considered. It is assumed that equation of the S-N curve and modified Soderberg equation are applicable. For constant-amplitude stress, the fatigue-critical stress amplitude is defined as that which leads to failure during the required design life. For random-amplitude stress, expected values of the fatigue-critical stress amplitude and total fatigue damage accumulated during the required design life are estimated. It is found that the probability of fatigue failure is equal to the probability of exceedance of the fatigue-critical stress amplitude. As an example, for stationary random stress the equivalent random-amplitude stress and probability of fatigue failure are determined.

15

Probability of failure with discrete claim distribution

Iwanik J.

Probability and Mathematical Statistics

|

2005

|

Vol. 25, Fasc. 2

307--316

EN

A concept of the probability of failure is introduced. Some popular methods of exact computation of ruin probability are adopted to compute failure probability. Based on the formula presented in [5] a generalization of a ruin probability algorithm is proposed that can also be used for failure probability. The algorithm’s computational complexity is studied and it is proved to be more effective for failure probability than for ruin probability. Finally, some numerical examples for failure probability computations are given.

16

Wpływ jakości wytwarzania i warunków eksploatacji na bezpieczeństwo konstrukcji nośnych maszyn

Jakubczak H.

Problemy Eksploatacji

|

2001

|

nr 4

159-167

PL

W referacie przedstawiono problem bezpieczeństwa konstrukcji nośnych maszyn na pękanie zmęczeniowe, które klasycznie wyraża się za pomocą współczynnika bezpieczeństwa, zaś w nowoczesnym wymiarowaniu trwałościowym poprzez prawdopodobieństwo pęknięcia, określane z rozkładu trwałości. Wykorzystując metodę szacowania trwałości w ujęciu probabilistycznym ukazano związki pomiędzy współczynnikiem bezpieczeństwa, prawdopodobieństwem pęknięcia oraz niepewnością danych, wynikającą z różnic w jakości wykonania elementów oraz warunków eksploatacji.

EN

The problem of safety of load carrying structures regarding fatigue failure is presented in the paper. The safety is usually defined by a safety factor or by failure probability - in a modern approach to fatigue design. Using a probabilistic life prediction method, relations between safety factor, failure probability and uncertainly of input data, affected by the manufacturing quality and service conditions have been presented.