Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Surface plasmon resonance sensor with a magneto-optical structure

Pistora J., Lesnak M., Vlasin O., Cada M.

Optica Applicata

|

2010

|

Vol. 40, nr 4

883--895

EN

Due to resonant excitation of surface plasmons, surface plasmon resonance (SPR) sensors combined with ferromagnetic thin films allow an enhancement of the magneto-optical (MO) response. MO-SPR structures with Au/Co/Au sandwiches are theoretically analyzed in transverse configuration by 4×4 matrix algebra. The influence of sandwich film thickness, layer order and Co-Au multilayers on the relative change of the reflectance for p-polarized waves is analyzed. The results show the important role of the incidence angle distribution of the reflectance without magnetic ordering on the MO-SPR response. An optimized geometry and a corresponding feedback are discussed.

2

The thermodynamical theory of elasto-viscoplasticity accounting for microshear banding and induced anisotropy effects

Perzyna P.

Mechanics / AGH University of Science and Technology

|

2008

|

Vol. 27, no. 1

25-42

EN

The main objective of the present paper is the development of thermo-elasto-viscoplastic constitutive model of a material which takes into consideration induced anisotropy effects as well as observed contribution to strain rate effects generated by microshear banding. Physical foundations and experimental motivations for both induced anisotropy and microshear banding effects have been presented. The model is developed within the thermodynamic framework of the rate type covariance constitutive structure with a finite set of the internal state variables. A set of internal state variables consists of one scalar and two tensors, namely the equivalent inelastic deformation e/p the second order microdamage tensor [symbol] with the physical interpretation that ([formula]) defines the volume fraction porosity and the residual stress tensor (the backstress) alpha. The equivalent inelastic deformation [symbol] describes the dissipation effects generated by viscoplastic flow phenomena, the microdamage tensor [symbol] takes into account the anisotropic intrinsic microdamage mechanisms on internal dissipation and the back stress tensor alpha aims at the description of dissipation effects caused by the kinematic hardening. To describe suitably the influence of both induced anisotropy effects and the stress triaxiality observed experimentally the new kinetic equations for the microdamage tensor [symbol] and for the back stress tensor alpha are proposed. The relaxation time Tm is used as a regularization parameter. To describe the contribution to strain rate effects generated by microshear banding we propose to introduce certain scalar function which affects the relaxation time Tm in the viscoplastic flow rule. Fracture criterion based on the evolution of the anisotropic intrinsic microdamege is formulated. The fundamental features of the proposed constitutive theory have been carefully discussed. The purpose of the development of this theory is in future applications for the description of important problems in modem manufacturing processes, and particularly for meso-, micro-, and nano-mechanical issues. This description is needed for the investigation by using the numerical methods how to avoid unexpected plastic strain localization and localized fracture phenomena in new manufacturing technology.

PL

Głównym celem obecnej pracy jest opracowanie termo-sprężysto-lepkoplastycznego modelu konstytutywnego materiału, który uwzględnia efekty indukowanej anizotropii, jak również wpływ na wrażliwość materiału, prędkość deformacji spowodowanej tworzeniem się mikropasm ścinania. Przedstawiono fizykalne podstawy oraz eksperymentalne motywacje dla efektów wywołanych przez obydwa rodzaje indukowanych anizotropii oraz przez tworzenie się mikropasm ścinania. Model materiału został opracowany w ramach termodynamicznej, kowariantnej struktury konstytutywnej typu prędkościowego ze skończonym zbiorem parametrów wewnętrznych. Przyjęto, że zbiór parametrów wewnętrznych składa się z jednej wielkości skalarnej i dwóch tensorów, mianowicie z ekwiwalentnej niesprężystej deformacji e/p, tensora mikrouszkodzeń drugiego rzędu [symbol] (z fizykalną interpretacją, że ([wzór]) definiuje objętościowy udział porowatości) oraz tensora naprężeń resztkowych alfa. Ekwiwalentna niesprężysta deformacja [symbol] opisuje efekty dyssypacji generowane przez zjawisko lepkoplastycznego płynięcia, tensor mikrouszkodzeń [symbol] uwzględnia anizotropowe mechanizmy wewnętrznego mikrouszkodzenia w opisie wewnętrznej dyssypacji, natomiast tensor alfa opisuje efekty dyssypacji wywołane kinematycznym wzmocnieniem materiału. Aby opisać wpływ efektów obydwu indukowanych anizotropii i uwzględnienia efektów trójosiowości stanu naprężenia zaobserwowanych doświadczalnie zaproponowano nowe równanie kinetyczne dla tensora mikrouszkodzenia [symbol] i dla tensora naprężeń resztkowych alfa. Czas relaksacji Tm został wykorzystany jako parametr regularyzacji. Aby opisać udział wrażliwości materiału na prędkość deformacji generowanego przez tworzenie się mikropasm ścinania, zaproponowano wprowadzenie pewnej funkcji skalarnej, która wpływa na czas relaksacji Tm w procesie płynięcia lepkoplastycznego. Sformułowano kryterium zniszczenia bazujące na ewolucji anizotropowego wewnętrznego mikrouszkodzenia. Przeprowadzono szczegółową analizę wszystkich podstawowych cech zaproponowanej teorii konstytutywnej. Opracowana teoria może być wykorzystana w przyszłości do opisu ważnych problemów związanych z technologicznymi procesami, w szczególności dla zbadania zjawisk w meso-, micro-, i nanomechanice. Te opisy są potrzebne do szczegółowego zbadania za pomocą metod numerycznych jak uniknąć niepotrzebnych plastycznych lokalizacji oraz zjawiska zlokalizowanego zniszczenia w nowych procesach technologicznych.

3

Analytical and experimental study of damage induced anisotropy of concrete

Litewka A., Bogucka J., Dębiński J.

Foundations of Civil and Environmental Engineering

|

2002

|

No. 2

101-124

EN

Deformation and damage induced anisotropy of initially isotropic brittle material was studied experimentally for uni-axially compressed concrete. In this specific case a transverse isotropy, characterised by the plane of isotropy perpendicular to the direction of the compressive load, is developed in the loading process. Modification of the material constants in the loading process was analysed experimentally by employing the strain gauge technique combined with the ultrasonic pulse velocity measurements. The experimentally determined stress strain curves as well as the respective values of material constants were compared with the theoretical predictions. The validity of the respective constitutive equations proposed was verified by using the available experimental results for concrete subjected to bi-axial and to tri-axial state of stress.

PL

Rozwój anizotropii materiału pierwotnie izotropowego, spowodowany jego odkształceniem, został przebadany doświadczalnie w betonie poddanym osiowemu ściskaniu. W tym szczególnym przypadku następuje rozwój izotropii transwersalnej, charakteryzującej się płaszczyzną izotropii prostopadłą do kierunku ściskania. Zmiana stałych materiałowych, zachodząca w procesie obciążenia, była mierzona doświadczalnie z użyciem tensometrów elektrooporowych i z równoczesnym pomiarem prędkości fal ultradźwiękowych. Otrzymane doświadczalnie krzywe ściskania, jak też krzywe zależności stałych materiałowych od obciążenia porównano z przewidywaniami teoretycznymi. Poprawność zaproponowanych równań konstytutywnych została zweryfikowana z użyciem dostępnych wyników doświadczalnych dla betonu poddanego płaskiemu i przestrzennemu stanowi naprężenia.

4

A uniform strain, discrete-grain model for evolving anisotropy of polycrystalline ice

Staroszczyk R.

Archives of Mechanics

|

2002

|

Vol. 54, nr 2

103-126

EN

A discrete-grain model accounting for the induced anisotropy of polycrystalline ice is formulated. An individual ice crystal is supposed to be a transversely isotropic medium whose behaviour is linearly viscous. For such a crystal a frame-indifferent constitutive law involving three microscopic rheological parameters is derived. Assuming that each crystal undergoes a homogeneous deformation of the polycrystalline aggregate (the Taylor approximation), the macroscopic viscous behaviour of the material is determined. The considerations are illustrated by the results of numerical simulations of simple flows, showing the evolution of the oriented structure of the material and the variation of macroscopic viscosities with increasing strains. In addition, the influence of the parameters describing the single crystal anisotropy on the overall behaviour of the aggregate is investigated.

5

An orthotropic constitutive model for secondary creep of ice

Staroszczyk R.

Archives of Mechanics

|

2001

|

Vol. 53, nr 1

65-85

EN

As polycrystaline ice undergoes creep deformation over long time-periods, it develops a fabric (oriented structure) and associated, strain-induced anisotropy. In the paper, a frame-indifferent orthotropic constitutive model for secondary creep of ice is formulated, in which the strain-rate is expressed in terms of the deviatoric stress, strain, and three structure tensors based on the principal deformation axes. As an illustration, the model is used to determine the evolution of the creep response of ice to continued uniaxial compression and simple shearing.