Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Rozwiązania techniczne płyt warstwowych w budownictwie wielkokubaturowym

Pozorski Zbigniew

Nowoczesne Hale

|

2022

|

Nr 1

26--28

PL

W pracy przedstawiono kierunki rozwoju płyt warstwowych stosowanych w budownictwie. omówiono innowacyjne rozwiązania, które polegają na wytworzeniu nowego produktu. Przedstawione kierunki rozwoju mają różną perspektywę wdrożenia do produkcji. największa uwaga powinna być skupiona na rozwiązaniach przyjaznych środowisku naturalnemu.

2

Effect of deformation temperature and strain rate on compressive behavior of laminated aluminum bronze-intermetallic composites

Konieczny Marek

Composites Theory and Practice

|

2020

|

R. 20, nr 1

43--48

EN

Laminated composites were produced by reactive bonding using CuAl10Fe3Mn2 bronze and titanium foils with thicknesses of 0.6 and 0.1 mm, respectively. To obtain the composite sample five foils of bronze and four of titanium were used. During fabrication, the titanium layers reacted completely and formed intermetallics (Ti2Cu, TiCuAl and TiCu2Al). In order to investigate the compressive behavior of the laminated CuAl10Fe3Mn2-intermetallic composites, isothermal compression tests were conducted at the temperatures of 20, 600 and 800°C with two different strain rates of 1·10-3 s-1 and 2.9·10-3 s-1. The thickness of all the specimens was reduced by 50%. During the compression tests delamination of the layers of the composites was not observed. With an increase in the investigation temperature the yield strength of the composites decreased significantly. The results showed that the deformation temperature and the strain rate were equally responsible for the evolution of deformation during isothermal compression. The most favorable compressive deformation conditions necessary to shape the laminated CuAl10Fe3Mn2-intermetallic phases composites without damaging their layers were determined experimentally.

PL

Wytworzono kompozyty warstwowe z foli z brązu aluminiowego CuAl10Fe3Mn2 o grubości 0,6 mm oraz z foli tytanowej o grubości 0,1 mm. W celu uzyskania kompozytu zastosowano pięć folii z brązu i cztery z tytanu. Podczas reakcji syntezy warstwy tytanu całkowicie przereagowały i powstały fazy międzymetaliczne (Ti2Cu, TiCuAl i TiCu2Al). W celu przeanalizowania mechanizmu deformacji podczas ściskania kompozytów przeprowadzono testy w temperaturze 20, 600 i 800°C, stosując dwie różne prędkości odkształcania: 1·10-3 s-1 oraz 2,9·10-3 s-1. Próby prowadzono do uzyskania 50% redukcji grubości. Podczas prób ściskania nie zaobserwowano delaminacji warstw kompozytu. Stwierdzono znaczny spadek granicy plastyczności kompozytów wraz ze wzrostem temperatury badania. Wyniki pokazały, że zarówno temperatura, jak i prędkość odkształcania miały wpływ na mechanizm deformacji. Eksperymentalnie określono optymalne parametry procesu odkształcania kompozytu CuAl10Fe3Mn2-fazy międzymetaliczne pozwalające na jego kształtowanie bez niszczenia warstw.

3

Kompozyty polimerowe z metalicznymi napełniaczami do ekranowania pola elektromagnetycznego

Łoś P., Łukomska A., Kowalska S., Jeziórska R., Krupka J.

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 10

1707-1711

PL

Wyznaczono elektromagnetyczne właściwości kompozytów polimerowych wytworzonych metodą mieszania i prasowania. Jako osnowy polimerowe zastosowano: kopolimer etylenu z akrylanem etylu, kopolimer etylenu z kwasem metakrylowym, polimer odpadowy stanowiący mieszaninę polietylenu i octanu winylu oraz terpolimer akrylonitryl-butadien-styren, z dodatkiem płatków miedzi. Metodą rezonatorów wykazano, że wraz ze wzrostem zawartości napełniacza miedzianego wzrasta wartość przenikalności dielektrycznej materiału kompozytowego, co zgodnie z teorią związane jest z poprawą właściwości ekranujących. Jednocześnie materiał kompozytowy wykazuje niewielkie przewodnictwo elektryczne, co ma istotne znaczenie dla pewnych zastosowań w elektronice. Ocenie poddano także kompozyty warstwowe typu sandwich wypełnione miedzią, srebrem i niklem. Wykazano, że są to materiały najbardziej obiecujące do wykorzystania w praktyce, ponieważ mają zwiększoną efektywność ekranowania przy mniejszych kosztach produkcji.

EN

CH₂=CH₂/CH₂=CHCOOEt, CH₂=CH₂/CH₂=CHMeCOOEt and CH₂=CHCN/CH₂=CH–CH=CH₂/PhCH=CH₂ copolymers and a waste blend prepd. of polyethylene and polyvinyl acetate under lab. conditions were filled with Cu flakes and Ni or Ag powders and then studied for electromagnetic properties by split post dielectric resonator method. With increasing content of Cu filler, dielectric constant and electromagnetic shielding effectiveness also increased. Multilayered sandwich-type polymer composites showed an increasing shielding effectiveness along with reduced cost of manufg.

4

Detection and localization of delaminations in composite beams using fractional B-spline wavelets with optimized parameters

Katunin A., Przystałka P.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2014

|

Vol. 16, no. 3

391--399

EN

In this paper the method of detection and localization of delaminations in composite layered beams using an algorithm based on the wavelet transform of bending modal shapes of beams was presented. For the basis functions the fractional B-spline wavelets with single- and multi-objective optimization of the values of their parameters were selected. The analysis was carried out basing on the results of numerical simulations. Several cases of the delaminations occurrence with respect to their location on the thickness of the beams, different sizes and geometrical features, were analyzed. Results of the conducted analyzes show the high effectiveness of a method in the task of detection of delaminations and a possibility of its application in industrial conditions.

PL

W pracy przedstawiono metodę detekcji i lokalizacji rozwarstwień w kompozytowych belkach warstwowych z wykorzystaniem algorytmu opartego na transformacji falkowej giętnych postaci własnych drgań belek. Jako funkcje bazowe zastosowano ułamkowe falki B-splajnowe z jedno- i wielokryterialną optymalizacją wartości ich parametrów. Analizę przeprowadzono na wynikach obliczeń numerycznych. Przeanalizowano przypadki występowania rozwarstwień w różnej lokalizacji na grubości płyt oraz przypadki z rozwarstwieniami o różnych rozmiarach i postaciach geometrycznych. Wyniki przeprowadzonych analiz wykazały wysoką skuteczność metody w wykrywaniu rozwarstwień i możliwość jej zastosowania w warunkach przemysłowych.

5

Strain rate effects on selected mechanical properties of glass-polyester laminates

Gieleta R., Gotowicki P., Popławski A.

Composites Theory and Practice

|

2013

|

R. 13, nr 2

122--127

EN

The study presents the results of experimental testing of a layered cross-ply [0/90]n E-glass/polyester composite in the range of the selected compression properties at high strain rates = 2300÷4600 s−1 and a quasi-static strain rate = 0.0067 s−1. The composite was manufactured using contact technology using Owens Corning CD-600 E-glass stitched fabric and Polimal 104 polyester resin. The circular cross-section specimens of three sizes 2.5, 5 and 7.5 mm in height and 15 mm in diameter were tested in the above described experiments. To determine the static properties, quasi static experimental tests were conducted using an Instron 8802 machine in the displacement control mode at a constant crosshead speed of 1, 2 and 3 mm/min respectively for the 2.5, 5.0 and 7.5 mm specimen types. The compression loading was monitored with a load cell Instron ±250 kN, whereas the axial strain with an Instron 2620-604 extensometer using additional fixing discs. The measuring base of the extensometer was equal to the specimen height. Identification included the stress-strain curve, strength, Young’s modulus and failure strain. For the high strain rates testing, a modified Split Hopkinson Pressure Bar test system was used, containing an LTT 500 Amplifier made by Tasler, Germany and an NI USB-6366 data acquisition device made by National Instruments, USA. The failure modes observed under high strain rate loading were similar to those observed under quasi static loading. The samples predominantly failed by shear fracture. Reduction of the specimen height implies an increase in the nonlinear effects in the initial part of the stress-strain diagrams (increasing strain at same stress), probably caused by the boundary effect. The main parts of the stress-strain plots are approximately linear, thus the linear elastic-brittle material model can be assumed. It was generally observed that the compressive strength and Young’s modulus along the thickness direction are higher at high strain rate loading compared to the results at quasi-static loading.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych laminatu krzyżowego [0/90]n szkło-E/poliester w zakresie wyznaczenia właściwości mechanicznych podczas ściskania z prędkością = 2300÷4600 s-1 w badaniach dynamicznych oraz = 0,0067 s-1 w badaniach quasi-statycznych. Badany kompozyt wytworzono metodą kontaktową z użyciem tkaniny zszywanej Owens Corning CD-600 oraz żywicy poliestrowej Polimal 104. Do badań przyjęto trzy typy próbek walcowych o wysokości 2,5; 5 i 7,5 mm oraz średnicy 15 mm. W celu wyznaczenia właściwości mechanicznych statycznych przeprowadzono badania eksperymentalne z wykorzystaniem maszyny wytrzymałościowej Instron 8802 w trybie sterowania przemieszczeniem, z prędkością przemieszczenia 1, 2 and 3 mm/min, odpowiednio dla próbek typu 2,5, 5,0 i 7,5 mm. Obciążenie rejestrowano przy użyciu głowicy pomiarowej Instron ±250 kN. Pomiar odkształcenia realizowano z użyciem ekstensometru Instron 2620-604 z dodatkowym oprzyrządowaniem w postaci dysków. Baza pomiarowa ekstensometru była równa wysokości próbki. Badania identyfikacyjne obejmowały wyznaczenie zależności naprężenie-odkształcenie, wytrzymałości, modułu sprężystości oraz odkształceń niszczących. Badania przy dużej prędkości odkształceń przeprowadzono na stanowisku Zmodyfikowany Pręt Hopkinsona (SHPB - Split Hopkinson Pressure Bar), stosując wzmacniacz LTT 500 firmy Tasler, Niemcy oraz kartę pomiarową NI USB-6366 firmy National Instruments, USA. Zaobserwowano podobny mechanizm niszczenia próbek w badaniach quasi-statycznych oraz dynamicznych. Próbki niszczyły się przez ścinanie. Zmniejszenie wysokości próbki powoduje ujawnienie się efektów nieliniowych w początkowej części wykresów (zwiększenie odkształcenia przy tym samym naprężeniu). Jest to związane z efektem brzegowym. Środkowa część zależności naprężenie-odkształcenie jest w przybliżeniu liniowa, co odpowiada materiałowi liniowo-sprężysto-kruchemu. W wyniku badań zaobserwowano wzrost wytrzymałości na ściskanie oraz modułu sprężystości w kierunku prostopadłym do powierzchni warstwy laminatu wraz ze wzrostem prędkości odkształceń.

6

Mechanical properties of Ti-(Al3Ti+Al) and Ti-Al3Ti laminated composites

Konieczny M.

Composites Theory and Practice

|

2013

|

R. 13, nr 2

102--106

EN

Laminated Ti(Al3Ti+Al) and TiAl3Ti composites have been synthesised with controlled temperature and treating time using 50, 100 and 150 μm thick titanium and 50 μm thick aluminium foils. Microstructural examinations showed that Al3Ti was the only phase formed during the reaction between Ti and Al. After 20 minutes of treating at 650°C, not all the aluminium was consumed and the composites consisted of alternating layers of Ti, Al and Al3Ti. After 60 minutes, the aluminium layers were completely consumed, resulting in microstructures with Ti residual layers alternating with the Al3Ti layers. Tensile strength, flexural strength and impact toughness measurements were performed on the materials with different microstructures to establish the properties and fracture behaviour. After 60 minutes of treating, all the composites had a higher yield strength, higher ultimate tensile strength and higher flexural strength than those composites after 20 minutes of treating produced with the same thickness of starting Ti foil. On the other hand, the strain at fracture and impact toughness of the composites behaved conversely. The results of the investigations indicated that the mechanical properties of the composites strongly depend on the thickness of the individual Ti layers and the presence of residual Al layers at the intermetallic centrelines.

PL

Kompozyty warstwowe Ti-(Al3Ti+Al) oraz Ti-Al3Ti wytworzono w kontrolowanych warunkach, używając jako materiałów wyjściowych folii tytanowej o grubościach: 50, 100 i 150 µm oraz folii aluminiowej o grubości 50 µm. Mikroanaliza rentgenowska pozwoliła stwierdzić, że faza Al3Ti była jedyną fazą międzymetaliczną powstałą podczas reakcji między tytanem i aluminium w temperaturze 650°C niezależnie od czasu reakcji. Badania wykazały, że po 20 minutach wygrzewania aluminium nie w pełni przereagowało i dlatego kompozyty składały się z warstw Ti, Al oraz Al3Ti. Po 60 minutach wygrzewania kompozyty składały się już tylko z naprzemiennie ułożonych warstw Ti oraz Al3Ti. Wszystkie wytworzone kompozyty poddano próbie statycznej rozciągania, zginania trójpunktowego oraz udarności. Kompozyty składające się tylko z warstw Ti oraz Al3Ti charakteryzowały się większą granicą plastyczności, wytrzymałością na rozciąganie oraz zginanie w porównaniu do kompozytów Ti-(Al3Ti+Al). Z drugiej jednak strony kompozyty zawierające warstwy Ti, Al i Al3Ti charakteryzowały się większym wydłużeniem oraz wyższą udarnością. Rezultaty badań wykazały jednoznacznie, że właściwości mechaniczne kompozytów są silnie zależne od grubości indywidualnych warstw tytanu oraz od obecności warstw aluminium. Na podstawie analizy fraktograficznej dokonano oceny mechanizmów niszczenia tych materiałów ze szczególnym uwzględnieniem wpływu obecności warstw aluminium występujących pomiędzy warstwami fazy Al3Ti na propagację pęknięć.

7

The application of automated strain analysis method to determine the strain distribution during extrusion

Nowotyńska I., Kut S.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2011

|

z. 83(279), nr 4

43-51

EN

The application of numerical image analysis for determining strain distribution in layered composites in the extrusion process was presented. Commercially available an ASAME (Automated Strain Analysis and Measurement Environment) computer code was used. Based on experimental study of layered composite extruded through different dies and use of the grid distortion method, strain distribution using ASAME code was presented.

PL

W artykule zaprezentowano możliwość zastosowania numerycznej analizy obrazu do określenia rozkładu odkształcenia w kompozytach warstwowych w procesie wyciskania. Zastosowano komercyjny program ASAME (Automated Strain Analysis and Measurement Environment). Opierając się na wynikach badań eksperymentalnych z procesu wyciskania kompozytów warstwowych z wykorzystaniem różnych matryc oraz z metody zniekształconej siatki, przedstawiono rozkład odkształcenia z użyciem programu ASAME.

8

Application of artificial neural networks to determine the parameters of extrusion process

Nowotyńska I.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2011

|

nr 4

8-10

EN

In this article the method of determination of the extrusion load value of layered composites by using artificial neural networks on the basis of experimental database was presented. The aim of our research was to build and carry out analysis regression and prognostic models of ANN by using Statistica Neural Networks software. Finally, results of neural models were verified with experimental results. Obtained results confirmed possibility of ANN model application as effective tool to determine the value of the extrusion load of layered composites.

9

The conception of the fatigue model for layered composites considering thermal effects

Katunin A.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2011

|

Vol. 11, no 2

333-343

EN

Polymer-based layered composites are widely used in many responsible applications, such as turbine blades, helicopter propellers etc. Therefore its behaviour must be predictable in different conditions and operational states. Dynamic excitation of polymer composites obliges to consider it as a viscoelastic material, which introduce additional phenomena, e.g. self-heating effect. This effect occurred into two states: steady and non-steady. The strain of the structure subjected to the self-heating could be evaluated basing of DMA measurements and using Arrhenius kinetic concept together with time-temperature superposition principle. For obtaining the fatigue model the pseudo-strain approach was used. The fatigue model was based on damage function with taking into consideration self-heating effect.

PL

Polimerowe kompozyty warstwowe są szeroko stosowane w wielu odpowiedzialnych aplikacjach takich, jak łopatki turbin, śmigła helikopterów itd. Z tego względu ich zachowanie powinno być przewidywalne w różnych warunkach i stanach operacyjnych. Dynamiczne wzbudzanie kompozytów polimerowych obliguje do rozpatrywania ich jako materiału lepkosprężystego, co powoduje dodatkowe zjawiska, np. efekt samorozgrzania. Efekt występuje w stanie ustalonym i nieustalonym. Odkształcenia struktury pod działaniem efektu samorozgrzania mogą być określone w oparciu o pomiary DMA oraz z zastosowanie kinetycznej zasady Arrheniusa i zasady superpozycji czasowo-temperaturowej. W celu otrzymania modelu zmęczeniowego posłużono się metodą pseudo-odkształceń dla opisu lepkosprężystości. Model zmęczeniowy bazuje na funkcji zniszczenia z uwzględnieniem efektu samorozgrzania.

10

Dead zones in the extrusion of layered composites with the use of different dies geometry

Nowotyńska I.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2010

|

R. 55, nr 12

850-855

EN

Force parameters of the process and properties of the extruded products are closely connected with the nature of flow of the extruded composite material. An essential element in the description of flow of the extruded metal is the determination of dead zones within the volume of an extruded composite. In this work experimental studies of a metal flow during co-extrusion of two different materials under the core-sleeve system have been presented. An effect of different parameters of the extrusion process on the formation of dead zone has been analysed. The influence of the initial billet geometry (components arrangement and volume fractions) on the formation of dead zones during extrusion of layered composites was investigated using soft lead and hard lead alloy as starting materials and different dies geometry.

PL

Parametry siłowe realizacji procesu, a także właściwości wyrobów kompozytowych są ściśle powiązane z charakterem płynięcia wyciskanego kompozytu. Ważnym elementem opisu płynięcia wyciskanego metalu jest określenie stref martwych w objętości wyciskanego kompozytu. W pracy zaprezentowano wyniki badań eksperymentalnych dotyczących plastycznego płynięcia dwóch różnych materiałów o układzie rdzeń-powłoka w procesie wyciskania. Dokonano analizy wpływu różnych parametrów procesu wyciskania kompozytów warstwowych na tworzenie się strefy martwej. Badano wpływ konfiguracji wlewka (udział objętościowy i aranżacja składników w materiale wsadowym) na kształtowanie się strefy martwej materiałów kompozytowych stosując metaliczne materiały wsadowe: ołów miękki, twardy stop ołowiu z wykorzystaniem matryc o różnej geometrii.

11

Zagadnienia brzegowe termosprężystości dla kompozytów warstwowych o brzegach prostopadłych do uwarstwienia

Perkowski D., Matysiak S., Kulchytsky-Zhyhaiło R.

Modelowanie Inżynierskie

|

2010

|

T. 9, nr 40

195-208

PL

W pracy przedstawiono metodę rozwiązywania zagadnień brzegowych termosprężystości dla kompozytów warstwowych o strukturze periodycznej o brzegach prostopadłych do uwarstwienia w ramach modelu homogenizowanego z parametrami mikrolokalnymi (Woźniak (1987), Matysiak i Woźniak (1987)). Jako przykład obliczeniowy rozwiązano zagadnienie kontaktowe z uwzględnieniem wytwarzania ciepła dla półprzestrzeni kompozytowej o strukturze periodycznej o brzegu prostopadłym do uwarstwienia.

EN

In this paper the method of solution of boundary-value problems for periodically layered thermoelastic composites with boundaries normal to the layering within the framework of homogenized model with microlocal parameters (Woźniak (1987) [1], Matysiak i Woźniak (1987), [2]) is presented. Moreover, the contact problem with heat generation for periodically layered half-space with the boundary normal to the layering is solved.

12

Mezoskalowy model MES do obliczania odkształceń konstrukcji z kompozytów warstwowych

Stadnicki J., Tokarz Z.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2010

|

R. 51, nr 3

39-43

PL

W artykule przedstawiono metodykę tworzenia modeli MES konstrukcji kompozytowych z kompozytów warstwowych wzmacnianych tkaniną z włókien węglowych. Modele wykorzystują powtarzalną mikrostrukturę kompozytu - komórkę elementarną, którą jest przestrzenną kratownicą z jednowymiarowych elementów skończonych typu belkowego. Metodykę modelowania zastosowano do obliczeń ugięć przykładowych konstrukcji kompozytowych. Wyniki obliczeń zweryfikowano eksperymentalnie.

EN

The paper shows the methodology of building FEM models of composite constructions made of laminate composites reinforced with carbon fibre fabric (CFRP). The models use a repeatable microstructure of a composite - an elementary cell - which is a thre - dimensional truss built with one-dimensional beam finite elements. Thanks to this fact, the models reflect the internal structure of the composite. The model constants have been experimentally determined. Therefore, the influence of production technology of the composite on its mechanical properties has been considered. The modelling methodology has been used to calculate deflections of exemplary composite constructions. The results have been experimentally verified.

13

Zastosowanie matryc o różnej geometrii w wyciskaniu kompozytów warstwowych

Nowotyńska I.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2009

|

Vol. 58, nr 2

55-64

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badań eksperymentalnych dotyczących plastycznego płynięcia dwóch różnych materiałów o układzie rdzeń - powłoka w procesie wyciskania. Przeanalizowano wpływ wybranych parametrów geometrycznych matrycy na plastyczne płynięcie kompozytów warstwowych podczas procesu wyciskania. Stosując różne udziały objętościowe składników w materiale wsadowym w jednoczesnym odkształceniu różnych materiałów, wykorzystano metaliczne materiały modelowe: ołów miękki, twardy stop ołowiu oraz komplet matryc. Na podstawie analizy zdeformowanej siatki, objętości stref plastycznych, siły wyciskania i rozkładu względnych prędkości cząstek w obszarze otworu matrycy zaproponowano najlepszą geometrię matrycy dla danego kompozytu warstwowego, biorąc pod uwagę m.in. względnie małą strefę plastyczną, bardziej jednorodne odkształcenie i stosunkowo małą siłę wyciskania. Opierając się na pomiarach siły podczas wyciskania przez matryce płaskie oraz wypukłe określono zależność maksymalnej jej wartości od kąta matrycy. Wykazano, że istnieje optymalna wartość kąta matrycy wypukłej, dla którego wartość siły wyciskania jest najmniejsza, co może stanowić kryterium wyboru najlepszej geometrii matrycy podczas wyciskania.

EN

Material flow during the extrusion strongly depends on the die design. Choice of the adequate die geometry gives the possibility of controlling plastic flow of material under condition of plastic deformation. Experimental studies of metal flow in the coextrusion of two different materials of core - sleeve system have been presented in this work. The influence of various parameters of the die on the flow pattern during extrusion of layered composite material has been analyzed. Using different volume ratios of a hard core - soft sleeve in final effect of simultaneous deformation of layered composite model materials: soft lead, hard lead alloy, and set of dies have been used. Basing on the analysis of the grid distortion, volume of the deformation zones, extrusion load and relative velocity distribution in the plastic zone and orifice region, the best convex die geometry in comparison with others has been proposed. It can be selected taking into account relatively small plastic zone, more uniform deformation and relatively small extrusion load. Possible indication of the range of the die angles for given properties of the components of the composite and process parameters have been presented. Based on the experimental study of the extrusion load using flat and convex dies, the dependence of maximal load on the angle of the die have been determined. One can observe that there exists an optimal value of the convex die angle minimizing a value of the extrusion load, what can be a criterion for looking for the adequate shape of the extrusion die.

14

Zastosowanie sztucznych sieci neuronowych do wyznaczania wartości siły wyciskania kompozytów warstwowych

Nowotyńska I.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2008

|

R. 53, nr 10

616-620

PL

W artykule przedstawiono sposób wyznaczania wartości siły wyciskania kompozytów warstwowych za pomocą sztucznych sieci neuronowych na podstawie danych eksperymentalnych. Głównym celem badań było zbudowanie i przeprowadzenie analizy modelu regresyjnego oraz modelu prognostycznego sztucznych sieci neuronowych z wykorzystaniem programu Statistica Neural Networks. Wyniki modeli neuronowych zostały zweryfikowane z wynikami eksperymentalnymi. Otrzymane wyniki potwierdziły możliwość zastosowania modelu SSN jako skutecznego narzędzia do określenia wartości siły wyciskania kompozytów warstwowych.

EN

In this article the method of determination of the extrusion load value of layered composites by using artificial neural networks on the basis of experimental database was presented. The aim of our research was to build and carry out analysis regression and prognostic models of ANN by using Statistica Neural Networks software. Finally, results of neural models were verified with experimental results. Obtained results confirmed possibility of ANN model application as effective tool to determine the value of the extrusion load of layered composites.

15

Wykorzystanie oddziaływania proszek żelaza-folia aluminiowa do otrzymywania laminatu

Olszówka-Myalska A.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2008

|

R. 53, nr 3

158-162

PL

Zaprezentowano możliwość wytworzenia laminatu aluminium-(aluminidki żelaza w osnowie aluminium) z wykorzystaniem jako komponentów folii aluminiowej i proszku żelaza. Uzyskane wyniki porównano z wcześniejszymi badaniami oddziaływania pomiędzy proszkami Al i Fe w podwyższonej temperaturze, metodą DTA, i efektami strukturalnymi obserwowanymi podczas prasowania proszków na gorąco, w próżni. Stwierdzono, że w zastosowanych warunkach zgrzewania dyfuzyjnego występuje samorozwijąjąca się wysokotemperaturowa synteza (SHS), która umożliwia powstanie struktury warstwowej, zawierającej zdyspergowany aluminidek żelaza.

EN

The paper presents the possibility of obtaining the laminate of aluminium with iron aluminides particle, by diffusion bonding. The aluminium foil and iron powder with granulation 325 mesh were used to the preparation of Al/Fe/Al packs with constant Fe content and different aluminium foil layers amount (fig. 2). The parameters of the diffusion bonding in heat-treating furnace were chosen on the basis of earlier own investigations of thermal effects and microscopic observations [5-8]. The exothermic effects during heating of mixture of aluminium and iron powders were measured by DTA method (fig. 1). SEM observations of hot pressed mixtures, showed the transformation of initial iron powder into the iron aliminide by two mechanisms - diffusional growth and self-propagating high-temperature synthesis (SHS) (fig. 3). The composite samples were obtained by heating of packets with configuration 16Al layers/Fe powder/16Al layers, 32Al layers/Fe powder/16Al layers, 64Al layers/Fe powder/16Al layers at the temperature range of 650-660 degrees of Celsius, time of 5-15 minutes. The evolution of macrostructure and microstructure of packs to the composite sample was presented (tab.1, figs 4-6). It was stated that after incubation period fine particles of Al3Fe were formed by SHS process. The intermetallic was surrounded with aluminium very closely. The microhardness of such composite layer was almost three times higher than welded aluminium foil (tab. 2). The amount of the layers of aluminium foil in the initial packets influenced on the final cross section of composite layered system.

16

Kompozyt warstwowy Al z fazami z układu Ti-Al otrzymany w wyniku wygrzewania izotermicznego

Olszówka-Myalska A.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2008

|

R. 53, nr 4

216-220

PL

Przedstawiono możliwość uzyskania kompozytu warstwowego Al-fazy z układu Ti-Al w wyniku wygrzewania izotermicznego pakietów folii aluminiowej z proszkiem tytanu. Scharakteryzowano makrostrukturę i przedstawiono model zmian mikrostruktury układu warstwowego dla zastosowanych warunków konsolidacji komponentów. Stwierdzono zgodność zmian strukturalnych proszku tytanu w intermetalik z modelem dyfuzyjnego wzrostu warstwy na granicy Al-Ti.

EN

The possibility of obtaining of layered composite from aluminium foil and titanium powder by conventional isothermal heating was analyzed. The interaction between aluminium and titanium was characterized by differential thermal analyze DTA (fig. 1). The exothermal effects were stated as a result of a new phase formation. The composite samples were fordem at the temperature range of 630-680 degrees of Celsius and time range of 5-20 min. The macrostructure strongly depended on the parameters used during the processing (tab. 1, fig. 2, 3). In the layered composite aluminium - (aluminium with a particles containing Ti) - aluminium the intermetallic from the Al-Ti system was formed on the interface Al matrix-Ti particle (fig. 4, 5). The scheme of structure transformation of Al foil-Ti powder-Al foil packs during annealing under pressure was presented (fig. 6). The hardness of each layer of composite was measured (Al 38 HV0,2, Al with particles 95-180 HV0,2). There was stated that only diffusional processes can be used to the components consolidation in the proposal conditions. Using the self-propagating-synthesis (SHS) for the intermetallic formation, because of intensive energy emission, seems to be dangerous in conventional heat treatment furnace.

17

Wpływ geometrii matrycy na plastyczne płynięcie kompozytów warstwowych w procesie wyciskania

Nowotyńska I., Kut S., Mucha J.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2008

|

Vol. 28, nr 3

117-124

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych dotyczących plastycznego płynięcia kompozytów warstwowych o układzie rdzeń-powłoka w procesie wyciskania. Dokonano analizy wpływu wybranych parametrów geometrycznych matrycy na plastyczne płynięcie kompozytów warstwowych. Stosując różne udziały objętościowe składników kompozytu, badano końcowy efekt jednoczesnego odkształcenia dwóch różnych materiałów z użyciem kompletu matryc. Wykorzystano metaliczne materiały wsadowe, tj. miękki ołów oraz twardy stop ołowiu. Na podstawie analizy rozkładów względnych prędkości cząstek w obszarze otworu matrycy, wielkości i kształtu stref plastycznych oraz sił wyciskania wskazano odpowiednio dobrane matryce wypukłe do danego typu kompozytu. Pozwoliło to na zmniejszenie stref odkształcenia, siły wyciskania oraz wyrównywanie prędkości wypływu materiału w obszarze otworu matrycowego.

EN

The results of experimental studies of plastic flow of layered composite of the core-sleeve system in the co-extrusion is presented in this paper. The influence of selection geometrical parameters of die on the plastic flow of layered composite has been analyzed. The impact different volume fractions of composite components on final effect of simultaneous deformation of layered composite has been investigated. The model materials like soft lead, hard lead alloy and set of the dies has been used in experimental procedure of direct extrusion. Basing on the analysis of relative velocity distribution in the orifice region, size and shape of the deformation zones and extrusion load in particular the best convex die geometry in comparison with others has been proposed.

18

Badania elastooptyczne oraz analiza odkształceń i naprężeń kompozytów warstwowych

Jaroniek M.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2007

|

Z. 357

3-156

EN

In the present paper the elastic and plastic defonnation in multi-layered composites of finite thickness has been analysed. Advanced mechanical and structural applications require accurate assessment of the damage state of materials during the fabrications as well as during the service. Due to the complex nature of the internl structure of the material, composites (including the layered composite) often fail in a variety of modes. The failure modes very often are influenced by the local material properties that may develop in time under heat and pressure, local defect distribution, process inducing residual stress, and other factors. Consider a laminate composite in pIane stress conditions, multi-layered beam bonded to planes having shear modulus Gi and Poisson's ratio VI respectively, subjected to bending. The behaviour of the cracks depends on the cracks configuration, size, orientation, material properties, and loading characteristic. The fracture mechanics problem will be attacked using the photoelastic visualisation of the fracture events in a model structure. The proposed analytical and experimental method will be developed for a layered composite fracture problem. Fabrication of the model of the TBC with FGM can be obtained by layered mixing of two photoelastic materials of different thenno-mechanical properties with different volume ratios gradually changed fonn layer to layer such that first layer has only a few particles of the other phase and last has maximum volume ratio of this other phase. The specimen can be built as layered beam, for example, glass layer at the bottom next particles of the same glass in the epoxy in several layers of various volume ratio of the glass in epoxy and pure epoxy at the top. The beam can be loaded in 4 point bending to generate cracks propagate through the FGM layer. Photoelastic examination of each state may be obtained for various crack configuration due to applied mechanical load (and if epoxy thermal expansion coefficient is different than the glass thermal expansion coefficient also thermal load should be applied). The development of the failure criterion for a particular application is also very important for the predictions of the crack path and critical loads. Recently, there has been a successful attempt to formulate problems of multiple cracks without any limitation. This attempt was concluded with the series of papers summarising the undertaken research for isotropic and non-homogeneous class of problems. In the present paper the elastic and plastic defonnation has been analysed using the Muskhelishvili' s complex potentials method. The elastostatic stress field is required to satisfy the well-known equilibrium equations using two analytic functions ψ(z) and χ(z). The distribution of stresses and displacements has been calculated using the finite element method (FEM). Finite element calculations were perfonned in order to verify the experimentally observed the isochromatic distribution during cracks propagation. The geometry and materials of models were chosen to correspond to the actual specimens used in the experiments. The numerical calculations were carried out using the finite element program ANSYS 6.1, 9, by applying the substructure technique. Two different methods were used: solid modeling and direct generation. For comparison the numerical and experimental isochromatic fringes distribution was shown in this paper. It is possible to fabricate a model using various photoelastic materials to model multi layered structure. Photoelasticity has shown to be promising in stress analysis of bearns with various number and orientation of cracks. Finite element calculations (FEM) were performed in order to verify the experimentally observed branching phenomenon and the isochromatic distribution observed during cracks propagation. The agreement between the finite element method predicted isochromatics-fringe pattems distribution and those determined photoelasticaly was found to be within 3ফ percent. Crack propagation in multi-layered composites of finite thickness is especially challenging and open field for investigation. The development of the failure criterion for a particular application is also very important for the predictions of the crack path and critical loads. Recently, there has been a successful attempt to formulate problems of multiple cracks without any limitation. This attempt was concluded with the series of papers surnmarising the undertaken research for isotropic and non-homogeneous class of problems. Crack propagation in multi-layered composites of finite thickness is especially challenging and open field for investigation.

19

Identyfikacja aerosprężystych własności laminatowej konstrukcji nośnej na przykładzie koncepcyjnego samolotu szkolno-treningowego

Olejnik A., Kachel S., Rogólski R., Leszczyński P.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2007

|

Vol. 56, nr 3

73-110

PL

W opracowaniu przedstawiono rozwiązanie zagadnienia aerosprężystej niestateczności kompozytowej konstrukcji płatowcowej. Wdrożono wyznaczania krytycznej prędkości i postaci flatteru samolotu przy wspomaganiu komercyjnego pakietu obliczeniowego. W oparciu o dyskretny model struktury do analiz metodą elementów skończonych oraz model panelowy do aerodynamiki niestacjonarnej wyznaczono numerycznie prędkości wystąpienia drgań samowzbudnych. W ramach nadawania własności materiałowych elementom wirtualnej struktury zrealizowano koncepcję modelowania kompozytu warstwowego. Model obliczeniowy konstrukcji zweryfikowano na podstawie wyników doświadczalnych badań stoiskowych.

EN

The paper presents a solution of aeroelastic instability phenomena of composite airframe. A method of critical flutter airspeed evaluation was applied by support of professional software package. Numerical values of self-excited vibration velocities were determined on the basis of integrated aeroelastic model including a structural FEM model and a panel aero model for unsteady aerodynamics. A conception of laminate composite modelling was put into effect. The aircraft structure discreet model was verified then by equalling the results and the results from test-bed experiments.

20

Komputerowy system do oceny jakości kompozytów warstwowych

Spadło S.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Nauki Techniczne

|

2006

|

Z. 1 [Terotechnologia 2006]

81-88

PL

W artykule przedstawiono metodykę badań kompozytów warstwowych z wykorzystaniem komputerowego systemu diagnostycznego. System umożliwia pomiar, rejestrację sygnału ultradźwiękowego oraz wizualizację graficzną wyników badań. Zastosowanie specjalnych głowic, tzw. Szerokopasmowych (ang.broadband) generujących bardzo krótkie (0,2 u) impulsy fal podłużnych pozwoliło na zaobserwowanie wpływu jakości przyklejenia do cienkościennego płaszcza (powłoki) stalowego warstwy kompozytowej, na warunki propagacji fali ultradźwiękowej (w stalowym płaszczu).

EN

The article presents the arrangement and components of a computer measurement setup used to examine adhesive joints thin-walled metal castings with laminar composites. The system makes it possible not only to measure, record and analyse the ultrasonic signal but also to present a graphical representation of the examination results. The use of special so-called broadband heads which generate very short (0.2 us) pulses of longitudinal waves has made it possible to observere the influence which the quality of the bonding of the composite layer with the thin-walled steel casing has on the conditions of ultrasonic wave propagation (inside the steel casing).