Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Anti‑impact and vibration‑damping design of cork‑based sandwich structures for low‑speed aerial vehicles

Sheikhi Mohammad Rauf, Gürgen Selim, Altuntas Onder, Sofuoğlu Mehmet Alper

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 2

art. no. e71, 2023

EN

Nowadays, lightweight and eco-friendly composites with improved mechanical properties are highly interesting. Sandwich-structured composites are a type of high-performance structural composite that is lightweight with a high strength-to-weight ratio and excellent specifc energy absorption capabilities. In this study, cork-based sandwich structures resistant to impact and vibrations were designed and produced for the possibility of being used in the protective structures of low-speed aerial vehicles. To identify and match the best combination of different face sheets with a cork core, first, aramid fabric-reinforced polymer (AFRP), carbon fiber-reinforced polymer (CFRP), and glass fiber-reinforced polymer (GFRP) face-sheet composites were produced using the compression molding method (prepreg layup). Then, sandwich structures consisting of AFRP, CFRP, GFRP, and aluminum face sheets with a fixed core layer of cork were designed and assembled. Since the design goal of these structures is to use them in low-speed aerial vehicles, impact deceleration and vibration tests were applied to face sheets and sandwich structures individually, which are the most important factors involved in these structures during fight, particularly in rotary-wing drone applications. A low-energy drop-tower system was used for the calculation of deceleration results. Besides, the vibration properties of the structures were investigated using the modal analysis method and based on the natural frequency responses of the tested face sheets and sandwich structures, damping ratios and structural stiffness were measured. According to the results, compared to other face sheets, CFRP showed better resistance along with the cork core, when the structure was exposed to impact and vibration threats. This study provides useful information on cork core sandwich structures for academic and industrial researchers in choosing the right face sheet.

2

Barrier Properties of Footwear Packages against Water Vapour Transport and Thermal Resistance

Serweta Wioleta, Wójcik Justyna, Matusiak Małgorzata

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2021

|

Vol. 29, no. 1 (145)

70--74

EN

In this paper the authors focused on the analysis of relations between the material (such as knitted fabrics with a two and three dimensional structure) configurations and hygienic parameters of packages. In order to measure hygienic properties, the water vapour permeability and absorption were both used with the thermal resistance capacity. The connector role in the packages measured was played by air (in the case of two – layered package), polyurethane foam and three – dimensional knitted fabric with similar characteristics to polyurethane foam in respect of the mass per square metre and thickness. On the basis of the results obtained, a statistical model of the barrier was created and the changes in water vapour transport process described.

PL

W pracy autorzy skoncentrowali się na zbadaniu związków między konfiguracją materiałów takich, jak dzianiny o strukturze płaskiej i przestrzennej, a parametrami higienicznymi powstałych na ich bazie pakietów. Parametry te opisane są poprzez wartości przepuszczalności i absorpcji pary wodnej oraz oporu cieplnego. W roli konektorów oddzielających warstwy materiałowe zastosowano powietrze (w przypadku materiału dwuwarstwowego), recyklingową piankę poliuretanową oraz dzianinę dystansową o masie powierzchniowej i grubości najbardziej zbliżonej do materiału piankowego. Doboru materiałów, będących elementami konstrukcyjnymi pakietów, dokonano na podstawie wcześniejszych prac badawczych nad stworzeniem wewnętrznej bazy materiałów o wysokich właściwościach higienicznych, umożliwiających opracowanie innowacyjnych układów materiałowych przeznaczonych do konstruowania obuwia o podwyższonych walorach higienicznych. Na podstawie uzyskanych wyników badań przepuszczalności pary wodnej stworzono statystyczny model bariery tekstylnej i tworzywowej, a także przeanalizowano zachodzące zmiany jakościowe w procesie transportu pary wodnej. Dodatkowo – zbadano wpływ barier na wartości zastępczego oporu cieplnego dla układów materiałowych. W obu przypadkach – zarówno w odniesieniu do przepuszczalności pary wodnej, jak i uzyskanych wartości oporu cieplnego – stwierdzono różnice istotne statystycznie. W przypadku przepuszczalności pary wodnej, dla zadanego układu materiał – bariera – materiał zaproponowano również model regresyjny. Zaobserwowano spadek dopasowania modelu regresji wraz ze wzrostem ilości i jakości zastosowanej bariery. Świadczy to o wysokiej wrażliwości zjawiska dyfuzyjności na parametry strukturalne zastosowanych barier. Zaproponowane rozwiązanie stanowi obraz możliwych udoskonaleń na etapie projektowania i wytwarzania obuwia o podwyższonych właściwościach higienicznych.

3

Naprężenia w warstwowej konstrukcji zespolonej z materiałów o różnej rozszerzalności termicznej

Marcinkowski J.

Materiały Budowlane

|

2018

|

nr 4

107--109

PL

W warstwowych konstrukcjach zespolonych mogą pojawić się duże naprężenia wywołane zmianą temperatury nie tylko wtedy, gdy konstruktorzy nie zadbali o swobodę deformacji całej konstrukcji czy jej fragmentu. Bardzo duże naprężenia mogą wystąpić także wtedy, gdy poszczególne elementy konstrukcji lub ich części zostały wykonane z materiałów o różnym współczynniku liniowej rozszerzalności termicznej. Taki przypadek został zaprezentowany w artykule. Wyprowadzono wzory analityczne na naprężenia i przemieszczenia wywołane zmianą temperatury w dwuwarstwowym pręcie zespolonym wykonanym z materiałów o różnym współczynniku liniowej rozszerzalności termicznej. Poprawność wyprowadzonych wzorów analitycznych zweryfikowano na wybranych przykładach za pomocą symulacji numerycznych. Wykazano, że zmiana temperatury może doprowadzić do znacznego zwiększenia naprężeń w obu warstwach elementu zespolonego.

EN

Significant stresses evoked by the temperature change can appear in layered, composite constructional members not only in cases when the designers have forgotten to ensure the freedom of deformations of the whole structure or its segment. Comparatively large stresses can appear also when particular structural members or their parts were fabricated from materials of different coefficients of thermal expansion. Such a case is presented in this paper. Analytical formulae on stresses and displacements evoked by the temperature change in two layered, composite rod fabricated from materials of different coefficients of thermal expansion is presented. Correctness of the derived formulae has been verified on the chosen examples by means of numerical simulations. It has been revealed that in some circumstances a temperature change can lead to the significant increase of stresses in both layers of the composite, structural member.

4

Modelowanie zachowania pianobetonu w konstrukcjach warstwowych współpracujących z podłożem gruntowym

Fedorowicz L., Kadela M., Bednarski Ł.

Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Technicznej w Katowicach

|

2014

|

nr 6

73-81

PL

Wdrażanie nowych propozycji materiałowych w budownictwie sprzęgnięte jest nie tylko z badaniami laboratoryjnymi oraz badaniami in situ, ale także z postępowaniem obliczeniowym, uściślającym w wielu przypadkach podejścia już stosowane. W artykule przedstawiono: problemy oraz konsekwencje stosowania różnych podejść do tworzenia numerycznych modeli obliczeniowych konstrukcji warstwowych, współpracujących z podłożem gruntowym, przy równoczesnym wprowadzeniu do układu warstwy pianobetonu o parametrach określanych laboratoryjnie. O wzroście zainteresowania pianobetonem, jako materiałem o wielu interesujących cechach (wytrzymałościowych, termicznych i akustycznych) świadczyć mogą najnowsze badania, do których m.in. odwołujemy się w artykule. W pracy przedstawiono przykładowe wyniki analiz pokazujących walory termiczne układów zawierających warstwy pianobetonu, a także wyniki numerycznej oceny roli podbudowy z pianobetonu w ograniczaniu deformacji konstrukcji drogowej na podłożu o warstwach słabonośnych.

EN

Application of the lightweight concrete for dwelling houses as well as subbase of the secondary rods and parking gives very promising prospect. Computation analyses for systems layered structure – subsoil should be based on elements of the mechanics, as well as on the results of experiments. In the paper some approach, based on numerical “support” for exploration of the optimal design solution if a new construction or insulating material to the process of a building designing is presented. As the material introduced experimentally the foamed concrete was adopted. Practical application of the approach requires detailed research in the following area: - thermal parameters of the tested lightweight materials; - strength parameters necessary to calculate scalar parameter of material degradation - numerical and in-situ results correlation.

5

Stochastyczne drgania belki sandwiczowej wywołane obciążeniem ruchomym: Analiza korelacyjna

Misiurek K., Śniady P.

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

|

2014

|

z. 61, nr 2

119--130

PL

W pracy rozpatrywane są stochastyczne drgania belki sandwiczowej swobodnie podpartej wywołane stochastyczną siłą poruszającą się ze stałą prędkością. Korzystając z podstawowych technik analitycznych przeprowadzono analizę korelacyjną dla stochastycznych drgań belki. Przedstawiono dla wariancji rozwiązanie częściowo w formie zamkniętej. Rezultatem pracy jest zaprezentowanie wpływu prędkości z jaką porusza się siła na losową charakterystykę drgań, m.in. wariancji przemieszczeń pionowych i obrotu belki sandwiczowej. Wyprowadzono również zależność na dynamiczny współczynnik dla obciążeń stochastycznych.

6

Modelowanie numeryczne konstrukcji warstwowych w świetle badań laboratoryjnych i badań in situ

Bartoszek M., Fedorowicz L., Kadela M.

Modelowanie Inżynierskie

|

2012

|

T. 12, nr 43

15-26

PL

Wykonano serię pomiarów in situ odkształceń na różnych głębokościach konstrukcji, pozyskując przy okazji profile temperatur w trzy warstwowej konstrukcji drogowej. Pomiary pozyskano na etapie budowy drogi dla dwóch warstw oraz po położeniu ostatniej trzeciej warstwy. Podjęto próbę oszacowania parametrów cieplnych warstw konstrukcji drogowej na podstawie pozyskanych pomiarów. Przeprowadzono serię analiz odwrotnych oraz symulacji bezpośrednich dla zbadania możliwości szacowania niektórych niewiadomych parametrów cieplnych warstw konstrukcji drogi. Wskazano problemy związane z wykorzystaniem pozyskanych danych pomiarowych do sformułowania oraz rozwiązaniem zadania odwrotnego.

EN

Good description of reality requires appropriate junction of theory, laboratory and in-situ experiments in the created numerical model. This paper describes efforts of utilisation of the experimental results to cover lack of thermal conductivities for layered structures having contact with ground and thus to solve problems with numerical model calibration. Thermal conductivity of the road structure layers and ground supporting engineering structures (both road and buildings) are not the main concern of the engineers and therefore appropriate laboratory test are not popular neither widely published. Authors have collected series of in-situ measurements of the temperature profiles on the experimental two- and three-layered road structure. Those measurements become basis for numerical efforts focused on possibility to utilise in-situ temperatures for thermal parameters evaluation in the inverse heat transfer analysis. Results, conclusionsand suggestions arising from the tests are being presented here.

7

Application of hybrid stress FEM model in analysis of layered structures

Gołaś J.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2001

|

Vol. 23, nr 1-2

43--57

PL

Przedstawiono zastosowania programu numerycznego opracowanego przez GOŁASIA [9] do analiz statycznych grubych konstrukcji warstwowych pracujących w płaskim stanie odkształcenia. W algorytmach rozwiązań wykorzystano hybrydowy model naprężeniowy MES oparty na zmodyfikowanym funkcjonale wariacyjnym Reissnera [2], [3]. Analizowano stany przemieszczeń i naprężeń we wzmocnionym warstwowo podłożu pod fundamentem bezpośrednim oraz w tarczy zawierającej inkluzje.

EN

Applications of numerical program, developed by GOLAS [9] for the analysis of thick, layered structures in the state of pianę strain arę presented. In solution algorithms, advantage is taken of the hybrid stress FEM model based on the modified Reissner [2], [3] variational functional. Stress and displacement states arę analysed in subsoil under a slab foundation, layer-wise reinforced, and in a plate containing inclusions.

8

Optymalizacja wielokryterialna trójwarstwowej płyty z rdzeniem trapezowym

Kasperska R., Ostwald M.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

1998

|

z. 6

163-168

PL

W pracy przedstawiono dwukryterialną optymalizację trójwarstwo-wej płyty z rdzeniem wykonanym z blachy trapezowej. Kryteriami optymalizacyjnymi są masa i ugięcia środka płyty. Zadanie posiada 15 warunków ograniczających, w tym warunki stateczności globalnej i lokalnej oraz warunki wytrzymałościowe. Zadanie rozwiązano wykorzystując koncepcję optimum w sensie Pareto. Wyniki obliczeń zawierają zbiór rozwiązań kompromisowych i rozwiązanie preferowane. Rezultaty obliczeń przedstawiono w postaci tabeli i wykresów.

EN

In the paper bicriterial optimization of sandwich plate with trapezoidal rolled sheet is presented. Minimal weight and deflection are taken as cost functions. Problem encloses 15 constraints, in it global and local stability conditions and strenght conditions. With the help of Pareto concept of optimality the set of compromise solutions and the preferences solution were obtained. Results of numerical calculations are presented in the form of table and diagrams.