Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Surrogate-based optimization of the layup of a laminated composite wind turbine blade for an improved power coefficient

Dellaroza Danilo Gomes, Tavares da Silva Claudio, Luersen Marco Antonio

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2022

|

Vol. 60 nr 3

395--407

EN

Most wind turbine blades are made of laminated composite materials. The mechanical prop- erties of the material and the layup orientation influence the blade stiffness and, therefore, turbine performance. The bend-twist coupling effect, a consequence of the stacking sequence, can be used for passive control of the pitch angle, which in turn can improve the turbine performance. In this work, a surrogate-based optimization strategy which uses finite element simulation and radial basis functions is employed to optimize the stacking sequence of the blade laminate of a small wind turbine, aiming to improve the power coefficient.

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

An equivalent single layer shear deformation plate theory with superposed shape functions for laminated composite plates

Aydogdu M.

Archives of Mechanics

|

2019

|

Vol. 71, nr 3

239--262

EN

A single layer shear deformation plate theory with superposed shape functions for laminated composite plates has been proposed. Some of the previously developed, five degrees of freedom shear deformation theories, including parabolic [1], hyperbolic [2], exponential [3] and trigonometric [4] plate theories have been superposed by applying different theories in the different in- plane directions of the composite plate. Statics and dynamics of composite plate problems have been investigated. It was obtained that using different shape functions in the different in-plane directions may decrease the percentage error of stress and deflection. Present hyperbolic-exponential and parabolic-exponential theories predict stiffer properties (give lower bending and stress values, and higher frequency, and buckling loads when compared to the 3-D elasticity). Some improvements were determined for y-z component of the transverse shear stress using hyperbolic-exponential and parabolic-exponential theories for symmetric cross-ply composite plates when compared to available single shape function plate models. Global behaviours (vibration frequency and critical buckling loads) are predicted within %5 accuracy similar to plate theories with single shape functions.

4

The influence of excitation frequency on the effectiveness of vibrothermographic testing

Pieczonka Ł.

Diagnostyka

|

2014

|

Vol. 15, No. 4

47--51

EN

The paper investigates the influence of excitation frequency on the effectiveness of vibrothermographic testing. Vibrothermography is a nondestructive testing method that monitors heat produced by damage under vibrational excitation in order to evaluate the structural health. Layered carbon fiber reinforced polymer plate with polytetrafluoroethylene (PTFE) insert, simulating delamination, was analyzed for a range of excitation frequencies. It was found that some of the frequencies generate much higher thermal response from the simulated delamination and should be therefore preferable for vibrothermographic testing. The paper contains the description of the experimental procedure together with presentation and discussion of the results.

PL

W artykule przeanalizowano eksperymentalnie wpływ częstotliwości wymuszenia na wyniki pomiarów metodą wibrotermografii. Wibrotermografia jest metodą badań nieniszczących która bazuje na pomiarze zmian temperatury pod wpływem wymuszenia drganiowego w celu wykrycia uszkodzeń w badanym materiale. W niniejszej pracy analizie poddano warstwową płytę kompozytową zbrojoną włóknem węglowym w której zasymulowano uszkodzenie w postaci delaminacji. Uszkodzenie zasymulowano przez umieszczenie w płycie wkładki z politetrafluoroetylenu (PTFE). Płytę poddano wymuszeniu drganiowemu w pewnym zakresie częstotliwości i zaobserwowano iż pewne częstotliwości generują znacznie wyższą odpowiedź termiczną w uszkodzonym obszarze płyty niż inne i są przez to preferowane w badaniach wibrotermograficznych. Artykuł zawiera szczegółowy opis metody pomiarowej oraz przeprowadzonych badań eksperymentalnych.

5

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.

6

On the probabilistic analogy between homogenized and tolerance models of two-constituent microperiodic isotropic laminated composites

Łacińska L., Wierzbicki E.

Prace Naukowe Instytutu Matematyki i Informatyki Politechniki Częstochowskiej

|

2006

|

Vol. 5, nr 1

71-82

EN

In the note an interrelation between tolerance and homogenized effective moduli for two-constituent elastic microperiodic composite are examined. It is shown that, in the case in which constituents are isotropic, effective modulae are identical. The proof is based on the probabilistic analogy formulated for both kinds of modulae.