Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Tribological properties of piston rings designed for sliding against composite materials in lubricated contacts

Posmyk Andrzej

Tribologia

|

2023

|

nr 3

53--61

EN

The paper presents basic information on the production, structure and tribological properties of a composite chromium-ceramic coating deposited electrolytically on a cast-iron piston ring for a combustion engine designed for sliding against a composite cylinder liner. The results of comparative tests of two contacts, i.e. cast-iron GJL-250/AlMC and GJL250+Cr-Al2O3/AlMC, are described. The deposition of the Cr- Al2O3 coating on the cast-iron piston ring reduces almost trifold the wear of the piston ring and about 20% the friction resistance in the contact due to the presence of aluminium oxide particles and fibres. The reinforcing phase removed from the chromium layer polishes the chromium and composite sliding surfaces. The places left by the removed particles serve as depots for oil, which reduces the friction forces and minimises oil consumption. The Al2O3 wear debris decreases the roughness of the surfaces in contact, which additionally reduces the friction forces according to the friction hypothesis of Ernst and Merchant.

PL

W artykule opisano podstawy wytwarzania, budowę i właściwości tribologiczne kompozytowej powłoki chromowo-ceramicznej naniesionej elektrolitycznie na żeliwny pierścień tłokowy silnika spalinowego przeznaczony do współpracy z kompozytową tuleją cylindrową. Opisano wyniki badań porównawczych dwóch skojarzeń, tj. żeliwa GJL-250/AlMC i GJL-250+Cr- Al2O3/AlMC. Naniesienie powłoki Cr- Al2O3 na pierścień żeliwny zmniejsza ponad trzykrotnie zużycie pierścienia i około 20% opory tarcia skojarzenia dzięki obecności cząstek i włókien tlenku aluminium. Usunięta z chromu faza zbrojąca działa polerująco na współpracujące powierzchnie chromu i kompozytu. Miejsca po usuniętych cząstkach służą do gromadzenia oleju, co zmniejsza siły tarcia i zużycie oleju. Produkty zużycia Al2O3 zmniejszają chropowatość współpracujących powierzchni, co dodatkowo zmniejsza siły tarcia zgonie z hipotezą tarcia Ernsta i Merchanta.

2

Selection of materials for repairing punctures of metal skin of semi-monocoque structures using composite patches

Godzimirski Jan, Rośkowicz Marek, Barca Iga

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2023

|

nr 2

19--32

EN

For repairing punctures of skin of semi-monocoque structures under field conditions, simple methods are sought to guarantee the reliability of the repaired structure. Therefore, adhesive joints and composite materials are being increasingly used in repairs. During repairs using adhesion, an important aspect that affects the quality of the joint is the selection of the adhesive and the quality of surface preparation of the parts to be joined. This is necessary to get the right bond strength and durability of the joint in working environments characterized by extreme temperatures and exposure to chemicals and moisture. The purpose of the study was to select an adhesive with good strength properties for bonding AW2024T3 aluminum sheets to carbon and glass composites, and to analyze the effect of metal surface preparation on the strength of adhesive joints (grinding, sandblasting and chemical surface preparation). The tests were carried out on overlap (metal-composite) specimens. For selected adhesives, strength tests were also carried out on specimens replicating the repaired damage with a diameter of 20 mm of metal skin repaired by different methods, including composite patches and adhesive joints. The specimens were loaded in tension and loss of stability. The tests made it possible to determine the requirements for composite patches used for repairing upper and lower airframe wing skins.

PL

Do napraw przebić pokryć konstrukcji półskorupowych w warunkach polowych, poszukuje się prostych metod, które zagwarantują niezawodność naprawianej struktury. Dlatego coraz częściej w naprawach wykorzystuje się połączenia adhezyjne i materiały kompozytowe. Podczas napraw z zastosowaniem klejenia ważnym aspektem, który wpływa na jakość połączenia, jest dobór odpowiedniego kleju oraz jakość przygotowania powierzchni klejonych elementów. Jest to niezbędne do uzyskania odpowiedniej siły wiązania i trwałości połączenia w środowisku pracy, które cechują ekstremalne temperatury oraz narażenie na działanie chemikaliów i wilgoci. Celem badań był dobór kleju o dobrych właściwościach wytrzymałościowych do łączenia blach AW2024T3 z kompozytami węglowymi i szklanymi oraz analiza wpływu przygotowania powierzchni metalowych na wytrzymałość połączeń adhezyjnych (szlifowanie, piaskowanie i chemiczne przygotowanie powierzchni). Badania przeprowadzono na próbkach zakładkowych (metalowo-kompozytowych). Dla wybranych klejów wykonano również badania wytrzymałościowe próbek imitujących naprawione uszkodzenie o średnicy 20 mm pokrycia metalowego naprawianego różnymi metodami, w tym z zastosowaniem łat kompozytowych i połączeń adhezyjnych. Próbki obciążano na rozciąganie i utratę stateczności. Przeprowadzone badania pozwoliły określić wymagania dotyczące łat kompozytowych stosowanych do napraw górnych i dolnych pokryć skrzydeł płatowców.

3

Możliwości wykorzystania gazociągów kompozytowych w rozbudowie gazowej sieci dystrybucyjnej

Kuczyński Szymon, Łaciak Mariusz, Spyra Czesław, Szurlej Adam, Wnęk Przemysław

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 6

594--599

PL

Krajowy rynek gazu ziemnego należy do jednego z najszybciej rozwijających się w krajach UE. Światowe doświadczenia w zakresie zastosowania materiałów kompozytowych do budowy sieci gazociągowej oraz wyniki eksperymentalne z testów wykonanych na gazociągu z materiałów kompozytowych wskazują na możliwość zastosowania nowych materiałów w krajowym gazownictwie, zwłaszcza w obszarze dystrybucji gazu. Nowe materiały i nowe technologie wydają się być pomocne dla realizacji planów związanych zarówno z rozbudową gazowych sieci, jak i ich modernizacją.

EN

An exptl. gas pipeline made of a system of fiber-reinforced thermoplastic pipes was tested. Field tests were carried out in the operating facility of Polska Spółka Gazownictwa for 3 months. In real conditions, the continuous flow of natural gas was characterized by variable pressure and flow rate. Measurements of pressure, temp. and gas flow in the exptl. gas pipeline were carried out. The tested composite gas pipeline did not show any damage throughout the test period. There were no signs of material wear on its outer layer. No deformations, cracks, micro-cracks and bulges indicative of material defects were found.

4

Application of Terahertz Radiation in Non-Destructive Testing of Military-Designated Composite Materials

Strąg Martyna, Świderski Waldemar

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2023

|

Vol. 14, Nr 4 (54)

91--102

EN

The non-destructive testing methods (NDT) are gaining significant attention due to their ability to monitor the objects structure without causing their damage. In recent years, studies focused on NDT have been directed towards imaging with the use of the terahertz (THz) waves. The presented study describes terahertz imaging-based NDT method and testing results on selected military-designated materials with intentionally introduced defects. The main aim of the work was to clearly detect various discontinuities in materials interior and thus, to show the possibilities of the newly developed terahertz-based testing method in transmission mode. The results confirmed high applicability of THz waves for monitoring various materials where each implemented flaw was easily distinguished. Therefore, the presented method looks promising for real applications in everyday practice.

PL

W prezentowanej pracy opisano zastosowanie metody obrazowania nieniszczącego przy wykorzystaniu promieniowania terahercowego. Badaniom poddano wybrane grupy materiałów kompozytowych znajdujących zastosowanie w wojsku, które miały celowo wprowadzone defekty. Głównym celem pracy było wyraźne wykrycie różnych nieciągłości we wnętrzu materiałów kompozytowych, a tym samym pokazanie możliwości nowo opracowanej metody testowania opartej na zastosowaniu promieniowania terahercowego w trybie transmisyjnym. Metoda terahercowa w trybie transmisyjnym, gdzie generator promieniowania i detektor znajdowały się po przeciwnej stronie próbki. W wyniku badań wykryte zostały wszystkie defekty celowo wprowadzone do analizowanych materiałów kompozytowych, wśród których wyróżniono: kompozyty wzmocnione włóknem aramidowym, gazogenerator, wkład do kamizelki kuloodpornej. W ramach tej pracy przedstawiono przykłady efektywnego wykorzystania promieniowania terahercowego jako metody badań nieniszczących oraz potencjalne zastosowanie w monitorowaniu materiałów o przeznaczeniu wojskowym. Wyniki dowiodły, że metoda terahercowa jest w stanie wykryć wady ukryte w kompozytach wzmocnionych włóknami aramidowymi, gazogeneratorze i wkładzie do kamizelki kuloodpornej. Wyniki przedstawione w postaci zdjęć cechowała wyższa jakość w odniesieniu do danych literaturowych.

5

Zastosowanie wzmocnień kompozytowych w istniejących konstrukcjach

Drobiec Łukasz, Biernacki Jan

Izolacje

|

2023

|

T. 28, nr 9

48, 50--52

PL

W artykule omówiono praktyczne wykorzystanie materiałów kompozytowych współcześnie stosowanych przy wzmacnianiu istniejących konstrukcji. Zaprezentowano przekrój możliwych zastosowań i objaśniono słuszność i zasady ich doboru. W publikacji można też odnaleźć informacje na temat optymalnych sposobów stosowania wzmocnień zależności od konstrukcji wymagającej wzmocnienia.

EN

The article discusses the practical use of composite materials currently employed in strengthening existing structures. It presents an overview of possible applications and explains the rationale and principles for their selection. The publication also provides information on optimal methods for applying reinforcements, depending on the structure in need of strengthening.

6

Influence of surface-modified nanoclay on the flexural strength of unsaturated polyester resin

Stępka Dominik

Inżynieria Materiałowa

|

2023

|

Vol. 44, nr 5

5--10

EN

This study delves into the influence of surface-modified nanoclay on the flexural strength of Unsaturated Polyester Resins (UPRs). UPRs, known for their robust mechanical properties, find extensive applications across various industries. With the aim of further enhancing these properties, nanofillers, specifically surface-modified nanoclay, were incorporated into the resin matrix. Our research revealed a significant improvement in flexural strength with an optimal nanoclay addition of 0.1% by weight. However, the morphological analysis identified the presence of nanoclay agglomerates, indicating potential areas for optimization in the dispersion process. The findings present a promising direction for developing advanced UPR-based materials, emphasizing the pivotal role of nanofillers in achieving superior mechanical performance.

PL

Analizowano wpływ nanoglinki o modyfikowanej powierzchni na wytrzymałość na zginanie nienasyconych żywic poliestrowych (UPR). UPR, znane ze swoich solidnych właściwości mechanicznych, znajdują szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. W celu dalszej poprawy tych właściwości do matrycy żywicznej wprowadzono nanonapełniacz, a dokładnie nanoglinkę z modyfikowaną powierzchnią. Badania wykazały znaczną poprawę wytrzymałości na zginanie przy optymalnym dodatku nanoglinki w ilości 0,1% mas. Analiza morfologiczna wykazała obecność aglomeratów nanoglinki, wskazując potencjalne obszary optymalizacji w procesie dyspersji. Odkrycia wyznaczają obiecujący kierunek rozwoju zaawansowanych materiałów na bazie UPR, podkreślając kluczową rolę nanonapełniaczy w osiąganiu doskonałych parametrów mechanicznych.

7

Numerical failure analysis of laminated beams using a refined finite element model

Layachi Maroua, Khechai Abdelhak, Ghrieb Abderrahmane, Layachi Safa

Advances in Materials Science

|

2023

|

Vol. 23, nr 1(75)

32--57

EN

In the present investigation, laminated composite beams subjected to a bending static loading are studied in order to determine their failure mechanisms and the first ply failure (FPF) load. The FPF analysis is performed using a refined rectangular plate element. The present element is formulated based on the classical lamination theory (CLT) to calculate the in-plane stresses. To achieve this goal, several failure criterions, including Tsai-Wu, Tsai-Hill, Hashin, and Maximum Stress criteria, are used to predict failure mechanisms. These criterions are implemented within the finite element code to predict the different failure damages and responses of laminated beams from the initial loading to the final failure. The numerical results obtained using the present element compare favorably with those given by the analytic approaches. It is observed that the numerical results are very close to the analytical results, which demonstrates the accuracy of the present element. Finally, several parameters, such as fiber orientations, stacking sequences, and boundary conditions, are considered to determine and understand their effects on the strength of these laminated beams.

8

Carbon fiber reinforced polymer and tensegrity structures in search of model architectural and engineering solutions

Franta Anna, Zając Dawid

Technical Transactions

|

2022

|

Vol. 119, iss. 1

art. no. e2022013

EN

The current era of nanomaterials brings advancements in science and technology. This creates new solutions and possibilities in the creation of novel spatial structures. This study leads through the presentation of iconic architectural objects created with the use of high strength composite materials and tensegrity structure. Then presents the design process, numerical simulations of the three-way tensegrity grid prototype module. Static stress simulations were done within the simulation engine of the Fusion 360 software. Moreover, 1:1 scale prototype was developed. It could be used as a modular construction slab of a novel architectural design. One of the key characteristic features of high strength composite materials, high strength-to-weight ratio, combined with tensegrity structures allows to develop lightweight and hence very durable spatial structures. This gives tensegrity structures a very low dead load value as compared to traditional reinforced concrete structures. Thanks to the application of high strength and hence lightweight materials, the dead load of the prototype is only 0,18 kN/m².

9

Turbofan Engines Efficiency, Historical Trends, and Future Prediction: A Review

Kuropatwa Michał, Wegrzyn Nicolas, Kozuba Jarosław

Safety & Defense

|

2022

|

2

82--90

EN

Technological development in the aviation business is usually dictated by diverse safety, economic, environmental, and social goals set by governments, regulatory agencies, and the market. Recently, a rapidly increasing interest in making air transportation climate neutral has been observed. The objective of this study is to analyze the historical trends of aircraft engine fuel efficiency, identify parameters affecting engine efficiency and initiate a discussion about future technology development needed to meet the expectations. The commercial turbofan engines test data comparison is provided in this study, followed by a theoretical assessment. The presented test data trends show a clear correlation between specific fuel consumption decrease and engine parameters like bypass ratio and overall pressure ratio increase, which is confirmed by theoretical assessment. Based on performed analysis results, a bypass ratio increase was indicated as the one potential path to reduce aircraft engine fuel consumption. Bypass ratio improvement could be achieved by fan diameter increase and rotation speed reduction in the case of turbofan engine architecture. A larger fan rotor requires a high torque drive and significantly increases engine weight which could be compensated by the lightweight design of the engine components, e.g., by applying composite materials.

10

Selected issues from the analysis of composite vehicle bodies

Gołębiewski Łukasz, Żach Piotr

Journal of civil engineering and transport

|

2022

|

Vol. 4, No. 4

9--20

EN

Issues related to designing support frames and bodies for electric delivery vehicles (eVans) are the topic discussed by engineers around the world. Design processes are based on classic solution models which use structural steel profiles. Directions for development include the production of highly tensile steel frames with increased strength parameters. The authors of the article designed and constructed a prototype polymer body for a delivery vehicle. They conducted detailed multi-variant numerical analyses on the prototype and preliminary experimental tests. The obtainedresults clearly confirmed the correctness of the formulated thesis about the possibility of designing bodies made of structural plastics dedicated to electric vehicles. For a static-loaded parts of structure uniform stress distribution without concentration, with maximum stress value of 25 MPa was achived. For parts of structure carrying dynamic loads shape-derived stress concentration is inevitable. Nevertheless, the stress level of 96 MPa is within the limits of strength, due to the velocity-dependent material properties.

PL

Problematyka projektowania ram nośnych i zabudów pojazdów dostawczych elektrycznych typu eVan jest przedmiotem opracowań dyskusji środowiska inżynierskiego na całym świecie. Procesy projektowania bazują na klasycznych modelach rozwiązań wykorzystujących profile ze stali konstrukcyjnej. Kierunki rozwoju obejmują wytwarzanie ram wysoko wytężonych ze stali o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych. Autorzy artykułu zaprojektowani i wykonali polimerową prototypową zabudowę pojazdu dostawczego. Przeprowadzili szczegółowe analizy numeryczne na prototypie oraz wstępne badania doświadczalne. Uzyskane wyniki jednoznacznie potwierdziły słuszność sformułowanej tezy o możliwości zaprojektowania zabudów dedykowanychpojazdom elektrycznym z tworzyw konstrukcyjnych.

11

Recykling wyrobów kompozytowych w energetyce

Brzeziński Henryk, Zawadzka Ewa

Inżynieria Elektryczna

|

2022

|

nr 9

24--25

PL

Wyroby ze wzmacnianych żywic epoksydowych są masowo stosowane w przemyśle elektrotechnicznym (energoelektrycznym) ze względu na ich niezawodność i dobre parametry użytkowe. Takie materiały to chemo- i termoutwardzalne żywice organiczne (epoksydowe, poliestrowe, poliuretanowe i in.) wypełnione w znacznym stopniu mączkami lub piaskami kwarcowymi (60–70% wag.) oraz włóknem szklanym ciągłym lub ciętym (do 90% wag.), a wyroby z nich produkowane to izolatory, ograniczniki, rury, pręty i maszty, ale też łopaty turbin elektrowni wiatrowych, skrzynki rozdzielnic, obudowy i profile. Taka powszechność wiąże się z dużą i stale przyrastającą ilością odpadów, które nie są biodegradowalne ani (dotychczas) recyklowane na szeroką skalę. Wtórne zagospodarowanie materiałów odpadowych pochodzących z różnych strumieni procesowych (odpad produkcyjny, produkt wadliwy, produkt zużyty) do produkcji wyrobów analogicznych do pierwotnych zmniejszyłoby obciążenie środowiska odpadami składowanymi, pozwoliło zmniejszyć ilość surowców nowo produkowanych i koszty zakupu poprzez zastąpienie ich części recyklatem. Prace prowadzone w dziedzinie technologii kompozytowych w Łukasiewicz – Instytucie Elektrotechniki od 2019 roku ukierunkowane są na recykling odpadów epoksydowych w rozumieniu gospodarki obiegu zamkniętego (GOZ).

12

Different techniques of repairing composite structures used in aircraft

Zeltiņa Sintija, Kleinhofs Martins, Chatys Irena

Composites Theory and Practice

|

2022

|

R. 22, nr 2

114--119

EN

The paper presents a fairly extensive review of the procedures and recommendations for checking the damaged repair area of various composite structures (such as sandwich or honeycomb structures) of airframe elements in military and civil airplanes (especially Boeing and Airbus airplanes and sailplanes). The presented requirements for the inspection and assessment of damage (e.g. delamination in layers or in the honeycomb, internal delamination in the laminate, and damaged fibers) should not exceed the permissible damage limits (PDL). The repair requirements (to ensure the continuing airworthiness of the structure) are largely dependent on the classification of the structure under consideration. In these analyses, a fairly important function is performed by non-destructive methods (such as ultrasonic bond testing or using eddy currents), thus assessing the degree of damage and the ongoing maintenance process.

PL

Praca przedstawia dość obszerny przegląd procedur i zaleceń sprawdzenia uszkodzonego obszaru napraw różnych struktur kompozytowych (jak warstwowych czy o strukturze plastra miodu typu „sandwich”) elementów płatowca, w samolotach wojskowych i cywilnych (szczególnie samolotów firmy Boeing i Airbus oraz szybowców). Przedstawione wymogi kontroli i oceny uszkodzeń (np. delaminacji w warstwach czy w plastrze miodu, wewnętrznych rozwarstwień w laminacie oraz uszkodzonych włókien) nie powinny przekraczać dopuszczalnych limitów uszkodzeń (PDL). Wymagania dotyczące napraw (aby zapewnić ciągłą zdatność konstrukcji do lotu) są w znacznym stopniu uzależnione od klasyfikacji rozpatrywanej konstrukcji. W tych analizach dość ważną funkcję spełniają metody nieniszczące (jak testowanie ultradźwiękowego testera wiązania czy prądy wirowe), oceniając w ten sposób stopień uszkodzenia i bieżący proces obsługi technicznej.

13

Experimental investigations and finite element modelling of a suggested prosthetic foot

Jweeg M.J., Hassan A.K., Almudhaffa M.M.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2022

|

Vol. 115, nr 1

21--33

EN

Purpose: To design and manufacture a dynamic cheap prosthetic foot compatible with amputees' requirements by introducing a natural fibre called kenaf (scientific name Hibiscus cannabinus L). Design/methodology/approach: In two cases, four suggested designs were analysed using the finite elements method (FEM) with a commercial ANSYS R1 program. The first case was a heel strike. The second was toe-off by subjecting force equal to 70 kg for both cases to select the optimal design. Findings: The foot found the tensile strength, flexural strength, impact stress, and fatigue test according to ISO 10328 standards successfully. Research limitations/implications: The selected design was analysed again using the ANSYS R1 program for weights 60, 70, and 80 kg for two sequences, one containing kenaf, to study how such additive could affect the mechanical properties and estimate the proper quality weight of the foot. The winner's design was then produced and tested in a fatigue foot tester according to ISO 10328 standards. Practical implications: The results showed that the sequence containing the natural fibres kanaf material improved the deformation by 20% for both cases (from 7.47 to 8.92 mm for the heel strike case for a weight of 80 kg for the sequence without and with kanaf, respectively), and the damping ratio increased by 50% (0. 188 and 0.273 for the sequence without and with kenaf, respectively), which means an increase in the stored energy and higher stability. Also, the mechanical properties like maximum tensile strength, flexural strength, impact stress, and natural frequency were modified. Originality/value: This paper develops an analytical and practical study to design and produce a dynamic cheap prosthetic foot made from natural fibres, which are characterized as renewable, cheap, recyclable, and environmentally friendly materials with good mechanical properties. Authors believe it is the first time to use natural kenaf fibres in the prosthetic foot manufacturing field.

14

Shape and packing effects in particulate composites: micromechanical modelling and numerical verification

Majewski Michał, Wichrowski Michał, Hołobut Paweł, Kowalczyk-Gajewska Katarzyna

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 2

art. no. e86, 1--22

EN

The aim of this study is to analyse the joint effect of reinforcement shape and packing on the effective behaviour of particulate composites. The proposed semi-analytical modelling method combines the Replacement Mori-Tanaka scheme, by means of which the concentration tensors for non-ellipsoidal inhomogeneities are found numerically, and the analytical morphologically representative pattern approac to account for particle packing. Five shapes of inhomogeneities are selected for the analysis: a sphere, a prolate ellipsoid, a sphere with cavities, an oblate spheroid with a cavity as well as an in homogeneity created by three prolate spheroids crossing at right angles. Semi-analytical estimates are compared with the results of numerical simulations performed using the finite element method and with the outcomes of classical mean-field models based on the Eshelby solution, e.g. the Mori–Tanaka model or the self-consistent scheme.

15

Smarowanie MQL w obróbce skrawaniem aluminiowych materiałów kompozytowych

Karolczak Paweł

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2021

|

nr 11-12

23--37

PL

Materiały stosowane w budowie środków transportu, a szczególnie w lotnictwie, muszą wykazywać się zwiększonymi właściwościami, głównie wytrzymałościowymi, w stosunku do materiałów stosowanych w produkcji innych części maszyn. Współczynniki bezpieczeństwa w przypadku takich urządzeń są bardzo wyśrubowane.

EN

Materials used in the construction of means of transport, and especially in aviation, must offer increased properties, mainly strength, in relation to materials used in the manufacture of other parts of machinery. The safety factors for such devices are very high.

16

Modeling and analysis of the stress-strain state of robotic systems

Khayrnasov Kamil

Przegląd Elektrotechniczny

|

2021

|

R. 97, nr 8

66--69

EN

The paper considers the methodology for modeling and analyzing the performance of a robotic system: multi-stage semi-natural simulation stand designed to simulate the flight characteristics of guidance systems in ground conditions. The results of the calculation showed that the use of a composite material gives advantages over the traditionally used materials for the manufacture of such stands: magnesium alloys, due to the high specific strength of the composite material.

PL

W artykule rozważono metodykę modelowania i analizy działania systemu robotycznego: wieloetapowe półnaturalne stanowisko symulacyjne przeznaczone do symulacji charakterystyk lotu systemów naprowadzania w warunkach naziemnych. Wyniki obliczeń wykazały, że zastosowanie materiału kompozytowego daje przewagę nad tradycyjnie stosowanymi materiałami do produkcji takich stojaków: stopami magnezu, ze względu na wysoką wytrzymałość właściwą materiału kompozytowego.

17

Projekt remontu i poszerzenia historycznego mostu im. J. Piłsudskiego przez Wisłę w Toruniu

Wąchalski Krzysztof

Mosty

|

2021

|

nr 1

50--57

PL

W artykule omówiony został projekt remontu mostu im. J. Piłsudskiego w Toruniu. Zastosowano m.in. innowacyjna konstrukcje oraz materiały kompozytowe, co pozwoliło na skrócenie czasu i kosztów remontu.

EN

The article discusses the design of the renovation of the J. Piłsudski bridge in Toruń. An innovative structure and composite materials were used, among others, which allowed to shorten the time and costs of the restoration.

18

Vibroacoustic analysis in the assessment of the technical condition of the aircraft airframe composite elements

Mokrzan Daniel, Milewicz Julia, Szymański Grzegorz M., Szrama Sławomir

Diagnostyka

|

2021

|

Vol. 22, No. 2

11--20

EN

The paper presents the method of assessment of the technical condition of the leading edge of the horizontal stabilizer of an F-16 Block C aircraft made from composite materials. The described method was an experimental measurement of the acoustic pressures generated by the technically operational element and the element with the distorted structural continuity and then a comparison of these pressures in the curves of time and frequency in order to assess how the damage impacts the parameters of the acoustic wave. The test was performed in a dual-channel system, the pressure was induced through impacts on the investigated element with an impact hammer and then, based on the measured induction parameters and the generated acoustic wave, the function of frequency response was calculated, based on which the authors assessed how the structural damage influenced the curve characteristics of the acoustic pressure in the domain of frequency. The described method may be used as an efficient method of non-destructive diagnostics of the airframe elements of an aircraft.

PL

Artykuł przedstawia metodę oceny stanu technicznego krawędzi natarcia statecznika poziomego statku powietrznego F-16 Block C wykonanej z materiałów kompozytowych. Opisywaną metodę stanowił eksperymentalny pomiar ciśnienia akustycznego emitowanego przez element sprawny technicznie oraz element z naruszoną ciągłością struktury, a następnie porównanie ich przebiegu w domenie czasu oraz częstotliwości celem ustalenia w jaki sposób uszkodzenia wpływają na parametry emitowanej fali akustycznej. Badanie dokonywane było dwukanałowo, ciśnienie akustyczne wzbudzane było za pomocą uderzeń w badany element za pomocą młotka modalnego, następnie na podstawie zmierzonych parametrów wzbudzania oraz wywołanego nim fali akustycznej obliczono funkcję odpowiedzi częstotliwości, na podstawie której określono jak uszkodzenie struktury wpływa na przebieg charakterystyki ciśnienia akustycznego w dziedzinie częstotliwości. Opisywana metoda może służyć za skuteczną metodę diagnostyki nieniszczącej elementów płatowca statku powietrznego.

19

Investigation of finite element (FE) modelling of composite materials: shell, solid and solid layered composite modelling – comparison of impact on simulation results

Gojny Katarzyna, Dacko Adam

Composites Theory and Practice

|

2021

|

R. 21, nr 1-2

29--39

EN

Composites materials have attracted a great deal of interest for use in various fields e.g. the transport industry, construction, sport equipment and even home applications. This is due to the excellent properties of composite materials such as their high strength/stiffness to mass ratio. Nowadays, finite element (FE) modelling allows investigation of the behaviour of composite materials subjected to loading before the production stage. This paper compares the available ways of FE modelling of composite materials: shell, solid shell and solid layered composite modelling in MSC Patran/Nastran software. The aim of this research work was a comparative analysis and determination of the influence of the applied modelling type on the simulation results. Numerous finite element analyses (FEAs) (tensile and bending) of different narrow plate (resembling a slender, beam-like structural member) structure models were performed, i.e. laminated beam and sandwich beam models, with different layups of layers. The obtained numerical results allow the authors to conclude that shell composite finite element modeling can be considered a practically optimal choice due to reduction of the modelling effort and time, as well as due to obtaining consistent simulation results, especially when having only the basic manufacturer’s set of material constants.

PL

Materiały kompozytowe cieszą się dużym zainteresowaniem w różnych dziedzinach, np. przemysł transportowy, budownictwo, sprzęt sportowy i nawet zastosowania domowe. Wynika to z doskonałych właściwości materiałów kompozytowych, takich jak wysoki stosunek wytrzymałości/sztywności do masy. Obecnie modelowanie metodą elementów skończonych (MES) pozwala na badanie zachowania się materiałów kompozytowych poddanych obciążeniu przed etapem produkcji. W artykule porównano dostępne sposoby modelowania MES materiałów kompozytowych: modelowanie powłokowe, bryłowe i bryłowo-warstwowe w oprogramowaniu MSC Patran/Nastran. Celem pracy badawczej była analiza porównawcza i określenie wpływu zastosowanego modelowania na wyniki symulacji. Przeprowadzono liczne analizy MES (zginanie i rozciąganie) dla różnych modeli wąskiej płyty (przypominającej smukły, belkowy element konstrukcyjny), tj. dla modelu materiału laminatu warstwowego oraz struktury przekładkowej, z różnymi układami warstw. Uzyskane wyniki numeryczne pozwalają stwierdzić, że modelowanie powłokowe materiałów kompozytowych jest praktycznie optymalnym wyborem ze względu na zmniejszenie nakładu pracy i czasu oraz uzyskanie spójnych wyników symulacji, zwłaszcza gdy dysponuje się tylko podstawowym zestawem stałych materiałowych producenta.

20

Improvement of the Mechanical Behavior of Composite Materials with Different Binders Based on Local Plant Fibers Alfa and Diss

Belkhir Zohra, Merzoud Mouloud

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2021

|

Vol. 31, no. 4

130--147

EN

Concerned about the environmental and economic impact, composite materials are increasingly used in the construction sector. Indeed, the use of plant fibers as reinforcement in construction materials have been the subject of several researches in recent years; the main motivation is the weight gain combined with high mechanical characteristics. The objective of this research concerns the study of the physicomechanical properties of composite materials with cement and clay matrices reinforced with Alfa and Diss fibers with dimensions ranging from 2 to 8 cm. This involves evaluating the performance of these materials according to the formulation, for a volume ratio (Alfa or Diss / Matrix fibers equal to 4), using dry fibers and pre-wetted fibers. The study of the mechanical properties showed a drop of the performance for both compression and bending strength compared to the reference material without adding fibers (cement or clay paste). It should be noted that the best mechanical performance is obtained for the case of composites materials with cementitious matrix with pre-wetted fibers. On the other hand, in the case of composites with clayey matrices, pre-wetting does not improve the mechanical characteristics. It is also noted that the best dimensions of fibers which improve the mechanical characteristics in bending are generally 6 cm for composites with a clay matrix and between 2 and 4 cm for cementitious composites. In all cases, the fibers in composite materials with cement or clay matrix create a bridging effect, making it possible to limit the progression of cracks during loading. This phenomenon gives to the various composite materials a ductile behavior.