Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Micro-macro model for prediction of local temperature distribution in heterogeneous and two-phase media

Furmański P., Seredyński M., Łapka P., Banaszek J.

Archives of Thermodynamics

|

2014

|

Vol. 35, no. 3

81--103

EN

Heat flow in heterogeneous media with complex microstructure follows tortuous path and therefore determination of temperature distribution in them is a challenging task. Two-scales, micro-macro model of heat conduction with phase change in such media was considered in the paper. A relation between temperature distribution on the microscopic level, i.e., on the level of details of microstructure, and the temperature distribution on the macroscopic level, i.e., on the level where the properties were homogenized and treated as effective, was derived. The expansion applied to this relation allowed to obtain its more simplified, approximate form corresponding to separation of micro- and macro-scales. Then the validity of this model was checked by performing calculations for 2D microstructure of a composite made of two constituents. The range of application of the proposed micro-macro model was considered in transient states of heat conduction both for the case when the phase change in the material is present and when it is absent. Variation of the effective thermal conductivity with time was considered and a criterion was found for which application of the considered model is justified.

2

Numerical simulation of temperature field in heterogeneous material with the XFEM

Yu T. T., Gong Z. W.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2013

|

Vol. 13, no. 2

199--208

EN

The purpose of this paper is to focus on modeling temperature field in heterogeneous materials. The heat conductivity is adopted as the basic parameter for calculation. The extended finite element method (XFEM) is applied for simulation of temperature field. For one element that contains no material interface, the temperature function will be degenerated into that of the conventional finite element. For the element containing material interfaces, the standard temperature based approximation is enriched by incorporating level-set-based enrichment functions which model the interfaces. For unsteady temperature field, the improved precise integration method is adopted for the solution of the ordinary differential equations. The mesh generation can be considerably simplified and high-quality meshes are obtained; meanwhile the solution of good precision and stability can be achieved.

3

Metoda identyfikacji w mechanice materiałów ciągliwych z uszkodzeniami

Nowak Z.

Prace Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN

|

2006

|

nr 5

3-213

PL

Mechanika materiałów niejednorodnych służy przewidywaniu ich właściwości makroskopowych na podstawie badania ich mikrostruktury i mechanizmów deformacji. Nowe metody badawcze dostarczają informacji o zachowaniu się materiałów w skali mikroskopowej i nanometrycznej. Opis złożonego zachowania się materiałów przy różnych obciążeniach wymaga wprowadzenia do modeli konstytutywnych funkcji i parametrów materiałowych, które trzeba określić eksperymentalnie. Jednak nie dla wszystkich wielkości dysponujemy bezpośrednimi danymi doświadczalnymi. Wszechstronne badania materiałów przy różnych obciążeniach są zbyt kosztowne, a w wielu przypadkach niemożliwe do przeprowadzenia. Konieczne staje się, zatem dokonanie wyboru najistotniejszych efektów danego zjawiska, cech badanego materiału i określenie w miarę prostego, ale wszechstronnego modelu konstytutywnego. Podstawowym celem pracy jest opracowanie metody identyfikacji wykorzystującej funkcję strat odporną na błędy pomiarów oraz określeniu metod porównywania i wyboru najlepszego modelu z kilku nieliniowych modeli konstytutywnych. Wykorzystanie miary odległości informacyjnej Kullbacka-Leiblera między modelami lub między odpowiedzią modelu a danymi doświadczalnymi, pozwala określić, który z modeli lepiej dopasowuje się do danych rzeczywistych. Opracowaną metodę użyto w analizie zaawansowanych deformacji plastycznych osiowosymmetrycznego rozciągania próbek cylindrycznych i jest treścią rozdziału 9. W pierwszej części rozprawy, w rozdziałach 2-7 przedstawiono różne sposoby opisu złożonego zachowania się metali przy ąuasi-statycznych i dynamicznych obciążeniach. Przedstawiono zagadnienie modelowania rozwoju mikrouszkodzeń i mikropustek podczas deformacji ciała stałego. Przedyskutowano sposoby doboru modelu konstytutywnego i wpływ metody identyfikacji na postać użytych funkcji materiałowych. Zbadano zjawisko zaawansowanych odkształceń plastycznych i wpływ rozwoju mikrouszkodzeń na zachowanie materiału jako agregatu (osnowa i cząstki drugiej fazy). Przedstawiono opis płynięcia plastycznego materiału z mikrouszkodzeniami. Zachowanie materiału w procesach ąuasistatycznych opisano z wykorzystaniem modelu plastyczności, w którym uwzględniono izotropowe wzmocnienie plastyczne, a osłabienie opisano przez ewolucję mikrouszkodzeń. Przeprowadzono systematyczną analizę numeryczną ąuasistatycznego rozciągania próbek stalowych. Zbadano problem lokalizacji odkształceń plastycznych w ramach teorii lepkoplastyczności. Zastosowano opis płynięcia plastycznego z pasmami ścinania w numerycznej analizie procesu kucia matrycowego. Modyfikację klasycznej metody najmniejszych kwadratów do oszacowania parametrów materiałowych w celu uniezależnienia się od błędów pomiarowych przedstawiono w rozdziale 8. Użyto różnych odpornych funkcji celu do porównania ich wpływu na oszacowanie stałych materiałowych dla różnych modeli materiału z mikropustkami. Następnie przedstawiono zmodyfikowaną metodę optymalizacji globalnej i opisano algorytmy obliczeniowe użyte do identyfikacji funkcji materiałowych. Zagadnienia opisane w pracy dotyczą dwóch dziedzin: mechaniki materiałów ciągliwych z ewolucją mikrouszkodzeń oraz metod identyfikacji funkcji materiałowych w modelach nieliniowych, z koniecznością porównywania i wyboru najlepszego modelu. Wspólne ujęcie obu dziedzin w niniejszej rozprawie pozwoliło na opracowanie narzędzi do prawidłowego modelowania konstytutywnego i poszerzyło zakres analizowanych opisów materiałów z mikropustkami. Wspólną cechą wszystkich analizowanych przypadków jest problem identyfikacji stałych materiałowych w oparciu o dane doświadczalne. W pracy zbadano naturę powstawania mikrouszkodzeń i wykazano, że ewolucja mikrouszkodzeń oraz interakcje między pustkami mają decydujący wpływ na przebieg deformacji oraz na lokalizację odkształceń plastycznych i sposób zniszczenia. Wykorzystano przy tym modele obliczeniowe: jednowymiarowe, dwuwymiarowe (osiowosymetryczne) i trójwymiarowe. Stwierdzono, że ewolucja mikropustek jest przyczyną niejednorodnego stanu odkształcenia i naprężenia, która bez jakichkolwiek imperfekcji geometrycznych i termicznych prowadzi do lokalizacji odkształceń plastycznych i przyczynia się w końcowej fazie do całkowitego zniszczenia. Zbadano wpływ parametrów konstytutywnych, lokalnych zmian własności mechanicznych materiału osnowy na przebieg deformacji, rozkład stanu odkształcenia i naprężenia oraz rozwój strefy lokalizacji odkształceń plastycznych w postaci 'szyjki'. Przedstawiono podstawowe cechy zjawiska powstawania i wzrostu mikrouszkodzeń, przyczyny ich kierunkowego rozwoju i przeprowadzono analizę wzajemnego oddziaływania mikrouszkodzeń. Wykazano decydującą rolę struktury materiału osnowy i wynikającego z niej losowego charakteru zjawiska zniszczenia. Otrzymane wyniki w pełni potwierdzają konieczność użycia odpornych funkcji celu do identyfikacji stałych materiałowych w oparciu o doświadczenie oraz potrzebę stosowania testów statystycznych do wyboru najlepszego modelu.

4

Segregacja podczas mieszania niejednorodnych materiałów ziarnistych w mieszalniku bębnowym

Kolasa-Więcek A.

Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego

|

2006

|

T. 16, nr 2

32-34

PL

W pracy przedstawiono proces mieszania sypkich układów niejednorodnych pod względem gęstości. Badania prowadzono w mieszalniku bębnowym. Obserwowano zjawisko segregacji i stwierdzono, iż zjawisko to ma miejsce i przebiega tym intensywniej, im bardziej stosunek gęstości fazy rozpraszanej do fazy rozpraszającej oddala się od jedności.

EN

The authors present the test results for mixing of pairs of heterogeneous granular materials. Influence of density difference on effects of component intermixing was tested. Segregation accompanying the mixed systems was observed.

5

VIII Międzynarodowa Konferencja Bianisotropics 2000

Popik J.

Postępy Radiotechniki

|

2002

|

T. 47, Nr 144

42-50