Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 15

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  naprężenie efektywne
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
Replacing mathematical models with artificial intelligence tools can play an important role in numerical models. This paper analyses the modeling of the hardening process in terms of temperature, phase transformations in the solid state and stresses in the elastic-plastic range. Currently, the use of artificial intelligence tools is increasing, both to make greater generalizations and to reduce possible errors in the numerical simulation process. It is possible to replace the mathematical model of phase transformations in the solid state with an artificial neural network (ANN). Such a substitution requires an ANN network that converts time series (temperature curves) into shares of phase transformations with a small training error. With an insufficient training level of the network, significant differences in stress values will occur due to the existing couplings. Long-Short-Term Memory (LSTM) networks were chosen for the analysis. The paper compares the differences in stress levels with two coupled models using a macroscopic model based on CCT diagram analysis and using the Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) and Koistinen-Marburger (KM) equations, against the model memorized by the LSTM network. In addition, two levels of network training accuracy were also compared. Considering the results obtained from the model based on LSTM networks, it can be concluded that it is possible to effectively replace the classical model in modeling the phenomena of the heat treatment process.
2
Content available remote Nominal stress-based estimation of fatigue life of welded joints
EN
The paper presents methods for determining the fatigue life of welded joints with particular emphasis given to typical joints. In addition, the article presents various possible nominal stress-based ways enabling the calculation of stresses, including structural stresses and involving the most complex linear fracture mechanics. The paper also discusses recommendations by the International Institute of Welding related to the determination of the fatigue life of welded joints in flat elements exposed to tension-compression conditions. The work is focused on assessing the fatigue life of welded joints (selected types) in accordance with the guidelines specified in related recommendations issued by the International Institute of Welding and taking into consideration the analysis concerned with the safety of such structures.
PL
Przedstawiono metody wyznaczania trwałości zmęczeniowej złączy spawanych ze szczególnym uwzględnieniem typowych złączy. Podano możliwe sposoby wyznaczania naprężeń uzyskanych na drodze obliczeniowej w złączach spawanych na podstawie naprężeń nominalnych według różnych propozycji, poprzez naprężenia strukturalne, aż po zastosowanie najbardziej skomplikowanej liniowej mechaniki pękania. Na tym tle przedstawiono zalecenia Międzynarodowego Instytutu Spawalnictwa dotyczące wyznaczania trwałości zmęczeniowej złączy spawanych w warunkach rozciągania-ściskania elementów płaskich. Skupiono uwagę na problemie oceny trwałości zmęczeniowej połączeń spawanych wybranych typów złączy zgodnie z wytycznymi zawartymi w zaleceniach Międzynarodowego Instytutu Spawalnictwa oraz analizie bezpieczeństwa takich konstrukcji.
PL
W pracy zamieszczono wyniki analizy wpływu warunków brzegowych wynikających z zamocowania na lokalizację stref koncentracji naprężenia w kołowej płycie perforowanej. Rozpatrzono dwa przypadki zamocowania, tj. płytę swobodnie podpartą oraz utwierdzoną. Obciążenie przyjęto w postaci ciśnienia hydrostatycznego. Obliczenia numeryczne prowadzono przy użyciu programu metody elementów skończonych Femap. Płyta posiadała otwory rozmieszczone na dziesięciu okręgach. Na pierwszym okręgu wewnętrznym płyta miała otwory o średnicy 3,5 mm, a na dziesiątym zewnętrznym okręgu otwory o średnicy 20,5 mm. Wyniki obliczeń numerycznych dla płyty swobodnie podpartej porównano z wynikami uzyskanymi dla płyty utwierdzonej. W przypadku płyty swobodnie podpartej maksymalna koncentracja naprężenia wystąpiła w strefie siódmej i była równa 182,30 MPa. Z kolei w płycie o brzegach utwierdzonych maksymalną wartość 71,40 MPa odnotowano w strefie 1.
EN
The paper presents the influence of boundary conditions on the location of stress concentration zones and theirs values employing a circular axisymmetric perforated plate, simply supported and fixed and loaded with hydrostatic pressure. The finite element method offered by the Femap software was used for numerical calculations. The test plate with diameter D = 300 mm had ten holes. On the first inner measuring circle, the plate had openings with diameter d1 = 3,5 mm and holes on the tenth outside circle with diameter d10 = 20,5 mm. The results of numerical calculations for a plate with simply supported were compared with the results obtained for the fixed plate. In the case of a simply supported plate, the maximum stress concentration occurred in zone 7 and was represented by value of σeq max = 182,30 MPa. In the case of plate with bounded edges, the maximum value of stress occurred in zone 1 and was equal to σeq max = 71,40 MPa.
PL
W artykule omówiono wybrane stanowiska badawcze przeznaczone do określania zachowania się materiałów przy stałym odkształceniu. Przedstawiono wpływ temperatury na naprężenia resztkowe w połączeniach śrubowych, mających zastosowanie w różnego rodzaju środkach transportu. Zwrócono uwagę na obniżenie naprężenia w nowoczesnych materiałach - wielu gałęzi przemysłu, w tym motoryzacyjnego – stopy lekkie, superstopy oraz stopy tytanu. Zaprezentowano wpływ temperatury i prędkości deformacji na zmianę naprężenia normalnego. Przedstawiono rezultaty badań stali 10H2M (10CrMo9-10) uzyskane z prób realizowanych przy stałym odkształceniu wzdłużnym i zmiennym cyklicznie odkształceniu postaciowym. Omówiono wpływ amplitudy i częstotliwości cykli skrętnych, stosowanych jednocześnie przy występowaniu odkształcenia wzdłużnego o stałym poziomie, na przebieg naprężenia normalnego.
EN
The paper reports selected testing machines recommended for investigations of material behaviour under constant deformation. An influence of temperature and strain rate on stress variations in screws’ material applied in many types of transport is presented. Stress reduction in modern materials employed by many branches of industry including automotive, i.e. light alloys, super-alloy and titanium alloys is shown. Results from examination of the 10H2M (10CrMo9-10) steel at constant level of axial strain and cyclic shear strain are discussed. An influence of amplitude and frequency of torsion cycles on the axial stress under constant level of axial strain is studied.
PL
Do obliczenia gradientu ciśnień porowych wykorzystano moduł Seismic Pore Pressure Modeling firmy WesternGeco, który został udostępniony autorowi na okres jednego miesiąca. Atutem wspomnianego modułu jest jego interaktywność oraz fakt, iż pracuje on w systemie Petrel firmy Schlumberger, będącym jednym z podstawowych narzędzi interpretacyjnych używanych przez polskie jednostki przemysłowe. Do obliczeń wykorzystano rzeczywiste pomiary ze zdjęcia sejsmicznego 3D z północnego obszaru Polski. Uzyskano zadowalające wyniki potwierdzające użyteczność tego narzędzia w pracach poszukiwawczych.
EN
Pore pressure gradient calculations were based on the module “Pore Pressure Seismic Modeling” of WesternGeco, which was made available to the author for a period of one month. The advantage of this module is its interactivity, and the fact that it works in the Schlumberger Petrel system, which is one of the basic tools of interpretation used by our native oil industry. For calculations, actual measurements of the 3D seismic survey of the northern Polish territory were used. Satisfactory results confirming the usefulness of this tool in exploration work was achieved.
EN
Purpose: Approximately 5% of the adult population has one or more cerebral aneurysm. Aneurysms are one of the most dangerous cerebral vascular pathologies. Aneurysm rupture leads to a subarachnoid hemorrhage with a very high mortality rate of 45–50%. Despite the high importance of this disease there are no criteria for assessing the probability of aneurysm rupture. Moreover, mechanisms of aneurysm development and rupture are not fully understood until now. Methods: Biomechanical and numerical computer simulations allow us to estimate the behavior of vessels in normal state and under pathological conditions as well as to make a prediction of their postoperative state. Biomechanical studies may help clinicians to find and investigate mechanical factors which are responsible for the initiation, growth and rupture of the cerebral aneurysms. Results: In this work, biomechanical and numerical modeling of healthy and pathological cerebral arteries was conducted. Patient-specific models of the basilar and posterior cerebral arteries and patient-specific boundary conditions at the inlet were used in numerical simulations. A comparative analysis of the three vascular wall models (rigid, perfectly elastic, hyperelastic) was performed. Blood flow and stress-strain state of the two posterior cerebral artery aneurysm models was compared. Conclusions: Numerical simulations revealed that hyperelastic material most adequately and realistically describes the behavior of the cerebral vascular walls. The size and shape of the aneurysm have a significant impact on the blood flow through the affected vessel and on the effective stress distribution in the aneurysm dome. It was shown that large aneurysm is more likely to rupture than small aneurysm.
EN
The shrinkage and swelling of the coal matrix due to the effects of temperature were investigated through the performance by Henan Province Key Lab of Gas Geology & Gas Control of a permeability test of loaded coal under various temperature and working conditions using its own seepage equipment for thermo-fluid-solid-mechanical coupling of methane-containing coal. The variation of coal permeability under the combined effects of stress and temperature was investigated, and the gas motion law in the coal samples was tested. The variation equations of coal permeability under the combined effects of stress and temperature, as well as the motion equations describing the nonlinear gas seepage law in coal seams were established. The established equations were proved to fit well with the experimental data, which demonstrated that the motion equations and the research methods were both reasonable. Study on the seepage nonlinear motion law of gas in the coal seam is great significance to mineral gas extraction.
EN
The paper aims to investigate the effect of aluminium foam filling of hemispherical steel shell on its dynamic response, accounting for the blast pressure modelling. The considered structures subjected to uniformly distributed pressure, rigidly connected with a steel plate, are considered. True material stress–strain curves for shell and foam filling are assumed in calculations. The problem is solved by FEM using ANSYS software. The time relations of strain energy and effective stresses for different simulations of blast pressure are determined and compared for steel shells and shells filled with aluminum foam.
PL
W pracy analizuje się wpływ trzech wariantów zawodnienia ośrodka porowatego na wyniki obliczeń ciśnienia porowego i naprężenia efektywnego. Obliczenia zostały przeprowadzone dla sprzężonych procesów hydraulicznego i mechanicznego w tzw. podstawowym schemacie przepływu (basic flow scheme-single phase) programu FLAC 2D w wersji 5.0. Zawadniano dwuwarstwowy ośrodek składający się z dolnej warstwy nieprzepuszczalnej i górnej przepuszczalnej do głębokości 1,5 m. Analizowano zmiany ciśnienia porowego i naprężeniaefektywnego na podstawie przekrojów izoliniowych wytworzonego pola oraz wykresów zmian w punktach referencyjnych na profilach poziomym i pionowym. Wyniki obliczeń pokazały, że dla analizy ośrodków wielowarstwowych z różnym gradientem przepuszczalności najbardziej korzystny jest wariant deklaracji „ciśnienia porowego” (pore pressure), zarówno pod względem efektów obliczeń jak również czasu obliczeniowego. Wariant deklaracji ustalonego poziomu wody gruntowej (water table) może znaleźć zastosowanie w opisie pola ciśnienia porowego odpowiadającemu ciśnieniu słupa wody. Obliczenia można prowadzić w ośrodku jednowarstwowym o stosunkowo dobrej przepuszczalności lub wielowarstwowym, w którym gradient przepuszczalności nie tworzy bariery dla przepływu wody. Wariant deklaracji „linii zasilania” (apply pp) może się sprawdzać w warunkach nasycenia modelu do granicy deklarowanego zasilania, lecz dużym ograniczeniem jest wydłużony czas obliczeniowy.
EN
In the work the influence of three variants of watering of the porous medium on the calculation results of pore pressure and effective stress have been analyzed. The numerical calculations have been carried out for coupled hydromechanical processes in the so-called basic flow scheme-single phase of the FLAC 2D programme in the version 5.0. A two-layer medium consisting of an impermeable lower layer and permeable upper layer was watered up to the depth of 1.5 m. The changes of pore pressure and effective stress have been analyzed on the basis of images of isolines sections and graphs constructed at monitoring points along vertical and horizontal profiles in the model. The results of calculations have shown that for the analysis of multilayer media with different gradient of permeability the most advantageous is the variant of “pore pressure” command, both in respect of calculation results and calculation time as well. The command water table can be applied in the description of the pore pressure field corresponding to the pressure of water column. The calculations can be carried out in a one-layer medium with relatively high permeability or in a multilayer medium, where the permeability gradient does not create a barrier for water flow. The command apply pp may find application in conditions of full saturation up to the border of the declared line of water supply, but it is limited by a long calculation time.
10
Content available Elasto-plastic model of unsaturated soil
EN
The paper presents the concept of an elasto-plastic model for partially saturated soil. Elastic properties are described by the classical elastic rule, taking into consideration the effective stresses. Plastic properties are defined by extension of the critical state theory which also takes the suction effect into consideration. The behaviour of soil is described by the extended incremental elasto-plastic constitutive relation (in form "effective stress - strain and suction" relationship). The model operates the equation of the Wheeler and Sivakumar's plastic surface. The generalized hardening rule (for the changing value of suction) connects the increment of the plastic part of the void ratio with stress and suction levels.
PL
W pracy prezentuje się koncepcję sprężysto-plastycznego modelu częściowo nawodnionego gruntu. Sprężyste własności gruntu opisuje klasyczne równanie sprężystości, uwzględniającego efektywne naprężenia. Plastyczne własności definiuje rozwinięta teoria stanu krytycznego uwzględniająca efekt ssania. Zachowanie gruntu opisuje rozszerzone przyrostowe prawo sprężysto-plastyczności (w formie zależności "efektywne naprężenie - odkształcenie i ssanie"). Model operuje zmodyfikowanym równaniem powierzchni plastyczności Wheelera i Sivakumara. Uogólnione prawo wzmocnienia (dla zmiennej wartości ssania) wiąże przyrost plastycznej części wskaźnika porowatości z poziomem efektywnego naprężenia i ssania.
11
EN
Purpose: The foundation of the resolved problem consists of verification of influence of temperature and also geometry of the ECAP tool on obtaining of required amount of deformation which substantially influences grain size. Research was realised with use of the alloy AlMn1Cu. Verification concerned influence of change or route of deformation on amount of deformation aimed at obtaining of required grain refinement. Design/methodology/approach: At the first stage of solution mathematical simulation was used for determination of conditions for obtaining the required amount of material deformation. Experimental part of the work was then made on the basis of results of the mathematical simulation. Findings: Route of deformation was changed by deflection of horizontal part of the ECAP channel by 10 and 20°. Obtained results were compared with conventional ECAP process without deflection of the channel. Increased efficiency of the ECAP process was confirmed unequivocally. Practical implications: Practical application of the obtained results at forming of the given alloy in the company AlInvest Bridlicna will bring economy of forming operations, as well as operations of heat treatment of that alloy. Originality/value: The obtained results will be verified by designing of new device enabling forming of strip of sheet. This type of alloy is used for production of strip of sheet by technology of successive rolling to the required thickness with required mechanical properties with preservation of the required formability.
PL
Przedstawiono nowy model odkształceń betonu, oparty na koncepcji naprężeń efektywnych. Zastosowano nową definicję naprężeń efektywnych w odniesieniu do ośrodków z dobrze rozwiniętą strukturą wewnętrzną porowatości. Wykazano, że prezentowany model może być stosowany w praktyce do analizy konstrukcji betonowych.
EN
A new mathematical model of concrete strains, based on the concept of effective stresses, has been presented in this paper. A new definition of the effective stresses for media with a well developed inner structure of porosity, has been used. Comparison of the simulation results with the experimental data concerning autogenous strains of maturing cement paste, as well as creep and shrinkage strains of an ordinary concrete, showed that the model can be practically used for analysis of concrete structures with a sufficient accuracy.
13
Content available remote Naprężenie efektywne w żeliwie o osnowie ferrytycznej
PL
W artykule opisano zagadnienie wyznaczenia naprężeń efektywnych σef w osnowie żeliwa ferrytycznego na podstawie zaproponowanego modelu obliczeniowego. Wyniki uzyskane na drodze obliczeń numerycznych porównano z rozwiązaniem teoretycznym. Poddano analizie pola naprężeń w sąsiedztwie wydzieleń grafitu, którego kształt sprowadzono do trzech głównych postaci występujących w praktyce. Na podstawie wyznaczonej zależności pomiędzy naprężeniem efektywnym σef a kształtem wydzieleń grafitu można oszacować współczynnik intensywności naprężeń KI znając właściwości wytrzymałościowe osnowy oraz kształt wydzieleń grafitu. Zaproponowana autorska metoda określenia wzajemnych relacji między obciążeniem mechanicznym a mikrostrukturą żeliwa może stanowić podstawę precyzyjnej oceny jakości części i podzespołów samochodowych wykonywanych z żeliwa.
EN
In this paper the problem of the determination of effective tensions σef in the matrix of the ferritic cast iron on the ground of proposed computational model has been described. Results obtained in the way of numeric calculations have been compared with the theoretical solution. Stress (tension) fields (in the nearness of the graphite precipitations whose the shape has been reduced to three forms occurring in practice) have been subjected. On the ground of the relationship, between the effective stress σef and the shape of the graphite precipitations, determined in the work, is possible to estimate the coefficient of the intensity of stresses KI knowing tensile proprieties of matrix and the shape of graphite precipitations. The proposed authors method to determine the relations between the mechanical load and cast iron microstructure may be treated as the base of precise quality assessment of the vehicle parts and subassemblies fabricated from cast iron.
PL
W artykule zawarto krytyczny przegląd stosowalności klasycznego wzoru naprężeń efektywnych Bishopa oraz propozycję rozszerzenia tej zasady w zastosowaniu do gruntów częściowo nasyconych z uwzględnieniem zjawisk kapilarności, ciśnienia osmotycznego i wytrzymałości strukturalnej.
EN
A critical discussion on the classic Bishop principle of effective stress is presented. Subsequently a new proposal for extending of the classical Bishop's equation for unsaturated soils is given. The extension includes influence of capillarity, osmotic suction and soil structural strength behaviours.
PL
Omówiono, zilustrowane konkretnymi przykładami, zastosowania metody asymptotycznej homogenizacji do modelowania procesów fizycznych zachodzących w ośrodkach gruntowych i skalnych. Metoda homogenizacji polega na przejściu z opisem matematycznym rozważanego procesu fizycznego ze skali niejednorodności (skala porów), gdzie rozważane pola fizyczne charakteryzują się dużymi nieciągłościami, do skali nas interesującej - makroskopowej. W wyniku tej procedury opis rozważanego zjawiska jest charakteryzowany uśrednionymi, lecz ciągłymi już, polami fizycznymi, a zatem może być zastosowany do konkretnych obliczeń inżynierskich. Metoda ta ponadto jednoznacznie definiuje parametry efektywne otrzymanego opisu matematycznego w funkcji lokalnych parametrów analizowanego procesu fizycznego oraz geometrii wewnętrznej ośrodka. Umożliwia to między innymi analizę wpływu struktury wewnętrznej ośrodka na wartości parametrów efektywnych otrzymanego makroskopowego opisu procesu. Z wielu możliwych zastosowań metody homogenizacji związanych z mechaniką ośrodków gruntowych i skalnych omówiono niektóre, dotyczące modelowania i analizy procesów zachodzących w tych ośrodkach, przede wszystkim wtedy, gdy są one nasycone cieczą lub gazem, tzn.: procesów filtracji, konsolidacji, sorpcji oraz pęcznienia, podając oryginalne rozwiązania. Przedstawiono zwłaszcza wpływ mikrostruktury ośrodków porowatych na wartości stałych materiałowych teorii porosprężystości Biota. Zweryfikowano tzw. koncepcję naprężenia efektywnego w zakresie zachowania niesprężystego nasyconego ośrodka porowatego, podając równocześnie metody przybliżone konstrukcji powierzchni plastyczności dla tych ośrodków. Sformułowano ogólną strukturę opisu matematycznego nasyconych ośrodków porowatych w przypadku deformacji plastycznych. Zaproponowano model matematyczny mechanicznego zachowania się ośrodków porowatych nasyconych płynem, w których proces pęcznienia ciała stałego jest wynikiem sorpcji. Pracę kończą przykłady zastosowania metody homogenizacji jako narzędzia obliczeniowego użytecznego w praktyce inżynierskiej.
EN
Some applications of asymptotic homogenisation method in mathematical modelling of physical processes that take place in soil and rock media have been presented. Special emphasis has been put on the analysis and modelling of the phenomena associated with saturated soil and rock media, i.e. on filtration, consolidation, sorption and swelling processes. In chapter 2 are surveyed and compared different formulations and techniques of homogenisation method. In particular, this chapter gives a detailed account of formulation called as smoothing theory and as mathematical homogenisation theory. It gives basic principles and properties of some techniques, i.e. volume and weight averaging, continuum micro-mechanics, asymptotic homogenisation, two-scale convergence as well as F-convergence. Special attention is paid to the asymptotic homogenisation method for periodic structures. Some methods of effective properties estimation for random media are also presented. Chapter 3 is devoted to Biot's poroelasticity theory. First, general relations linking the macroscopic poroelastic coefficients with the averaged micromechanical solutions are derived. Considering a variational formulation of appropriate boundary value problems stated for the representative volume element, microstructural parameters affecting the values of poroelstic constants are then identified. A strong dependence of the poroelastic coefficients on the internal geometry of pores as well as on the global porosity of the medium is clearly pointed out. Quantitative effect of these parameters on the values of coefficients examined is presented for simplified pores geometries for which numerical calculations have been carried out. The mathematical modelling of plastic deformation of saturated porous media is a subject of chapter 4. First, a mathematical description valid at the pore level is "upscaled" using the asymptotic homogenisation technique. It is shown that proper macroscopic description should involve, besides strain tensor, also the porosity variation as the second kinematic variable. The macroscopic principle of maximum plastic dissipation is formulated. Then validity and limits of the effective stress concept for saturated porous media are studied in the plastic domain. It is proved that, in general, an effective stress tensor fulfilling stress equivalence principle cannot be defined for an arbitrary porous medium. The effective stress tensor canned be, however, defined for a porous medium composed of homogeneous skeleton. A new formulation of the method of yield function for saturated material based on yield function for dry material is proposed. In chapter 5, the phenomena of sorption and sorption swelling taking place in saturated porous media are investigated. The main result consists in the fact that macroscopic behaviour of rock saturated with gas can be modelled by two different macroscopic descriptions. The appropriate dimensionless number defines their respective ranges of validity. Examples of application of homogenisation method in engineering practice end the monograph.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.