One of the most common incipient losses of integrity in mechanical structures is the development and propagation of cracks. Especially in rotating members like steam turbine rotors etc. cracks, because of their potential, cause catastrophic failures and are a grave threat to an uninterrupted operation and performance. A crack may propagate from some small imperfections on the surface of the body or inside of the material and it is most likely to appear in correspondence to high stress concentration. Crack propagation path is generally determined by the direction of maximum stress or by the minimum material strength. Hence determination of stresses induced has been the focus of attention for many researchers. In the present work, development of a mathematical model to determine the stresses induced in a rotating disc of varying thickness is studied. This model is applied to a steam turbine rotor disc to determine the induced stresses and radial deflection. The mathematical modeling results are validated with the results obtained using Ansys package. The results of the present study will be useful in diagnosing the location and magnitude of maximum stress induced in the turbine rotor disc and stress intensity factor due to the presence of crack.
The paper presents numerical and experimental research on glulam delamination in a double lap connection with predominant shear stresses. Laboratory tests and wide literature survey enabled to determine timber and glue joint parameters. Cohesive zone theory, generally used for epoxy matrix and fiber reinforced composites, was adopted to modelling glue layer delamination in glulam elements. Numerical models were validated with laboratory tests.
PL
W artykule podjęto temat komputerowego modelowania połączenia dwu-zakładkowego w drewnie klejonym. Dokonano dwuetapowej kalibracji modelu numerycznego na podstawie badań laboratoryjnych. Próbki wykonano poprzez pocięcie belek z drewna klejonego, pomijając większe sęki lub połączenia lameli w celu uzyskania możliwie jednorodnego materiału. Zarówno w przypadku badań laboratoryjnych jak i w analizach numerycznych sterowano przyrostem przemieszczenia mierząc wartość siły pionowej.
W artykule omówiono zasady obliczania na przebicie płyt w strefie słupów narożnych. Omówiono cztery metody określania naprężeń stycznych, wynikających z działania momentu niezrównoważonego, przekazywanego z płyty na słup. Przedstawiono przykład liczbowy ilustrujący różnice w rozkładzie naprężeń stycznych na długości obwodu kontrolnego w zależności od zastosowanej procedury obliczeniowej. Dokonano porównania wyników obliczeń z rezultatami badań eksperymentalnych. Pokazano, iż w większości przypadków stosowanie zasad Eurokodu 2 prowadzi do wyników po stronie bezpiecznej, aczkolwiek rzeczywiste nośności zostały w wielu przypadkach znacznie niedoszacowane – w szczególności dotyczyło to obliczeń metodą ogólną. Najlepszą zgodność, przy zarazem satysfakcjonującym poziomie bezpieczeństwa obliczeń, uzyskano w przypadku zastosowania metody zredukowanych obwodów kontrolnych. Na podstawie przeprowadzonych analiz zalecono ponadto ograniczenie wartości współczynnika k, uwzględniającego udział mechanizmu przebicia w przekazywaniu momentu niezrównoważonego z płyty na słup.
EN
The paper presents the provisions for punching shear within corner columns. Four methods of determining of shear stresses, resulting from acting of unbalanced moment, were discussed. An example showing the differences in shear stress distribution on the control perimeter, depending on the design method, was presented. Experimental and theoretical results were also presented and discussed. It has been shown that in most cases the application of the principles of Eurocode 2 leads to results on the safe side although very conservative. The best agreement with experimental results was obtained by applying the method of reduced control perimeters.
Magnetic fluids are substances whose rheological properties can be actively influenced by treatment with a magnetic field. Two main types of magnetic fluids can be distinguished: ferromagnetic fluids, and magnetorheological fluids. Ferrofluids are mostly used in sealing engineering, whereas magnetorheological fluids are usually applied in controlled systems for the dissipation of mechanical energy, like brakes and dampers. The ability to control the rheological properties of magnetic fluids opens new horizons for development in machine design, among others in the areas of bearing engineering. The paper presents a comparative analysis of the rheological characteristics of selected magnetic fluids with a focus on the possible areas of the application of these substances in bearing engineering.
PL
Ciecze magnetyczne są to substancje, których właściwości reologiczne mogą być aktywnie kształtowane poprzez oddziaływanie na nie polem magnetycznym. Można wyróżnić dwa podstawowe typy cieczy magnetycznych: ciecze ferromagnetyczne oraz magnetoreologiczne. Znane są przemysłowe aplikacje cieczy ferromagnetycznych, przede wszystkim w konstrukcji uszczelnień, natomiast ciecze magnetoreologiczne znalazły zastosowanie głównie w układach dyssypacji energii mechanicznej o sterowanych parametrach pracy. Perspektywa wykorzystania możliwości sterowania właściwościami reologicznymi cieczy magnetycznych otwiera nowe horyzonty dla opracowywania konstrukcji urządzeń, między innymi w obszarze konstrukcji łożysk. W pracy przedstawiono analizę porównawczą charakterystyk reologicznych wybranych cieczy magnetoreologicznych i ferromagnetycznych ze zwróceniem uwagi na możliwe obszary zastosowania tych cieczy w inżynierii łożyskowania.
W pracy zaproponowano model szacowania trwałości zmęczeniowej wzmożonych stanach naprężeń, oparty na koncepcji płaszczyzny krytycznej, uwzględniający wpływ stycznych naprężeń średnich. Wyniki trwałości zmęczeniowej liczonej według zaproponowanego modelu porównano z wynikami badań zmęczeniowych próbek ze stopów aluminium 2017A-T4 oraz 6082-T6 oraz stali S355 w warunkach niesymetrycznego stałoamplitudowego zginania, skręcania oraz proporcjonalnych kombinacji zginania ze skręcaniem.
EN
This paper proposes a model for estimating fatigue life at multiaxial stress states, based on a critical pane concept, taking into consideration the effect of mean shear stress. The fatigue life test results calculated based on the proposed model were compared to results of fatigue tests of 2017A-T4 and 6082-T6 aluminium alloys and steel S355 samples in the conditions of constant-amplitude bending, torsion and proportional combinations of bending and torsion.
The paper summarises the results of laboratory testing of rheological behaviour of (magnetorheological) MR fluids designed for use in shock absorber and vibration dampers. The experiments used a rotational rheometer with an extra chamber inside which a uni-form magnetic field can be generated. Underlying the description of rheological properties of fluids is the Herschel-Bulkley’s model of vis-cous-plastic substances. The aim of the experiment was to determine the shear stress, yield stress, the yield factor and the power-law exponent depending on the magnetic flux density, followed by the comparative study of rheological parameters of investigated fluids.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The presented work shows the results of fundamental fluid dynamical investigations of the rise of single bubbles in a rectangular channel with a channel depth in the range of the equivalent bubble diameter. A fully automatized experimental rig was built so that for each parameter combination, (parameters: channel depth, the bubble size and the liquid velocity) at least 1000 single bubble rises were realized. The Electrodiffusion Method (EDM) was used to measure the shear stress on the wall. The maximum shear stress and the range of shear stress fluctuations are analyzed. Additionally fundamental investigations of the bubble behavior were performed with Particle Image Velocimetry (PIV). A comparison to CFD results from literature is done.
PL
Artykuł niniejszy prezentuje wyniki podstawowych badań nad dynamiką płynów przy wzroście pojedynczych pęcherzyków w kanale prostokątnym z głębokością kanału w zakresie równoważnej średnicy pęcherzyka. W pełni zautomatyzowany sprzęt doświadczalny zbudowano w taki sposób, by dla każdej kombinacji parametrów (parametry: głębokość kanału, wielkość pęcherzyka i prędkość cieczy) powstało co najmniej tysiąc pojedynczych pęcherzyków. Do pomiaru naprężenia stycznego na ściance zastosowano metodę elektrodyfuzyjna (EDM). Przeanalizowano maksymalne naprężenie styczne i zakres jego wahań. Dodatkowo przeprowadzono podstawowe badania nad zachowaniem pęcherzyków z pomiarem prędkości obrazu cząsteczki (PIV). Porównano też znane z literatury wyniki CFD.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Praca poświęcona jest badaniom nad właściwościami reologicznymi smarów plastycznych: wapniowego, litowego, aluminiowego i polimerowego. Do wyznaczenia wartości naprężeń stycznych w smarach wykorzystano reometr rotacyjny. Przeprowadzone badania wykazały, że zarówno rodzaj zagęszczacza, jak też rodzaj materiału ścianki wpływają na właściwości reologiczne smarów plastycznych. Badania wykazały także, iż wpływ warstwy przyściennej ujawnia się w zakresie niskich wartości prędkości ścinania i w niższej temperaturze.
EN
The presented research deals with the rheological properties of greases such as: calcium, lithium, aluminum soap and polymer thickened ones. The shear stress in these compounds has been determined by means of the rotational rheometer. Both the type of the thickener and the type of material of cylinder affected the rheological properties of greases. The study shows also that the influence of boundary layer appears in the low shear rate and low temperature area.
Omówiono badania modelowe żelbetowych belek zespolonych z różnie kształtowanym i różnie położonym stykiem między łączonymi betonami. Stwierdzono zależność sposobu zniszczenia belki od parametrów styku. Określono rozkłady odkształceń w przypodporowych przekrojach badanych belek.
EN
The research of model composite concrete beams are described. The interfaces of tested beams were characterized by different characteristics and situations. It was stated, that the manner of destruction of the beams depends on parameters of the interface. Using MCFT method the distributions of stain along the high of the cross-section were established.
Artificial vascular prostheses are used for bypass surgery. Thrombogenicity often cause graft occlusion. Targeted surface alterations including cell seeding may improve the haemocompatibility. Knitted commercial tubular PET (polyethylene terephtalate) vascular prostheses with collagen impregnation were modified by adsorption of laminin (LM) or coating with fibrin network (FB) on the luminal surface. Human endothelial cells were harvested, cultured and seeded at the density of 150x10\3 cells/cm square on all grafts. The cell lining was continuously visualized and quantified. The retention was 21%, 37% and only 2% of the seeding density on the unmodified (UM), LM- and FB-coated grafts, respectively. These seeded prostheses were exposed to a laminar shear stress (SS) 15 dynes/cm square for 40 minutes (UM, LM, FB) and 120 min (UM, LM) in a chamber simulating blood circulation. The SS was excluded in static (ST) control grafts. After 40 min-SS the cell numbers were78%, 27% and 72% for the UM, LM and FB prosthesis compared to the ST. The cell densities were 61% and 57% on the UM and LM after 120 min-SS. To conclude, the endothelium formed a confluent layer whereas laminin immobilization improved endothelial adhesion but not the flow resistance. Reverse effect was observed on fibrin coating.
Zalecenia raportu FIB Externally bonded FRP reinforcement for RC structures stanowią, iż przy sprawdzaniu warunków SGN uwzględnić należy dwa modele zniszczenia elementu, przy założeniach pełnego zespolenia oraz przy częściowej utracie tego zespolenia. Przedstawiono wyniki symulacji komputerowej badania ścinania połączenia beton-taśma CFRP (Zilch i in., 1998, oraz Bizindavyi, Neale, 1999) przy wykorzystaniu w modelu numerycznym elementów typu "interface" o bilinearnej charakterystyce sztywnościowej zaproponowanej przez Holzenkampfera, 1994. Przyjmując poziom obciążenia, przy którym połączenie wchodzi w pozasprężystą fazę pracy, analizowano wielkość tzw. zjawiska poślizgu oraz rozkład naprężeń ścinających (ich redystrybucję). Zweryfikowany doświadczalnie model numeryczny ścinania stanowi podstawę do dalszych prac, wyjaśniających złożone modele zniszczenia zginanych belek żelbetowych wzmacnianych taśmami CFRP (według systematyki Blaschko, 1998).
EN
According to FIB report recommendations : the failure models of a RC element strengthened in flexure with externally bonded CFRP strips may be divided into two classes: a) those where full composite action of concrete and CFRP is maintained until concrete reaches crushing in compression or the CFRP fails in tension b) c) those where composite action is lost prior to class a) failure, e.g. due to peeling-off the CFRP d) The paper discussed computer simulation results of simplified bond test (e.g. Zilch et al. 1998, Bizindavyi, Neale 1999) with use of interface elements in numerical model (with bilinear shear-slip relationship according to Holzenkampfer 1994). The shear displacement (slip) and shear stress distribution was analyzed for specified level of load (when the bond was beyond the elastic phase). Verified numerical model of shear can constitute a base for further research works to explain the complicated models of behaviour under bending, of RC beams strengthened with use of CFRP strips (by classification according to Blaschko 1998).
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono, w jaki sposób regulacja potoku górskiego wpływa na zmianę zasadniczych parametrów hydrodynamicznych przepływu, takich jak: prędkość dynamiczna, naprężenia styczne, liczba Froude’a i Reynoldsa, opory ruchu, moc strumienia oraz jednostkowa moc strumienia. Wykazano, że zabudowa bystrotokiem części koryta potoku górskiego znacznie zaburzyła warunki hydrodynamiczne cieku. Badaniami objęty został potok Młynne w Gorcach o częściowo zabudowanym korycie, a częściowo pozostającym w stanie naturalnym.
EN
The paper describes the way in which the river training influences such hydrodynamics stream conditions as shear velocity, shear stresses, stream power, unit stream power, Froude and Reynolds numbers and resistant coefficient. It was shown that after river training the hydrodynamics parameters in the trained part of the stream increased their value. The work is set up in the Młynne stream catchment in Polish Carpathians in Gorce Mountains.
Przedstawiono prostsze od ogólnie znanych wzory umożliwiające obliczanie naprężeń stycznych. Przeprowadzono analizę wpływu skręcania na naprężenia styczne w belkach o przekrojach poprzecznych niesymetrycznych.
EN
Simpler than commonly known formulas for estimation of shearing stress in beams are presented. The analysis of torsional stress influence on shearing stresses in beams of non-symmetrical cross-section is carried out.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The finite homogenous simple shear deformation of an incompressible material is considered. The response is modeled with a constitutive equation that reflects a continuous process of microstructural transformation as the deformation increases beyond a threshold value. The original and transformed portions of the material are both taken to respond as incompressible elastic solids. It is shown that the transformation can lead to softening of the response with increasing deformation and to a local maximum in the shear stress-shear strain curve. The existence of permanent deformation after release of the shearing traction is demonstrated. It is confirmed that a process of increasing deformation followed by decreasing deformation to the point of zero shear traction is a dissipative cycle. A special case is then considered in which both the original and transformed materials are assumed to respond as neo-Hookean solids. The critical volume fraction of transforming material at which the shear stress-shear strain curve loses monotonicity is found analytically. Representations are obtained for the dependence of the residual shear deformation on the fraction of transforming material; on the ratio of moduli of the original and transformed materials; and on the maximum shear reached before unloading.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.