Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Safety of construction components in a very high number of load cycles

Nový František, Belan Juraj, Bokůvka Otakar

System Safety : Human - Technical Facility - Environment

|

2020

|

Vol. 2, nr 1

199--206

EN

Progressive, high-strength materials have an important position in the transport industry. In this industry, components are subject to high safety and reliability requirements because they often operate under long-term cyclic stress regimes. The paper presents results of fatigue resistance of high-strength materials such DOMEX 700MC, HARDOX 400, HARDOX 450, and INCONEL 718 (UTS from 850 to 1560 MPa) measured at high-frequency cyclic loading (f = 20 kHz, T = 20 ± 5 ° C, push-pull loading, cycle asymmetry parameter of R = -1) in the area from N = 2x106 to N = 2x108 cycles. Fatigue resistance showed a continuous decrease about average value Sa2x108/Sa2x106 = 19.1%.

2

Asphalt mixtures with binders fluidized by addition of vegetable origin oil for applications as flexible anti-crack layers

Plewa Andrzej

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2019

|

Vol. 18, no. 3

181--192

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań i analiz właściwości technicznych mieszanek mineralno-asfaltowych z zastosowaniem lepiszczy modyfikowanych kopolimerem SBS z dodatkiem upłynniaczy pochodzenia roślinnego. Analizowane mieszanki mineralno-asfaltowe poddano badaniom odporności na działanie wody ITSR, modułów sztywności IT-CY i 4PB-PR oraz odporności na zmęczenie poprzez wykorzystanie testu 4PB-PR. Na podstawie uzyskanych wyników badań stwierdzono, że mieszanki mineralno-asfaltowe zawierające elastomeroasfalty z dodatkiem upłynniaczy pochodzenia roślinnego mają znacznie większą trwałość zmęczeniową i odporność na działanie wody w stosunku do mieszanek mineralno-asfaltowych wyprodukowanych z zastosowaniem lepiszczy produkowanych przemysłowo. Tego typu rozwiązania materiałowe mogą być z powodzeniem wykorzystane do zastosowania jako warstwy przeciwspękaniowe, zapobiegające propagacji spękań odbitych lub zmęczeniowych w przypadku górnych warstw nawierzchni drogowej lub ich wzmocnień. Ponadto dodatek upłynniacza pochodzenia roślinnego pozwala na obniżenie temperatury zarówno podczas produkcji jak i w czasie wbudowania mieszanek mineralno-asfaltowych w konstrukcję nawierzchni drogowych, co daje to także wymierne korzyści ekonomiczne.

EN

The paper presents the results of research and analyses of the technical characteristics of asphalt mixtures with bituminous binders modified using SBS copolymers with the addition of bio-fluxing agents. The analysed asphalt mixtures have been subjected to water resistance ITSR tests, stiffness modulus IT-CY, and 4PB-PR tests as well as fatigue life test through 4PB-PR test. Basing on the obtained results of tests it has been stated that asphalt mixtures using elastomeric binder with the addition of bio-fluxing agents are characterized by a much greater fatigue life and water resistance in comparison to asphalt mixtures using industrially manufactured binders. Such material solutions can be effectively used as anti-crack layers preventing the propagation of reflective or fatigue cracking to the top layers of road surfaces or their strengthening. Another significant aspect of the conducted research and analyses is the fact that the addition of bio-fluxing agents allows to lower temperatures not only during production of asphalt mixtures but also during incorporation them into road surfaces, what on the other hand is very profitable.

3

Safe choice of structural steels in a region of ultra-high number of load cycles

Nový František, Bokůvka Otakar, Trško Libor, Jambor Michal

Production Engineering Archives

|

2019

|

Vol. 24

25--28

EN

In this paper the authors introduce their own selected experimental results in the field of the investigation of fatigue resistance of structural steels. The experiments were carried out on the nine structural steels including high strength steels, DOMEX 700MC, HARDOX 400, HARDOX 450, 100Cr6 (UTS from 446 MPa to 2462 MPa) at high-frequency cyclic loading (f = 20 kHz, T = 20 ± 5 °C, R = -1) in the region of number cycles ranged from N ≈ 2×106 to N ≈ 2×106 cycles of loading. The continuous decrease of fatigue strength in dependence on the number of loading cycles was observed with the average value of ratio σa2x109/ σa2x10 6 = 0.69.

4

Durability of concrete pavement strengthened with asphalt layer with FRP fibres

Tutka P., Nagórski R., Radziszewski P., Sarnowski M., Złotowska M.

Archives of Civil Engineering

|

2018

|

Vol. 64, nr 3

81--97

EN

Pavements made of cement concrete, used for road constructions, are damaged during use. This applies to both the pavements of rural and forest roads with very low traffic loads, as well as road pavements with high traffic loads. One of the most effective ways of repairing damaged concrete cement pavements is through placing an asphalt overlay on a concrete slab. In order to increase the fatigue life of the asphalt overlay, asphalt mixtures are modified with fibres. One technological solution is to use FRP (Fiber Reinforced Polymer), an innovative material with improved properties. The aim of this paper is to assess the impact of asphalt overlays modified with a new type of fibres to strengthen the durability of weakened cement concrete pavement structures. On the basis of the conducted analyses, it was shown that the use of an asphalt layer reinforcement increases fatigue life, for both 15 cm thick prefabricated slabs and a typical road pavement for average traffic made of 25 cm doweled and anchored concrete slabs. There was a significant increase in the fatigue life of the concrete pavement structure as a result of modifying the overlaid asphalt mixture with FRP fibres.

5

Probability of the Critical Length of a Fatigue Crack Occurring at the Tooth Foot of Cylindrical Geared Wheels of the Drive System of a Fiomax 2000 Ring Spinner

Rysiński J., Drobina R., Tomaszewski J.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2017

|

Vol. 25, no. 1 (121)

134-144

EN

In the present paper, we describe a method of determination of the probability of reaching the critical crack length at the tooth root of the cylindrical geared wheels of the drive system of the Fiomax 2000 ring spinner. The Paris-Erdogan formula was utilised for calculations of the fatigue crack length depending on the number of load cycles. Experimental investigations were performed on cylindrical geared wheels. The wheel specimens were manufactured from 1.6523 steel (UE) according to a technical specification relevant to the drive system of the ring spinner. The experiments were performed using a professional pulsator (pulsating test machine). Based upon the experiments (series of 12 tests), material constants and were calculated. These parameters were utilised in the Paris law of crack propagation for further calculations. Moreover it was also ascertained that these unknowns are related via the deterministic relationship. Therefore a function allowing for approximation of constant in dependence on exponent m was derived. In the next step, for the values of parameter chosen – belonging to the variability interval, established from experimental data – we determined the times of reaching the critical length of the fatigue crack. It was stated that the best approximation distribution describing the simulated random values of times of reaching the critical length of the tooth crack for the drive system of the ring spinner is the asymptotic Gumbel’s distribution. Knowing the distribution and number of cycles until reaching the critical crack length at the tooth root, one can evaluate the fatigue life of the damaged wheel in the ring spinner (Fiomax) drive system for the assumed probability. The goal of the present paper is evaluation of the working time of the elements of the drive system of a ring spinner until the occurrence of damage. The highest fatigue life of geared wheels was achieved within the interval (4.3 – 4.5)x 105 cycles. However, it is recommended to change of the geared wheel in case of the spotting of early symptoms of defect. For the stretching apparatus, the authors of the present paper suggest the exchange of the idler geared wheels at least once per year.

PL

W pracy opisano metodę wyznaczenia prawdopodobieństwa osiągnięcia krytycznej długości pęknięcia przy podstawie zęba koła walcowego układu napędowego przędzarki obrączkowej Fiomax 2000. Do wyznaczenia zależności długości pęknięcia zmęczeniowego od liczby cykli zastosowano wzór Parisa-Erdogano. Badaniom doświadczalnym poddano koła walcowe o geometrii zgodnej z kołami zastosowanymi w układzie napędowym przędzarki obrączkowej, wykonane ze stali 1.6523 (UE), poddane obciążeniu na pulsatorze. Dla każdej z 12 prób wyznaczono stałe materiałowe C i m dla prawa propagacji pęknięć wg Parisa i stwierdzono, że istnieje pomiędzy nimi zależność deterministyczna. Wyznaczono funkcję aproksymującą stałą C od wykładnika m. Następnie dla wybranych wartości m z przedziału zmienności, wyznaczonego z danych empirycznych, wyznaczono czasy osiągnięcia krytycznej długości pęknięcia zmęczeniowego. Stwierdzono, że najlepszym rozkładem aproksymującym symulowane losowe wartości czasu osiągnięcia krytycznej długości pęknięcia zęba w układzie napędowym przędzarki jest rozkład asymptotyczny Gumbela. Znając rozkład liczby cykli do osiągnięcia krytycznej długości pęknięcia podstawy zęba można prognozować trwałość uszkodzonego koła układu napędowego przędzarki Fiomax z zadanym prawdopodobieństwem.

6

Derived equations for damage accumulation in geared wheels based on modified laws of crack propagation

Drewniak J., Rysiński J.

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2016

|

z. 91

19--31

EN

Versatile hypotheses of fatigue damage accumulation are utilized in order to determine the fatigue life of particular mechanical elements. Such an approach to an analysis of fatigue processes is recognized as being phenomenological. In the present paper, modifications to the Paris and Foreman laws of fracture mechanics have been proposed. The goal of these modifications is an explicit formulation of crack propagation velocity as a function of crack length. Additionally, the process of crack growth was simulated according to the Palmgren-Miner and Pugno-Ciavarella-Cornetti-Carpinteri fatigue hypotheses. The results of simulation were verified based upon test stand experiments.

7

Fatigue Tests and Metallographic of Explosively Cladded Steel-Titanium Bimetal

Kurek A., Wachowski M., Niesłony A., Płociński T., Kurzydłowski K. J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1565--1570

EN

The paper contains a description of fatigue life tests of titan-steel bimetal. The study involved specimens made of bimetal which was a combination of S355J2 steel and SB G1 265 titanium, which was imposed in the material by explosive cladding method. The research shows that the fatigue life of specimens made of native material, derived from cladded plate is less than the life of specimens of titanium-steel bimetal

PL

W pracy zawarto wyniki badań zmęczeniowych i metalograficznych bimetalu będącego połączeniem stali S355J2 z tytanem SB265G1 przy pomocy technologii zgrzewania wybuchowego. Analiza wyników badań dowodzi, że proces zgrzewania wybuchowego i obróbki cieplnej mają wpływ na trwałość zmęczeniowa materiału. Ponadto stwierdzono, że w procesie projektowania elementów narażonych na zmiennę obciążenia należy uwzględnić własności wszystkich materiałów wchodzących w skład plateru.

8

Characteristics of Non-Ferrous Metal Alloys as Determined by Low-Cycle Fatigue Test under Variable Loads

Maj M., Pietrzak K.

Archives of Foundry Engineering

|

2014

|

Vol. 14, iss. 1

71--74

EN

The paper presents the results of comparative tests of the fatigue properties conducted on two non-ferrous alloys designated as Al 6082 and Al 7075 which, due to the satisfactory functional characteristics, are widely used as engineering materials. The fatigue tests were carried out using a proprietary, modified low cycle test (MLCF). Particular attention was paid to the fatigue strength exponent b and fatigue ductility exponent c. Based on the tests carried out, the results comprised within the range defined by the literature were obtained. These results prove a satisfactory sensitivity of the method applied, its efficiency, the possibility of conducting tests in a fully economical way and above all the reliability of the obtained results of the measurements. Thus, the thesis has been justified that the modified low cycle fatigue test (MLCF) can be recommended as a tool used in the development of alloy characteristics within the range of low-cycle variable loads.

9

Porównanie różnych rozwiązań hydroizolacyjnych tarasów

Francke B.

Materiały Budowlane

|

2011

|

nr 3

22-24

10

Stress sensitivity coefficient of a material in the range of high-cycle fatigue

Szala G.

Problemy Eksploatacji

|

2010

|

nr 4

7-17

EN

In the calculation of fatigue life of structural components that have been subjected in service conditions to stochastic load, load spectra in the form of sinusoidal cycles of different asymmetry can be observed. Cycle asymmetry is distinguished by the stress ratio R = Smin /Smax. In case of the load mentioned above, the R coefficient changes in broad boundaries from - ∞ to + ∞. In this work, the analysis of the material's stress sensitivity to cycle asymmetry of random load has been presented. In the references, analytical formulas for the fatigue strength range can be found. In this work, the formulas for High Cycle Fatigue (HCF) have been derived and the empirical formula for calculating stress sensitivity coefficient of a material of a random load, which facilitates fatigue calculations, has been given.

PL

W pomiarach odporności na zmęczenie elemtnów konstrukcyjnych, które w warunkach eksploatacyjnych poddane zostały stochastycznym obciążeniom, występują widma pod postacią cykli sinusoidalnych o różnej asymetrii. Asymetria cyklu różni się współczynnikiem naprężenia definiowanym jako R = Smin/Smax. W przypadku podanego obciążenia, współczynnik R jest zmienny w zakresie -∞ do +∞. W artykule przedstawiono analizę wrażliwości naprężenia materiału na asymetrię cyklu wybranych obciążeń. Wrażliwość ta jest opisana odpowiednim współczynnikiem. W odniesieniach podano analityczne formy obliczania siły zmęczenia. W artykule powołano się na formułę HCF oraz empiryczną formułę współczynnika wrażliwości naprężenia dla materiałów poddanych wybranym obciążeniom.

11

Fatigue notch factor in steel bridges due to corrosion

Sharifi Y., Rahgozar R.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2009

|

Vol. 9, no 4

75-83

EN

In this paper the main aspects that are associated with stress concentration created by corrosion are reviewed and separate functions are produced for fatigue notch factor in terms of average corrosion penetration and exposure time. In particular, the relation of fatigue notch factor in terms of exposure time gives a direct, accurate, and quantifiable assessment of corroded members and it needs only the time of weathering. Finally the fatigue notch factor of corroded steelwork compared with the fatigue notch factor of various classes of structural detail as classified in BS 5400, the UK code requirements for fatigue.

PL

W artykule przeanalizowano główne aspekty związane z koncentracją naprężeń powstałych na skutek korozji, opracowano funkcje zmęczeniowego współczynnika karbu w zależności od średniej penetracji korozji i czasu ekspozycji. W szczególności związek pomiędzy zmęczeniowym współczynnikiem karbu a czasem ekspozycji umożliwia bezpośrednią, dokładną i wymierną ocenę skorodowanych elementów na podstawie czasu ich wietrzenia. Ostatecznie zmęczeniowy współczynnik karbu skorodowanej konstrukcji stalowej porównano z bazującymi na brytyjskiej normie BS 5400 zmęczeniowymi współczynnikami karbu różnych elementów konstrukcyjnych.

12

Nowe metody badań lepiszczy i mieszanek mineralno-asfaltowych

Piłat J., Król J., Sarnowski M.

Magazyn Autostrady

|

2007

|

Nr 7

25--29

PL

Właściwości asfaltu mają istotny wpływ na kształtowanie cech technicznych asfaltowej nawierzchni drogowej i decydują o jej trwałości. Z obserwacji wynika, że zniszczenia (spękania) nawierzchni asfaltowych powstają zawsze w warstwie asfaltu otaczającego ziarna kruszywa [2, 4].

13

Mechanical properties of nickel alloy with intermetallic surface layers

Garbacz H.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 3-4

635-639

EN

Multi-layer Al2 O3+Ni-Al coatings were produced on Inconel 600 by the glow discharge assisted oxidizing of the substrates pre-coated with aluminum by magnetron sputtering. The layers have a diffusive structure and can be produced on parts of complicated shapes. The Al203 layer formed on intermetallic Al-Ni increases its hardness (7,2 GPa) and wear resistance. This paper is devoted to the influence of the multi-layered coatings on the mechanical properties of Inconel 600. The structure of the layers was examined in a scanning electron microscope equipped with an Energy Dispersive Spectrometer, and the surface topography was analyzed using a profilometer. The coated and uncoated samples were subjected to a tensile test at room temperature and at 500°C using two strain rates of 8.3-10-3 s-1 and 8.3-10-4 s-1. The low-cycle fatigue resistance at room temperature was also determined. It has been found that the coatings slightly decrease the strength of Inconel 600. A quantitative analysis of the serrations observed in the stress-strain curves also shows that the coatings reduce the intensity of the Portevin-Le Chatelier effect. Measurements of the dynamic mechanical properties showed that the coatings do not affect the fatigue strength of the nickel alloy.

PL

Warstwy Al203+Ni-Al o złożonej budowie zostały otrzymane na stopie Inconel 600 poprzez utlenianie w warunkach wyładowania jarzeniowego próbek pokrytych powłoką Al uzyskana metodą rozpylania magnetronowego. Uzyskane warstwy mają charakter dyfuzyjny i mogą być produkowane na elementach o skomplikowanych kształtach. Warstwy Al203+Ni-Al podwyższają twardość powierzchniową (7GPa) i odporność na zużycie stopu Inconel 600. Niniejsza praca dotyczy wpływu warstw na właściwości mechaniczne stopu Inconel 600. Mikrostruktura warstw była badana przy użyciu mikroskopu skaningowego wyposażonego w przystawkę EDS. Topografia powierzchni próbek po procesie obróbki powierzchniowej była analizowana przy użyciu profilometru. Próbki w stanie wyjściowym i z warstwą międzymetaliczną były poddane próbom rozciągania w temperaturze pokojowej i w 500°C przy dwóch szybkościach odkształcenia 8.3- 10-3 s-1i 8.3-10-4 s-1. W pracy badano również odporność na niskocyklowe zmęczenie. Wykazano, że uzyskane warstwy w niewielkim stopniu obniżają wytrzymałość stopu Inconel 600. Ilościowa analiza oscylacji obserwowanych na krzywych naprężenie-odkształcenie pokazała, że intermetaliczne warstwy zmniejszają intensywność procesu Portevin-Le Chatelier. Pomiary dynamicznych właściwości mechanicznych wykazały, że warstwy nie wpływają w sposób istotny na wytrzymałość zmęczeniową stopu niklu.