Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Investigation of advanced self-healing concrete applications in construction

Korkmaz Kasim, Bogedain Adam, Al-Durzi Luay F.

Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo

|

2022

|

Z. 28 (178)

42-49

EN

Preventing cracks in concrete is a critical issue in the construction industry. The self-healing concrete phenomenon can be a good solution for mitigating cracks in concrete without any direct intervention. Construction industry researchers are developing many different self-healing concrete materials using a variety of sub-materials and techniques. This research project investigates self-healing concrete applications that use various cementitious materials, such as fly ash, slag, and polymeric materials, which can easily be applied in the construction industry. To present this application, experimental tests on different concrete mixes have been conducted using Ultrasonic Pulse Velocity and compression tests. For this experimental study, samples were placed under various environmental conditions, such as water-saturation and frozen temperatures. The results of the investigation are detailed and discussed in the study. The graphs illustrate behavioral differences between fly ash, slag, and polymeric materials. Based on the experimental results, healing capacity existed in all mixture types in the saturated and frozen environments. In the results, samples were characterized by good mechanical properties represented by damage resistance, aggregate/mortar adhesion, and compressive strength.

PL

Zapobieganie pęknięciom betonu to kluczowa kwestia w branży budowlanej. Zjawisko samonaprawiającego się betonu może być dobrym rozwiązaniem do łagodzenia pęknięć w betonie bez jakiejkolwiek bezpośredniej interwencji. Badacze z branży budowlanej opracowują wiele różnych samonaprawiających się materiałów betonowych z użyciem różnych materiałów i technik. Zaprezentowany projekt bada zastosowania samonaprawiającego się betonu, który wykorzystuje różne materiały cementowe, takie jak popiół lotny, żużel i materiały polimerowe, które można łatwo zastosować w przemyśle budowlanym. Aby przedstawić tę aplikację, przeprowadzono testy eksperymentalne na różnych mieszankach betonowych z użyciem ultradźwiękowych testów prędkości impulsu i ściskania. W tym badaniu eksperymentalnym próbki umieszczono w różnych warunkach środowiskowych, takich jak nasycenie wodą i przemarzanie. Wyniki badania szczegółowo omówiono w artykule. Wykresy ilustrują różnice behawioralne między popiołem lotnym, żużlem i materiałami polimerowymi. Na podstawie wyników eksperymentów stwierdzono, że wszystkie rodzaje mieszanin w środowiskach nasyconych i zamarzniętych miały zdolność regeneracji. W uzyskanych wynikach próbki charakteryzowały się dobrymi właściwościami mechanicznymi reprezentowanymi przez odporność na uszkodzenia, przyczepność kruszywa do zaprawy oraz wytrzymałość na ściskanie.

2

Deflection of an eccentric crack under mixed-mode conditions in an SCB specimen

Malíková Lucie, Miarka Petr, Šimonová Hana, Kucharczyková Barbara

Budownictwo o Zoptymalizowanym Potencjale Energetycznym

|

2020

|

Vol. 9 Nr 2

79--87

EN

Crack propagation under mixed-mode (I + II) conditions has been investigated in a semicircular disc where various levels of mixed-mode can be achieved by means of different geometry configurations. The research has been performed on a novel cementitious material, alkali-activated concrete. Its main advantage is that it is environment-friendly. On the other hand, its fracture mechanical properties, as of yet, have not been described sufficiently. Therefore, a fracture analysis has been performed. The crack deflection under three point bending conditions has been investigated numerically as well as experimentally. The numerical approach is based on a combination of the common finite element analysis and a multi-parameter form of the maximum tangential stress criterion. This generalized method is suitable especially for materials with specific (elasto-plastic, quasi-brittle etc.) fracture behaviour. The over-deterministic method together with the Williams expansion is applied to approximate selected stress tensor components around the crack tip. In this work, the influence of the eccentric crack is also discussed. In the conclusions, several recommendations about using single-parameter/multi-parameter fracture mechanics are stated.

3

Evaluation of Surface Crack Propagation in Railway Cast Iron Brake Discs

Jüngst Mateusz, Sawczuk Wojciech, Kominowski Julian

Journal of Mechanical and Transport Engineering

|

2019

|

Vol. 71, No 2

5--14

EN

The article discusses the issue of crack propagation occurring in the surface of friction rings of spheroidical cast iron brake discs for railway applications. The first part describes the mechanism of crack formation as well as the maintenance procedures in the area of assesing technical condition of brake discs. Because most of used procedures do not include measurements of the depth of cracks which are important for assessment of the actual condition, the next part describes the testing method using a potential probe. On the basis of conducted measurements of model brake disc with significant surface damage, the mechanism of crack propagation have been defined and a mathematical model allowing to estimate the depth of crack have been developed.

PL

W artykule omówiono problem propagacji pęknięć zachodzącej na powierzchni pierścieni ciernych żeliwnych tarcz hamulcowych dla kolejnictwa. W pierwszej części opisano mechanizm formowania się pęknięć oraz procedury obsługi obejmującej ocenę stanu technicznego tarcz hamulcowych. Ponieważ większość procedur nie obejmuje pomiarów głębokości pęknięć pozwalających na faktyczną ocenę stanu technicznego tarczy w tym aspekcie, w kolejnej części opisano procedura pomiarowa z użyciem sondy potencjałowej. Na podstawie przeprowadzonych badań głębokości pęknięć wybranych tarcz hamulcowych, zdefiniowano mechanizm propagacji pęknięcia i opracowano model matematyczny pozwalający na oszacowanie głębokości pęknięcia w zależności od jego długości.

4

Ocena propagacji pęknięć powierzchniowych kolejowych tarcz hamulcowych

Jüngst M., Sawczuk M.

Problemy Kolejnictwa

|

2017

|

Z. 175

29--35

PL

Układ kolejowego hamulca tarczowego, poddawany w trakcie eksploatacji dużym obciążeniom dynamicznym i termicznym, ulega różnym procesom zużyciowym zwłaszcza w obszarze pary ciernej. Jednymi z najczęściej występujących uszkodzeń są pęknięcia powierzchniowe tarczy hamulcowej. Mają one różną długość i zwykle pojawiają się znacznie szybciej, niż liniowe zużycie grubości pierścienia ciernego w wyniku współpracy z okładziną. Ich pojawienie się zwykle wymusza wcześniejszą wymianę lub regenerację tarczy przez jej przetoczenie, co generuje dodatkowe koszty dla eksploatującego pojazd kolejowy. W artykule oceniono pęknięcia powierzchniowe kolejowych tarcz hamulcowych i opracowano metodę szacowania ich głębokości.

EN

The system of railway disc brake, because of transferring high dynamic and thermal loads during the exploitation process, undergoes various wear processes especially in the area of the friction pair. Ones of the most common defects to the disc surface are surface cracks. They vary in length and usually appear much faster than linear wear on the friction ring caused by cooperation with brake lining. Their occurrence usually enforces a faster replacement or regeneration of the disc, which generates additional costs for the operator of a railway vehicle. The aim of the article is evaluation of the surface cracks of railway brake discs in terms of estimation of their depth.

5

Study of the Formation of Lamellar Cracks

Jaroniek M., Niezgodziński T.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2014

|

Vol. 18, nr 1

25--31

EN

In rolled sheets, non-metallic inclusions are distributed along the thickness of the sheet as narrow lines running parallel to the rolling direction. Such inclusions are the nuclei of lamellar cracks. This work presents the application of the numerical method for study of lamellar cracking. Numerical models of samples with long artificial fissures set in the area of the sheet axis were studied along with other encountered inclusion distributions. Changes in the stress state in the area of the inclusion were observed as the load increased. Stress concentration leads to the formation of lamellar cracks - the joining of voids in the direction parallel to the exterior surface of the sheet (so-called "terraces" are formed) and at angles (so-called "jogs" are formed). The results of experimental tests were compared with the results of numerical calculations using the finite element method.

6

Effect of microstructural banding in hot-work tool steel on thermal expansion anisotropy

Pawłowski B., Bała P., Dziurka R., Krawczyk J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2013

|

Vol. 56, nr 1

14--19

EN

Purpose: The objective of the present work was to study the effect of the microstructural banding on the thermal anisotropy of hot-work tool steel used for die for aluminium alloy die-casting. In particular, the major purpose of this research was to find possible correlation between geometrically oriented thermal expansion coefficient values and the presence of number of parallel cracks on the working surface of die. Design/methodology/approach: The studies were performed on the specimens which were cut from the failed prematurely die along the three axes of the coordinate system (X-axe was parallel to the cracks direction). Macroscopic, metallographic, SEM and dilatometric examination were made. Findings: Surface cracks of die are parallel to the microstructural banding orientation. Differences in the values of thermal expansion coefficient determined along the three axes of the coordinate system probably promote cracks propagation direction. Research limitations/implications: Studies were performed on the single prematurely failed die for economic reason. This work findings should be compared to the similar examinations results obtained for the another failed dies. Practical implications: The incorrect microstructural banding orientation of the die core and related differences in the values of thermal expansion coefficient promote crack propagation. Originality/value: This show the relationship between microstructural banding and the thermal anisotropy of hot-work tool steel used for die for aluminium alloy die-casting.

7

Analiza naprężeń w ceramicznych elementach tocznych

Karaszewski W.

Tribologia

|

2010

|

nr 4

135-145

PL

Materiały ceramiczne od kilkunastu lat znajdują coraz większe zastosowanie w technice. Wynika to z charakterystycznych właściwości materiałów ceramicznych takich, jak duża twardość, odporność na korozję, możliwość stosowania w środowiskach agresywnie chemicznych, a także z uwagi na mniejszy ciężar właściwy w porównaniu z materiałami stalowymi. Przykładem zastosowań tej grupy materiałowej mogą być: powłoki ceramiczne nakładane na powierzchnie cylindrów silników samochodowych, elementy pomp drukarskich, elementy zaworów kulowych itp. Materiały ceramiczne znajdują także zastosowanie w inżynierii łożyskowania, czego dowodem są między innymi hybrydowe łożyska toczne. Jednak zastosowanie materiałów ceramicznych wiąże się z wieloma ograniczeniami. Podstawową ich wadą jest mała odporność na kruche pękanie, która wiąże się z ich strukturą chemiczną i właściwościami mechanicznymi. Drogą do szerokiego zastosowania tego typu materiałów jest znajomość mechanizmów propagacji pęknięć i momentu ich inicjacji w określonych warunkach pracy. W pracy przeprowadzono metodą elementów skończonych (MES) analizę stanu naprężenia w strefie pęknięcia kolistego kulki ceramicznej wykonanej z azotku krzemu poddanej naciskom hertzowskim. Naprężenia analizowano dla pęknięć, które najczęściej są spotykane na powierzchni kulek ceramicznych. Obliczenia numeryczne prowadzono za pomocą programu ANSYS. Rozwiązania numeryczne porównywano z wynikami badań doświadczalnych propagacji tego typu pęknięć.

EN

Some ceramic materials have been found to have the optimum combination of properties that are suitable for rolling element bearing applications (high speeds, high loads, different environments). Cracks, structure defects, and manufacturing faults are the main problem connected with fatigue life. These defects decrease the rolling contact fatigue considerably. A stress analysis of crack propagation by the finite element method of silicon nitride material was described in the paper. Ring cracks were modelled based on microscopic analysis of artificial induced cracks made onto silicon nitride balls. The stress analysis of cracks was performed in relation to the contact position of two ceramic balls. Numerical stress analysis shows that the maximum value of von Mises stresses is 0.04 – 0.05 mm below the ceramic ball surface where the cracks change direction. The results are in accordance with experimental research and confirm that crack propagation takes place directly below the ball surface.

8

Ograniczenie trwałości skojarzeń ceramicznych w wyniku propagacji pęknięć powierzchniowych

Karaszewski W.

Tribologia

|

2009

|

nr 2

29-38

PL

Materiały ceramiczne od kilkunastu lat znajdują coraz większe zastosowanie w technice. Wynika to z charakterystycznych właściwości materiałów ceramicznych, takich jak: duża twardość, odporność na korozję, możliwość stosowania w środowiskach agresywnie chemicznych, a także z uwagi na mniejszy ciężar właściwy w porównaniu z materiałami stalowymi. Przykładem zastosowań tej grupy materiałowej mogą być: powłoki ceramiczne nakładane na powierzchnie cylindrów silników samochodowych, elementy pomp drukarskich, elementy zaworów kulowych itp. Materiały ceramiczne znajdują także zastosowanie w inżynierii łożyskowania, czego dowodem są między innymi hybrydowe łożyska toczne. Jednak zastosowanie materiałów ceramicznych wiąże się z wieloma ograniczeniami. Podstawową ich wadą jest mała odporność na kruche pękanie, która wiąże się z ich strukturą chemiczną i właściwościami mechanicznymi. Drogą do szerokiego zastosowania tego typu materiałów jest znajomość mechanizmów propagacji pęknięć i momentu ich inicjacji w określonych warunkach pracy. W niniejszym artykule przedstawiona została krótka analiza literaturowa dotycząca mechanizmów propagacji pęknięć w materiałach ceramicznych oraz wyniki dotychczasowych badań doświadczalnych wybranych materiałów ceramicznych z uwzględnieniem wpływu pęknięć powierzchniowych na trwałość ceramicznych skojarzeń tocznych.

EN

Some ceramic materials have been found to have the optimum combination of properties that are suitable for rolling element bearing applications (high speeds, high loads, different environments). Cracks, structure defects and manufacturing faults are the main problem connected with fatigue life. These defects decrease the rolling contact fatigue considerably. An experimental study of ring cracks propagation and structure defects propagation of zirconia and silicon nitride was also described in the paper. The rolling contact tests were performed on pre-cracked zirconia and silicon nitride upper balls using a modified (rolling lower balls) four-ball machine in specified lubricant. Ball surfaces and failures were examined using scanning electron microscopy. The paper contains the following: - The variation of test time for both ceramic materials balls with ring cracks defects was presented. - The mechanism of ring crack propagation in zirconia and silicon nitride was described. - The influence of pores on fatigue life of zirconia was described.

9

Wpływ pęknięć kolistych na wytrzymałość zmęczeniową azotku krzemu

Karaszewski W.

Tribologia

|

2004

|

nr 3

159-168

PL

Azotek krzemu ma kombinację optymalnych własności, które są niezbędne w zastosowaniach na elementy łożysk tocznych. Podstawowym problemem związanym z wytrzymałością zmęczeniową kulek łożyskowych są pęknięcia koliste będące efektem procesu wytwarzania. W artykule przedstawiono badania doświadczalne azotku krzemu ze sztucznie wprowadzonymi pęknięciami kolistymi oraz wpływ wybranych dodatków olejowych na propagację tych pęknięć.

EN

Silicon nitride has been found to have the optimum combination of properties which are suitable for rolling element bearing applications (high speeds, high loads, different environments). The main problem connected with fatigue life are ring crack defects as the effect of manufacture. These defects decrease the rolling contact fatigue considerably. An experimental study of ring crack propagation of silicon nitride were described in the paper. The rolling contact tests are performed on pre-cracks silicon nitride lower balls using a modified (rolling lower balls) four-ball machine in lubricants with various additives (S, P, Cl and CeO2). Ball surfaces and failures are examined using scanning electron microscopy. In the paper: - the size of permissible crack which can be tolerated according lubricants and the failure modes of ceramic balls according ringcracks are described, - the mechanism of ceramic ball failure in case of subsurfsce crack propagation is described, - the good properties of phosphorus and cerium dioxide related to reduction of propagation velocity of ring cracks is described.