W pracy opisano serię awarii płyt warstwowych, spowodowanych czynnikami takimi, jak temperatura, korozja biała lub brakiem dobrej przyczepności pomiędzy izolatorem a płytą okładziny. Przeanalizowano także sposoby wymiarowania płyt warstwowych, przyczyny wybrzuszenia oraz powstania załomów plastycznych na zewnętrznych okładzinach płyt warstwowych. Niekonwencjonalne przebiegi awarii pozwalają na wyciągnięcie wniosków dotyczące sposobu projektowania i doboru płyt warstwowych.
EN
This paper describes a destructions of sandwich panels caused by factors such as temperature, white corrosion or lack of good adhesion between the insulator and the cladding panels. Also analyzed were methods of sizing sandwich panels, the causes of bulging and the formation of plastic hinges on the outer facings of sandwich panels. The unconventional mode of destruction allowed concluding about the way of designing and choice of sandwich panels.
W pracy przedstawiono problematykę wykonywania i projektowania kominów wentylacyjnych o wysokości powyżej 10 m w obiektach halowych o znacznych powierzchniach z typowych płyt obudowy z izolatorem pianki PIR, bez użycia dodatkowej konstrukcji wsporczej. Brak norm przedmiotowych w tym zakresie wymusza indywidualny sposób projektowania i wykonywania takich konstrukcji. Autorzy artykułu przedstawili problematykę projektowania i wykonywania takich konstrukcji w halach przemysłowych powyżej 25 ha. Potrzeba takich rozwiązań wynika bezpośrednio z dużych potrzeb wentylacyjnych w takich obiektach, a wykorzystanie ogólnodostępnych płyt warstwowych przynosi korzyści ekonomiczne i pozwala wyeliminować stosowanie dodatkowych konstrukcji wsporczych pod tego typu wentylację grawitacyjną.
EN
This paper discusses the problem of building and designing ventilation chimneys more than 10 m high in hall buildings with large areas made of typical cladding panels with a PIR foam insulator, without the use of an additional support structure. The lack of subject-specific standards in this area forces individual design and construction of such structures. The authors of the article presented the problem of designing and building such structures in industrial halls above 25 ha. The need for such solutions arises directly from the large ventilation needs in such facilities, and the use of widely available sandwich panels brings economic advantages and eliminates the use of additional support structures for this type of gravitational ventilation.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań belek zimnogiętych połączonych z płytami warstwowymi za pomocą taśm akrylowych. Ocenie poddane zostały dwa warianty połączenia - ciągłe i odcinkowe. Badania ukierunkowane zostały na określenie zachowania się połączenia i wyznaczenia jego nośności w warunkach laboratoryjnych. Opisano mechanizmy zniszczenia układu belka - taśma - płyta oraz zarejestrowano ścieżki równowagi wybranych punktów kontrolnych określonych na belce i płycie.
EN
The article presents the results on cold-formed beams connected to sandwich panels using acrylic tapes. Two variants of connection were evaluated - continuous and sectional. Research was aimed at determining the behavior of such a connection and determining its load bearing capacity in laboratory conditions. The failure mechanisms of the beam-tape-panel system are described and the equilibrium paths of selected control points defined on the beam and the sandwich panel are recorded.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono najważniejsze informacje dotyczące sposobów mocowania płyt warstwowych wraz z podstawowymi zasadami ich prawidłowego montażu do różnego typu konstrukcji.
EN
The article presents the most important information on the installation methods of sandwich panels along with the basic principles of their proper installation to various types of structures.
W artykule przedstawiono koncepcję zastosowania nitów zrywalnych do mocowania elementów infrastruktury budowlanej do płyt warstwowych. Połączenie takie nie wymaga podkonstrukcji oraz nie przyczynia się do powstania lokalnych mostków termicznych. Brak wytycznych normowych i literaturowych ogranicza możliwość stosowania takich połączeń. Wskazane zostały parametry definiujące, zdaniem autorów artykułu, nośność i niezawodność połączenia. Omówione w artykule stanowiska badawcze i możliwe do wystąpienia mechanizmy zniszczenia mogą posłużyć za punkt wyjścia do określenia zależności analitycznych pozwalających na szybką ocenę zakresu stosowania połączenia.
EN
The article presents the concept of using blind rivets to attach building infrastructure components to sandwich panels. Such a connection does not require a substructure and does not cause local thermal bridges. The lack of standard and literature guidelines limits the possibility of using such connections. The parameters that define, according to the authors of the article, the load-bearing capacity and reliability of the connection are indicated. The testbeds discussed in the article, as well as the possible failure mechanisms, can serve as a starting point for determining analytical relationships that allow a quick assessment of the scope of application of the connection.
The main novelty of the paper is that analytical, experimental, and numerical analyses are used to investigate the free vibration problem of a sandwich structure in which Nanocomposites skins (SiO2/epoxy and Al2O3/epoxy) at different densities are used as the face sheet. The volume fraction's of nanoparticle addition varies (0% to 2.5%). The present free vibration was derived based on Kirchhoff's theory and aspiration to obtain the natural frequency. The results show that in structures with SiO2 nanoparticles with a density of 1180 kg⁄m3, the optimum increase (VF = 2.5%) is 50% in Young's modulus and 22% in natural frequency, while at a density of 1210 kg⁄m3 is 56 % in Young's modulus and 24.5% in natural frequency. Furthermore, the same structures reinforced with Al2O3 Nano-particles show that at the density of 1180 kg⁄m3 , the optimum (VF=2.5%) parentage increase in Young's modulus is 41% and 19% in natural frequency, while at the density of 1210 kg⁄m3 is 46% in Young's modulus and 21% in natural frequency. A numerical investigation was used to validate the obtained results of the analytical solution. The findings also show an acceptable convergence between analytical and numerical techniques with a maximum discrepancy not exceeding 3%.
Acoustic meta-materials offer an approach to reducing the vibration and noise transmission through layered panels. In this paper, the investigation of constructed meta-material for reduction of low-frequency vibration and noise is a major concern. The key concept underlying this approach is to construct the metamaterial as a highly-distributed system of tuned point masses that introduce instead of low resonance frequency one or more bands of higher frequency. They can be then successfully damped with passive methods. Using the modes method, a metamaterial system with distributed point masses integrated into the honeycomb core was designed to be a representative layered panel. To determine the dynamic response of the global sandwich panel, the metamaterial system was tested for 70 Hz and 120 Hz excitation. The obtained results confirm the possibility of tuning the considered layered meta-material to the excitation frequency and shifting low frequencies towards higher frequencies.
In this paper, the authors show the results of numerical simulations representing the test of an aluminum sandwich panel with an auxetic anti-tetrachiral core on an exciter. Steady-state vibration analyses utilizing modal superposition (linear dynamics) were performed. The bottom of the panel had all the degrees of freedom constrained and excitation in form of base acceleration in the vertical direction was applied. The obtained results were in form of contour plots of selected output variables in the frequency domain. In addition, curves showing the variation of acceleration, velocity and displacement of a selected representative point in frequency were generated. The results were compared with those obtained for the panel with a non-auxetic core, in the form of a standard hexagonal honeycomb. It was found that the auxetic panel is not superior in the whole range of frequencies but a workflow useful in the design of sandwich panels for operating conditions involving vibrations was developed.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedmiotem artykułu jest wskazanie wytycznych rozwiązań do poprawy własności akustycznych ścian warstwowych w zakresie niskich częstotliwości. Pozwoli to na ich wykorzystanie jako przegrody zewnętrzne w budynkach przemysłowych o znacznym natężeniu hałasu, charakteryzujących się znacznymi udziałami niskoczęstotliwościowych składowych hałasu. W artykule podano przykład takiego rozwiązania i opisano uzyskane rezultaty.
EN
The subject of the article is to indicate the guidelines for solutions to improve the acoustic properties of sandwich walls in the low frequency range. This will make it possible to use them as external partitions in industrial buildings with high noise levels, characterized by noises with major components of low frequencies. The article gives an example of such a solution and describes the results obtained.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper there the laboratory tests of interaction between thin-walled beams of the Z crosssection and the sandwich panels with PIR foam core are presented. The different numbers of connectors (0, 4, and 8) were used to connect the sandwich panels with the thin-walled beams. Furthermore, the parallel and perpendicular to the longitudinal axis of the thin-walled beam load arrangement was analysed. The research provides a qualitative and quantitative comparison of the mentioned experiments using the ultimate capacity, the deformation capacity, and the stiffness. In the second part of the paper, the numerical analysis of the thin-walled beam was also performed. The beam was modelled as a shell element and loaded in two ways, which corresponded to the loading scenario during laboratory tests (uniformly distributed and concentrated loads). The results of the numerical calculations of the beam without lateral stabilization were compared with the laboratory results of the beam stabilized by the sandwich panels.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badan eksperymentalnych układów konstrukcyjnych składających się z płyt warstwowych i belek cienkościennych o przekroju Z ułożonych niesymetrycznie względem siebie. W oparciu o europejskie rekomendacje oraz wcześniejsze badania autorów zakłada się, że w analizowanym układzie belki są stabilizowane bocznie przez płyty warstwowe. Wykonano 11 badań laboratoryjnych, które różniły się między sobą liczbą łączników oraz sposobem przyłożenia obciążenia. W celu połączenia płyt warstwowych z belką cienkościenną użyto 0, 4 lub 8 łączników. Obciążenie przypadające na układ było przyłożone równolegle do belek cienkościennych powodując obciążenie równomiernie rozłożone a prostopadle do belek cienkościennych powodując obciążenie punktowe. Przeprowadzone badania wykazały znaczącą wrażliwość układu na sposób przyłożenia obciążenia względem analizowanych układów konstrukcyjnych. Wykazano, że obciążenie realizowane jako równoległe do długości belki podpierającej płytę pozwala analizowanemu układowi na przeniesienie ponad dwukrotnie większego obciążenia niż w przypadku obciążenia realizowanego w sposób prostopadły do długości belki. Dodatkowo omówiono w pracy mechanizmy zniszczenia układu w zależności od sposobu jego obciążenia. Zbadano również wpływ liczby łączników na całkowitą nośność analizowanego układu. Wykazano znaczący wzrost nośności układu przy zwiększającej się liczbie łączników. Zwiększenie liczby łączników łączących belki cienkościenne z płytami warstwowymi wiązało się również z powstaniem złożonym mechanizmami zniszczenia układu. Uzupełnieniem przeprowadzonych badań eksperymentalnych było wykonanie symulacji numerycznych belek cienkościennych niestężonych poszyciem. Belki zamodelowane zostały jako elementy powłokowe obciążone na dwa sposoby: obciążeniem równomiernie rozłożonym na pasie górnym belki oraz siłą skupioną w środku rozpiętości belki. Otrzymane wyniki oraz mechanizmy zniszczenia porównano z wynikami laboratoryjnymi belki stężonej płytą warstwową. Wykazano, że belka niestężona płytą warstwową wykazuje prawie dwukrotnie niższą nośność niż belka stężona.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This work investigates the thermo-mechanical bending response of porous functionally graded sandwich plates which can be considered for military and civil use. Integral four-unknown shear deformation theory is proposed to present the kinematic of the structure. The differential equilibrium equations are determined via the principle of virtual work and solved with Navier’s procedure. The influence of porosity parameters is examined to explain the structural integrity of such structures that can be utilized in military and civil industries. In addition, a detailed parametric investigation is performed to highlight the impact of the “volume fraction variation”, “geometrical ratios” and “thermal load” on thermo-mechanical bending response of the porous functionally graded sandwich plates.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper investigated the bending performance of post-fire lightweight polyethylene metal sandwich panels with different aspect ratios and span conditions using actual fires and post-fire three-point bending tests. The damage patterns and buckling behavior of sandwich panels after an actual fire are discussed. The effects of lamination with dimensional ratios (vertically and horizontally laminated) and span (single and double-span) on parameters, such as fire spread behavior, buckling behavior, load-deflection, bending modulus degradation efficiency, and residual bending stiffness were investigated. The results showed that the double-span fixation mode formed a double-peaked flame, becoming more evident as the aspect ratio decreased. The double-span helped suppress the upward propagation of the flame and reduced the degradation of the bending modulus. The bending stiffness was 10-20% higher than that of the single-span sandwich panels. In addition, the maximum service limit deflection of post-fire sandwich panels with different spans was also derived based on the normal limit of use standard.
The article presents a method for strength calculations for a sandwich panel with ribs. The developed method of calculating sandwich panels with ribs takes into account local disturbances of the stress field in the vicinity of various design properties. The calculation method is based on the use of generalized functions, it allows the determination of the state of stresses and deformations, as well as stiffness and stability of multilayer plates.
PL
W artykule przedstawiono metodę obliczeń wytrzymałościowych płyty warstwowej z użebrowaniem. Opracowana metoda obliczania płyt warstwowych z użebrowaniem uwzględnia lokalne zaburzenia pola naprężeń w sąsiedztwie różnych nieruchomości projektowych. Metoda obliczeniowa oparta na wykorzystaniu funkcji uogólnionych pozwala na określenie stanu naprężeń i odkształceń oraz sztywności i stateczności płyt wielowarstwowych.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono informacje dotyczące wyboru odpowiedniego systemu oceny i weryfikacji stałości właściwości użytkowych samonośnych izolacyjno-konstrukcyjnych płyt warstwowych z dwustronną okładziną metalową, zgodnych z PN-EN 14509:2013-12. W zależności od systemu oceny opisano zakres odpowiedzialności producenta i zadania jednostki notyfikowanej oraz ewentualne problemy z wyborem pomiędzy systemem 3 i 1 w przypadku klasy reakcji na ogień A, B, C. Omówiono również systemy oceny płyt warstwowych do zastosowania konstrukcyjnego, zgodnych z projektem normy EN 14509-2.
EN
The article presents information on the selection of an appropriate system of assessment and verification of constancy of performance for self-supporting double skin metal faced insulation panels compliant fromPN-EN 14509: 2013-12. Depending of the system, the manufacturer’s scope of responsibility and the tasks of the notified body are described and potential problems with the decision to choose between system 3 and 1 for fire reaction class A, B, C. Assessment systems for sandwich panels for structural application compliant form the draft of standard EN 14509-2 are also discussed.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Ze względu na szeroko stosowany proces wzmacniania za pomocą klejów/podkładów, spajania okładziny stalowej lakierowanej z rdzeniem wykonanym ze sztywnej pianki poliizocyjanurowej, proponuje się wykorzystanie doświadczenia producentów płyt zrzeszonych w AIA, tak aby trwałość łączenia warstw panelu można było łatwo i prosto sprawdzić; dodatkowo deklarujemy, że w produkcie zastosowano specjalne łączenie między warstwami, które jest odporne na wilgoć.
EN
Due to the widely used process of strengthening through adhesives/primers, bonding the varnished steel cladding with the core made of rigid polyisocyanurate foam, it is proposed to use the experience of panel producers associated in AIA, so that the durability of joining the layers in the panel is easily and easily checked additionally declare that the product uses a special bond between the layers, which is resistant to moisture.
Przedstawiono analizę wpływu sztywności podparcia na stateczność zginanych belek cienkościennych. Rozważono podpory bez usztywnienia oraz podpory usztywnione za pomocą żeberek. Wykonano analizy numeryczne i badania laboratoryjne.
EN
The paper investigates how the flexural stiffness of the support cleats influences on the thin-walled beams stability. The article considers two different types of support cleats: cleats without ribs and cleats stiffened by ribs. The numerical analyses of different types of the support cleats were performed. The numerical model was validated with laboratory experiment.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: This paper develops a new analytical solution to conduct the free vibration analysis of porous functionally graded (FG) sandwich plates based on classical plate theory (CPT). The sandwich plate made of the FGM core consists of one porous metal that had not previously been taken into account in vibration analysis and two homogenous skins. Design/methodology/approach: The analytical formulations were generated based on the classical plate theory (CPT). According to the power law, the material properties of FG plates are expected to vary along the thickness direction of the constituents. Findings: The results show that the porosity parameter and the power gradient parameter significantly influence vibration characteristics. It is found that there is an acceptable error between the analytical and numerical solutions with a maximum discrepancy of 0.576 % at a slenderness ratio (a/h =100), while the maximum error percentage between the analytical and experimental results was found not exceeding 15%. Research limitations/implications: The accuracy of analytical solutions is verified by the adaptive finite elements method (FEM) with commercial ANSYS 2020 R2 software. Practical implications: Free vibration experiments on 3D-printed FGM plates bonded with two thin solid face sheets at the top and bottom surfaces were conducted. Originality/value: The novel sandwich plate consists of one porous polymer core and two homogenous skins which can be widely applied in various fields of aircraft structures, biomedical engineering, and defense technology. This paper presents an analytical and experimental study to investigate the free vibration problem of a functionally graded simply supported rectangular sandwich plate with porosities. The objective of the current work is to examine the effects of some key parameters, such as porous ratio, power-law index, and slenderness ratio, on the natural frequencies and damping characteristics.
The influence of sheeting made by sandwich panels on the lateral-torsional buckling resistance of hot rolled purlin was studied in this paper. The actual shear and torsional stiffness as well as resistance of connections between sandwich panel and purlins were considered in analysis. Parameters of these factors were determined using the finite element method, as well as by own experimental tests. Simple models with beam elements were used in LBA analysis to calculate the critical moments of the purlins. Advanced models with GMNIA analysis using shell elements was performed to simulate the behaviour of the purlins stabilized by sandwich panels. The results show that the stiffness of sheeting made by sandwich panels is insufficient to ensure the full protection of purlin against lateral-torsional buckling. The connections resistance also limited the ability of purlins stabilisation. Nevertheless including sandwich panels in purlin stability analysis results in a significant increase in their LTB resistance.
PL
W artykule przedstawiono możliwości i ograniczenia współpracy pomiędzy stalowymi płatwiami z kształtowników IPE a poszyciem z płyt warstwowych. Określono wartości sztywności postaciowej oraz przeciwskrętnej połączeń pomiędzy płatwiami a płytami warstwowymi. Przeprowadzone analizy wykazały, że sztywności te są niewystarczające do zapewnienia pełnej stablizacji płatwi. Niemniej jednak uwzględnienie w/w współpracy pozwala na bardziej ekonomiczne projektowanie płatwi, ponieważ nawet niewielkie wartości sztywności połączeń pomiędzy płatwią a płytami warstwowymi skutkują wyraźną poprawą nośności płatwi na zwichrzenie, co przedstawiono w Tablicy 1.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.