Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Krótkoterminowe testy pełzania ścinanych połączeń klejonych w kompozytach drewniano-betonowych

Śliwa-Wieczorek Klaudia, Derkowski Wit, Binder Eva

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 2

6--10

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań krótkotrwałych i reologicznych przyrostu odkształceń w teście wypychania (push-out test) w przypadku dwuzakładkowych połączeń klejonych. Łącznie przebadano 15 próbek złożonych z elementów wykonanych z drewna klejonego krzyżowo (CLT) oraz prefabrykowanych płyt betonowych. Połączenie między elementami wykonano jako klejone z użyciem innowacyjnych prefabrykowanych złączy podatnych o grubości 3 mm, w trzech konfiguracjach powierzchni klejenia. Celem badań było określenie wpływu geometrii połączenia klejonego na początkowy przyrost odkształceń w czasie. Wykazano, że pełzanie przebiega nieliniowo w czasie t1 = 800 s niezależnie od powierzchni klejenia, a następnie zwiększa się w sposób liniowy. W przeprowadzonych badaniach złączy pasmowych uzyskano przyrost początkowego pełzania o ok. 10% mniejszy w przypadku złączy ułożonych w kierunku obciążenia niż w kierunku prostopadłym. Wykazano również, że wartości pełzania nie są wprost proporcjonalne do wielkości naprężenia ścinającego.

EN

This paper presents the results of a study of short-term rheological strain increments in a push-out test for double-lap glued joints. A total of 15 specimens consisting of cross laminated timber (CLT) elements and precast concrete slabs were tested. The joint between the elements was made as a glued joint using innovative 3 mm thick prefabricated flexible joints in three bonding configurations. The aim of the study was to investigate the influence of the adhesive joint geometry (type A with 600 cm2 glue, B - 200 cm2 in strips parallel to the load axis and C - 200 cm2 in strips in the perpendicular direction) on the initial deformation increase over time. Creep phenomenon was shown to be nonlinear for an initial time range of t1 = 800 s regardless of the adhesive area, and then to increase in a linear manner. In the tests carried out on strip joints, the increments of initial creep were obtained to be about 10% smaller for joints arranged in the load direction than for those arranged in the perpendicular one. It was also shown that the creep values are not directly proportional to the magnitude of the shear stress.

2

Struktura stali S304H po 20 000 godzin starzenia

Wersta Robert, Zieliński Adam

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2023

|

nr 5-6

8--15

PL

Zaprezentowane w artykule wyniki badań stanowią element charakterystyk materiałowych stali nowej generacji, które wykorzystane są w pracach projektowych urządzeń ciśnieniowych kotłów parowych oraz w pracach diagnostycznych podczas eksploatacji.

3

Badania odkształceń pełzania wysokowytrzymałej zaprawy cementowej modyfikowanej włóknami stalowymi

Bywalski Czesław

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 11

46--50

PL

Celem artykułu było przedstawienie wyników, prowadzonych przez 1,5 roku, badań odkształceń pełzania wysokowytrzymałej zaprawy cementowej modyfikowanej włóknami stalowymi. Badano zaprawy z zawartością włókien: 0, 50, 100 i 150 kg/m3. Dodatek włókien nieznacznie zmniejszył odkształcenia pełzania, jednak stopień ich redukcji nie zależał istotnie od ich ilości. Wyniki badań mogą służyć rozszerzeniu baz danych dotyczących pełzania kompozytów cementowych, które aktualnie są zbyt skromne, by było na ich podstawie możliwe opracowanie nowych lub zmodyfikowanie istniejących modeli empirycznych pełzania, na co zwraca się uwagę w publikacjach dotyczących przedstawianej tematyki.

EN

The aim of the article was to present the results of creep deformation tests conducted for 1.5 years on high-strength cement mortar modified with steel fibers. Mortars with fiber contents of 0, 50, 100 and 150 kg/m3 were tested. The addition of fibers slightly reduced the creep strains, but the degree of their reduction did not depend significantly on the fiber content. The research results can be used to expand the databases on the creep of cement composites, which are currently too modest to enable the development of new or modification of existing empirical models of creep, which is emphasized in current publications on the presented topic.

4

Steam turbines for flexible operation

Biesinger Frank, Huáscar Lorini, Banaszkiewicz Mariusz

Energetyka

|

2023

|

nr 12

706--713

EN

The demand for more flexible operation of power plants has increased significantly in the last few years. Increased numbers of starts, operating hours and ramp rates result in accelerated lifetime consumption of the steam turbine components. Nowadays, one of the major tasks is to assess the capabilities of existing steam turbine units in terms of more flexible operation. New concepts are developed to allow improved flexible operation with associated thermal stress protection of components. New calculation methods support this approach and help to best utilize the remaining lifetime for future operation. The current lifetime status has to be established first and the remaining lifetime is then available to be utilized and distributed for future operation. The assessment of components is done by using the Finite Element Method with creep and transient calculations. Implementation of a state-of-the-art thermal stress control system allows adjustment of the stress calculator settings to the needs of the re-allocated remaining life. There are also options available to enhance flexible operation within an existing steam power plant, e.g. a reconditioning of the existing rotor with particular focus on the first blade groove or exchange an existing component for one with superior properties.

PL

W ostatnich kilku latach znacząco wzrosło zapotrzebowanie na elastyczną eksploatację elektrowni zawodowych. Zwiększona liczba rozruchów, godzin pracy oraz wyższe tempa zmian mocy skutkują przyspieszonym zużyciem elementów turbin parowych. Obecnie jednym z głównych zadań jest ocena możliwości poprawy elastyczności eksploatacji aktualnie pracujących bloków parowych. Opracowano tutaj nowe koncepcje zwiększające elastyczność pracy z jednoczesnym zabezpieczeniem elementów od naprężeń termicznych. Umożliwiły to nowe metody obliczeniowe, które jednocześnie wspomagają jak najlepsze wykorzystanie trwałości resztkowej w dalszej eksploatacji. W pierwszym kroku określa się aktualny stan żywotności a następnie dostępną żywotność resztkową rozkłada się na dalszą eksploatację. Ocena żywotności elementów wykonywana jest za pomocą metody elementów skończonych wykorzystywaną w obliczeniach pełzania i zmiennych warunków pracy. Implementacja nowoczesnego systemu kontroli naprężeń termicznych umożliwia dostosowanie jego nastaw do potrzeb realokowanej trwałości resztkowej. Dostępne są również inne opcje poprawy elastyczności istniejących bloków, np. odnowa wirnika ze szczególnym uwzględnieniem pierwszego wrębu łopatkowego lub wymiana elementu na nowy o lepszych własnościach.

5

A new ANN rheological model of a comply polymer in temperature spectrum

Stręk Anna M.

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 1

231--243

EN

The article presents modelling using artificial neural networks (ANN) of the phenomenon of creep of comply polymer SIKA PS which can be used in various applications in civil engineering. Data for modelling was gathered in compressive experiments conveyed under a set of fixed conditions of compressive stress and temperature. Part of the data was pre-processed by smoothing and rediscretisation and served as inputs and targets for network training and part of the data was left raw as control set for verification of prognosing capability. Assumed neural network architectures were one- and two-layer feedforward networks with Bayesian regularisation as a learning method. Altogether 55 networks with 8 to 12 neurons in varying structural configurations were trained. Fitting and prognosing verification was performed using mean absolute relative error as a measure; also, results were plotted and assessed visually. In result, the research allowed for formulation of a new rheological model for comply polymer SIKA PS in time, stress and temperature field domain with fitting quality of mean absolute relative error 1.3% and prognosis quality of mean absolute relative error 8.73%. The model was formulated with the use of a two-layer network with 5 + 5 neurons.

PL

Polimery podatne stanowią ważny materiał wykorzystywany w budownictwie oraz inżynierii lądowej. Ich zastosowania obejmują często połączenia klejone elementów konstrukcyjnych, mogą być wykorzystane do wzmocnienia zabytkowych konstrukcji murowych w miejsce uszkodzonej zaprawy, a także jako warstwy łączące w zabezpieczeniach przeciwzderzeniowych budynków przy zagrożeniu trzesieniami ziemi, jak również jako składniki dylatacyjne. Podane przykłady nie wyczerpują oczywiście zakresu stosowalności rozważanego materiału w budownictwie, pokazują jednak, że w czasie pracy może być on poddany długotrwałym stałym obciążeniom (np. ciężar własny) oraz ekspozycji na podwyższone temperatury - np. bezpośrednie promieniowanie słoneczne na murowaną zabytkową elewację w gorącym klimacie lub obiekty specjalne, w których jest radiacja cieplna. Znajomość zachowania materiału poddanego obciążeniu długotrwałemu w podwyższonej temperaturze może być wykorzystana także do polepszenia ochrony pożarowej budowli. W artykule zaprezentowano badania służące opracowaniu modelu reologicznego dla polimeru podatnego PS SIKA oraz nowa propozycja takiego modelu. Zastosowano obliczenia z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych, dla których dane uczące oraz dane kontrolne stanowiły wyniki eksperymentalne. Eksperymenty polegały na ściskaniu próbek walcowych o średnicy d = 27 mm i wysokości ℎ = 54 mm. Czas obciążania wynosił około 100 h, zastosowano warunki stałe temperatury {20, 40, 60, 80}° oraz stałe warunki naprezenia {0.5, 1.0, 2.0} MPa w 12 kombinacjach.

6

Experimental tests of laminated glass with embedded steel mesh subjected to in-plane loading

Kozłowski Marcin, Wasik Dominik

Architecture Civil Engineering Environment

|

2023

|

Vol. 16, no. 3

77--88

EN

This article presents the issue of the in-plane post-breakage capacity of laminated glass elements. It presents the results of an ongoing research project that aims to develop novel reinforced, laminated glass elements with embedded steel woven mesh and increased post-breakage capacity. The research was focused on tensile strength tests in a custom-made experimental set-up. The tests were carried out on laminated glass samples consisting of two glass panes with 8, 10 and 12 mm thicknesses, bonded with an EVA Clear interlayer (3.04 mm thick). A total of 36 reference and reinforced samples were tested (6 series of 6 samples each). During the tests, an increase in load after glass breakage was observed for all samples, however, the samples reinforced with steel mesh showed much better strength in the post-breakage phase. It was found that the steel woven mesh embedded in laminated glass increases the post-breakage capacity by approximately 300% compared to the reference samples.

7

Właściwości reologiczne betonu lekkiego na kruszywie spiekanym

Lewiński Paweł, Fedorczyk Zbigniew, Zacharski Łukasz, Rogowska Anna

Przegląd Budowlany

|

2022

|

R. 93, nr 5-6

70--75

PL

Zastosowanie betonu lekkiego na kruszywie spiekanym do sprężonych konstrukcji obiektów budowlanych było przedmiotem najnowszych prac wielu autorów. Wykorzystując specjalny beton lekki na kruszywie spiekanym, jako materiał gwarantujący obniżenie ciężaru własnego konstrukcji, przy zachowaniu wymaganych właściwości wytrzymałościowych betonu uzyskuje się - jak się okazuje - w elementach konstrukcji sprężonych dodatkową rezerwę w zakresie nośności i ugięć. Niezbędnym warunkiem tych nowych zastosowań jest wiarygodne przebadanie właściwości reologicznych rozpatrywanego betonu. W tym celu w Laboratorium Konstrukcji Budowlanych, Geotechniki i Betonu ITB, niezależnie od przeprowadzonych badań doraźnych właściwości wytrzymałościowych omawianego betonu lekkiego, prowadzone są prace mające na celu wyznaczenie właściwości reologicznych w zakresie długotrwałego skurczu i pełzania.

EN

The application of lightweight concrete on sintered aggregate for prestressed concrete structures has been the subject of recent works by many authors. By using a special lightweight concrete on sintered aggregate as a material that guarantees the reduction of the dead weight of the structure, while maintaining the required strength properties of concrete, it turns out that additional reserve capacity and deflection are obtained in the elements of prestressed structures. Reliable testing of the rheological properties of the considered concrete is a necessary condition for these new applications. For this purpose, in the Laboratory of Building Structures, Geotechnics and Concrete ITB, regardless of the conducted tests of short-term strength properties of the considered lightweight concrete, the tests are carried out to determine the rheological properties of long-term shrinkage and creep.

8

Aktualizacja modelu teoretycznego Mostu Rędzińskiego na podstawie pomiarów konstrukcji, po 10 latach eksploatacji

Żółtowski Krzysztof, Binczyk Mikołaj, Kalitowski Przemysław

Przegląd Budowlany

|

2022

|

R. 93, nr 5-6

76--81

PL

W roku 2020 zrealizowano prace badawcze, które miały na celu ocenę stanu konstrukcji Mostu Rędzińskiego we Wrocławiu po 10 latach eksploatacji. W ramach badań eksperckich wykonano pomiary sił w wantach mostu metodą wibracyjną, dokonano pomiarów geodezyjnych przęseł i pylonu oraz zbudowano model numeryczny. Model posłużył do oceny aktualnego stanu wytężenia elementów konstrukcji. Konieczne było przeprowadzenie aktualizacji pierwotnego modelu teoretycznego z uwagi na szereg istotnych zmian, które z upływem czasu zachodzą w konstrukcji, a które trudno precyzyjnie oszacować w trakcie projektowania. Zmiany te są efektem pełzania betonu, relaksacji stali i osiadania fundamentów. W artykule przedstawiono proces aktualizacji modelu teoretycznego mostu podwieszonego na podstawie wyników pomiarów. Uwzględniono w niej wpływ technologii budowy, pierwotny naciąg want, efekty reologiczne oraz osiadania podpór. Ostatecznie uzyskano model, w którym siły w wantach oraz trwałe deformacje przęseł i pylonu są zgodne z wartościami pomierzonymi. Potwierdzono, że w modelowaniu konstrukcji podwieszonej bardzo istotne jest precyzyjne określenie ciężaru własnego przęseł oraz sił naciągu w wantach. Niewielkie błędy w ich przyjęciu mogą skutkować dużymi błędami w wyznaczonej geometrii obiektu i siłach wewnętrznych.

EN

In 2020, research was performed to assess the condition of the structure of the Rędziński Bridge in Wrocław after 10 years of operation. As a part of expert research, the forces in the bridge cables were measured using the vibration method, geodetic measurements of the spans and the pylons were made, and a numerical model was created. The model was used to assess the current condition of the structural elements. It was necessary to update the original theoretical model due to a number of significant changes that occur over time in the structure, and which were difficult to precisely estimate during the design. These changes are the results of concrete creep, steel relaxation and foundation subsidence. The paper presents the process of updating the theoretical model of a cable-stayed bridge on the basis of measurement results. It takes into account the influence of construction technology, the primary tension of the cables, rheological effects and subsidence of supports. Finally, a model was obtained in which the forces in the cables and the deformation of the spans and the pylon are consistent with the measured values. It was confirmed that in modelling a cable-stayed bridge, it is very important to precisely determine the dead weight of the spans and the tension forces in the cables. Small errors in their estimation may result in large errors in the determined geometry of the structure and internal forces.

9

Drying shrinkage and creep properties of self-compacting concrete with expansive agent and viscosity modified admixture

Liu He, Duan Guangchao, Zhang Jingyi

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 3

539--551

EN

Self-Compacting Concrete (SCC) has been widely used in the filling layer of high-speed railways. The quality of the filling layer directly affects the durability, comfort, and safety of the track system. In this study, shrinkage characteristics and the creep behavior of SCC were investigated by compressive creep tests and shrinkage tests. They were performed on specimens with different loading levels with a calcium sulfoaluminate-based expansive agent (UEA) and viscosity modified admixture (VMA). Furthermore, based on the scanning electron microscope (SEM) morphology of hydration products and X-ray diffraction (XRD) analysis, the influence of admixtures on microstructure and mineral phases of SCC was analyzed. The results show that when concretes were loaded with the same stress level, the main factor influencing creep of SCC was the quantity and microstructure of amorphism and hydration crystal. The XRD and SEM result showed that UEA and VMA make the creep and shrinkage of SCC reduce obviously as the cementitious system grow many crystals in hydration products. The creep of NC was less than SCC with identical compressive strength. At the same time, the addition of UEA can improve the ability to resist drying shrinkage.

10

Damage mechanism of conventional joints and proposal of a novel joint for hollow-core slab bridges

Cui Yujun, Xue Xingwei, Yao Hao, Hua Xudong, Huang Yuanming

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 4

571--590

EN

The prefabricated hollow-core slab bridge is a common bridge. In prefabricated hollow-core slab bridges, joints play an important role in connecting prefabricated slabs and ensuring the integrity of the bridge. However, as the service time of the bridge increases, conventional joints have a large number of typical diseases that affect the safety and durability of bridges. In this study, a three-dimensional finite element model of the entire construction phase is established to investigate the development difference of shrinkage and creep between joints and hollow-core slabs. The effects of vehicle load and temperature gradient on joints were analysed, the failure mechanism of joints was explored, and a novel joint was proposed. The results of a nonlinear analysis showed that the novel joint can effectively improve the mechanical performance of joints and cracks can be effectively controlled. Moreover, the novel joint solves the problem in that the conventional novel joint cannot be vibrated effectively.

11

Mesomechanical model for concrete creep with viscoelastic interface transition zone

Xu Zehua, Zhao Qingxin, Guo Weichao

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 2

art. no. e65, 1--15

EN

The interface transition zone (ITZ) effect on concrete creep performance was analyzed in this study. The ITZ was treated as a weakened matrix, which mechanical behavior could be described by the Burgers model. The proposed prediction model of concrete creep took account of the ITZ's viscoelasticity by combining the generalized self-consistent Mori–Tanaka method with the Laplace transformation principle. The model's experimental validation confirmed that it accurately simulated the creep behavior of concrete specimens with various fly ash and ground slag ratios. The existence of viscoelastic ITZ promotes the creep of concrete, and the maximum creep growth rate was attained in the concrete specimen with 60% ratio of fly ash. The effects of ITZ thickness and other parameters, the volume fraction of aggregates, and particularly ITZ contribution to concrete creep in the concrete specimens with five mix proportions at different loading ages were clarified and discussed in detail.

12

Impact of load retention on aircraft engine parts under real flight cycle conditions in service life monitoring

Yepifanov Sergiy, Brunak Andrii

Transactions on Aerospace Research

|

2021

|

Nr 3 (264)

47--57

EN

One of the major problems in the development of algorithms for monitoring the life of aircraft gas turbine engines is that the character of loading in real flight cycles is crucially different from the character of the static and dynamic loading during the testing of samples. This paper proposes a method for taking into account the effect of retentions at maximum stresses and cycle temperatures on the low-cycle fatigue (LCF) of the heat-resistant alloys used in engine parts. Regularities in repeated-static loading (RSL) are used in combination with the method of linear accumulation of damage due to the LCF and RSL, with retentions of a variable length. A non-linear equation is derived for the summation of these damages, the solution of which determines the durability (life) of the part while taking into account the retention duration. The theoretical results were verified by using the experimental characteristics of the GS-6K and EI-437B nickel-based alloys, previously reported by other researchers.

PL

Jednym z głównych problemów w opracowywaniu algorytmów do monitorowania trwałości lotniczych gazowych silników turbinowych jest to, że charakter obciążeń powstałych w rzeczywistych cyklach lotu różni się zasadniczo od charakteru obciążeń statycznych i dynamicznych obecnych podczas testowania próbek. W niniejszej pracy zaproponowano metodę pozwalającą uwzględnić wpływ retencji przy maksymalnych naprężeniach oraz temperatur cyklicznych na zmęczenie niskocyklowe (LCF) stopów żaroodpornych używanych w elementach silnika. Wykorzystano regularności w powtarzalnym obciążeniu statycznym (RSL) w połączeniu z metodą linearnej akumulacji uszkodzeń wynikających ze zmęczenia niskocyklowego i powtarzalnego obciążenia statycznego, z retencjami o zmiennej długości. Dla sumowania tych uszkodzeń wyprowadzono nieliniowe równanie, którego rozwiązanie określa trwałość (żywotność) elementu z uwzględnieniem czasu trwania retencji. Wyniki teoretyczne zostały zweryfikowane na podstawie charakterystyk doświadczalnych stopów na bazie niklu GS-6K i EI-437B, zaczerpniętych z wcześniejszych prac innych zespołów badawczych.

13

Badanie relaksacji i pełzania wybranych papierów pakowych

Szmidt Karolina, Stanisławska Anna

Przegląd Papierniczy

|

2021

|

R. 77, nr 12

661--667

PL

Celem pracy było opracowanie metody testowej umożliwiającej badanie pełzania i relaksacji naprężeń oraz zastosowanie tej metody do oceny właściwości reologicznych papierów pakowych. Wyznaczono zależność reologiczną obciążenie-odkształcenie, a także obciążenie zrywające i wydłużenie w momencie zerwania. Podczas badań relaksacji naprężeń i pełzania, zadane odkształcenia i obciążenia stanowiły 60% tych wartości dla granicy wytrzymałości danego materiału. Dla wszystkich przebadanych papierów relaksacja naprężeń była wyższa dla kierunku maszynowego (MD), a pełzanie było na ogół większe dla kierunku poprzecznego (CD). Najwyższą relaksacją naprężeń charakteryzował się liner-MD, a najniższą – clupak-CD. Z kolei najwyższe pełzanie zaobserwowano dla papieru clupak-CD, a najniższe dla papieru natron-MD. Najmniejszą anizotropię relaksacji naprężeń i pełzania zaobserwowano dla papieru clupak. Uzyskane wyniki pozwoliły na przeprowadzenie analizy zachowania się wybranych papierów pakowych podczas wystawienia ich na działanie obciążeń nieniszczących.

EN

The objective of the presented work was to develop a test method that enables the study of creep and stress relaxation and the use of this method to assess the rheological properties of packaging papers. The rheological dependence load – elongation, breaking load and elongation at break were determined. During the stress relaxation and creep experiments, the set elongation and load were equal to 60% of these values at break. For all tested papers, the stress relaxation was higher for the machine direction (MD), and the creep was generally greater for the cross direction (CD). The highest stress relaxation was found for the liner-MD, and the lowest – for the clupack-CD. The highest creep was observed for clupak-CD paper, and the lowest for natron-MD paper. The lowest anisotropy of stress relaxation and creep was for the clupack paper. The applied method made it possible to analyze the behavior of selected packaging papers when subjected to non-destructive loads.

14

Concept of advanced lifetime monitoring system for steam turbines

Banaszkiewicz Mariusz

Diagnostyka

|

2021

|

Vol. 22, No. 1

23--29

EN

The increasing share of renewables in electricity production adversly affects the operation of thermal plants, including steam turbine units. Intermittency of renewable sources results in high variability of steam turbine operating conditions, which together with the inherent scatter of turbine operating parameters significantly complicates their lifetime assessment. The paper presents a concept of lifetime monitoring system in scope of creep-fatigue damage. The system is based on online and offline calculations, performs online analysis of measurement data and takes into account the results of material tests. Functionality of the system main modules is described and mathematical models suitable for online calculations are presented. A general concept of hardware configuration for the system is proposed as well.

PL

Wzrastający udział odnawialnych źródeł energii w produkcji prądu ma niekorzystny wpływ na pracę elektrowni cieplnych, w tym bloków parowych. Niestabilność źródeł odnawialnych skutkuje dużą zmiennością warunków pracy turbin parowych, co w połączeniu z nieodłącznym rozrzutem parametrów pracy turbin w znaczący sposób komplikuje ocenę ich żywotności. W artykule przedstawiono koncepcję systemu monitorowania żywotności w zakresie zużycia zmęczeniowo-pełzaniowego. System ten oparty jest na obliczeniach w trybie online i offline, wykonuje na bieżąco analizę danych pomiarowych oraz uwzględnia wyniki badań materiałowych. Omówione zostały funkcje głównych modułów systemu wraz z propozycją modeli matematycznych odpowiednich do obliczeń w trybie online. Zaproponowano również ogólną koncepcję konfiguracji sprzętowej systemu.

15

A roadway in close distance to coal seam in deep mine: location selection and supporting practice based on creep characteristics of surrounding rocks

Wang Xufeng, Wang Jiyao, Chen Xuyang, Chang Zechao

Archives of Mining Sciences

|

2021

|

Vol. 66, no. 3

407--419

EN

In deep mines, since the broken surrounding rocks & high-stress level of a roadway being near a coal seam, the creep characteristics of surrounding rocks should be considered as the main influencing factor in the selection for the roadway’s location of the lower coal seam. Both VI15 and VI16-17 coal seams of the Pingdingshan No. 4 Coal Mine, in China, Henan province, are close coal seams with a depth of around 900 m. According to the traditional formula calculation results, when the lower coal seam roadway is staggered 10 m to the upper coal seam goaf, the roadway pressure behaviour is significant, and the support becomes difficult. In this paper, the properties of surrounding rock were tested and the influence of lower coal seam on the stress state of surrounding rock is analysed by numerical simulation, and systematic analysis on the stress and creep characteristics of the surrounding rock of the mining roadway and its effects on the deformation is performed. The results demonstrated that the roadway’s locations in the lower coal seam can be initially divided into three zones: the zone with accelerated creep, the transition creep zone and the insignificant creep zone. The authors believed that the roadway layout in an insignificant creep zone can achieve a better supporting effect. Based on the geological conditions of the roadway 23070 of the VI16-17 coal seam of the Pingdingshan No. 4 Coal Mine, combined with the above analysis, a reasonable location of roadway (internal offset of 30 m) was determined using numerical simulation method. The reliability of the research results is verified by field measurement. The above results can provide a reference for selecting the roadway’s location under similar conditions.

16

Creep Behaviors at 275°C for Aluminum-Matrix Nano-composite under Different Stress Levels

Azadi M., Behmanesh A., Aroo H.

Archives of Foundry Engineering

|

2021

|

Vol. 21, iss. 3

81--89

EN

Aluminum alloys, due to appropriate strength to weight ratio, are widely used in various industries, including automotive engines. This type of structures, due to high-temperature operations, are affected by the creep phenomenon; thus, the limited lifetime is expected for them. Therefore, in designing these types of parts, it is necessary to have sufficient information about the creep behavior and the material strength. One way to improve the properties is to add nanoparticles and fabricate a metal-based nano-composite. In the present research, failure mechanisms and creep properties of piston aluminum alloys were experimentally studied. In experiments, working conditions of combustion engine pistons were simulated. The material was composed of the aluminum matrix, which was reinforced by silicon oxide nanoparticles. The stir-casting method was used to produce the nano-composite by aluminum alloys and 1 wt.% of nanoparticles. The extraordinary model included the relationships between the stress and the temperature on the strain rate and the creep lifetime, as well as various theories such as the regression model. For this purpose, the creep test was performed on the standard sample at different stress levels and a specific temperature of 275 oC. By plotting strain-time and strain rate-time curves, it was found that the creep lifetime decreased by increasing stress levels from 75 MPa to 125 MPa. Moreover, by comparing the creep test results of nanoparticle-reinforced alloys and nanoparticle-free alloys, 40% fall was observed in the reinforced material lifetime under 75 MPa. An increase in the strain rate was also seen under the mentioned stress. It is noteworthy that under 125 MPa, the creep lifetime and the strain rate of the reinforced alloy increased and decreased, respectively, compared to the piston alloy. Finally, by analyzing output data by the Minitab software, the sensitivity of the results to input parameters was investigated.

17

Influence of innovative three-element binder on permanent deformations in recycled mixtures with emulsion and foamed bitumen

Mazurek Grzegorz, Iwański Marek, Buczyński Przemysław, Horodecka Renata

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2021

|

Vol. 21, no. 2

236--261

EN

This article is detected to the assessment of durable deformations of recycled mixtures made of foamed bitumen (MCAS) and emulsion (MCE). In the basic part of research and analyses, attention was focused on determining the scale of three-component composition modifying rheological phenomena of recycled mixtures and other selected features considering various methods of bituminous binder proportioning. Cement, hydrated lime, and dusts from cement dust extracting system were included in the composition hydraulic binder. In this paper, the effect of graining of recycled mixture was also taken into account. One of the main scientific aims of the paper was to evaluate the degree of changes in durable deformations described in the power model depending on proportions of elements making three-element hydraulic binder. In effect, it was pointed out that the influence of hydraulic binder differently affected the durable deformation of recycled mixture depending on ways of bitumen binder implementation. There-element binder exerted the highest influence on mechanical properties of mixtures with fine-grained mixtures made according to the MCAS technology. The presence of 4 groups of mixtures with different properties was demonstrated using the classification neuron net. Based on that information, a set of the most recommended solutions from the point of view of time deformation resistance, low sensitiveness to the load level at moderate stiffness was selected. The best representative among them was the arrangement with 20% of hydrated lime, less than 40% of CBPD dusts and 40 ÷ 60% of cement.

18

Rozwój uszkodzeń wewnętrznych w stalach chromowo-molibdenowych do zastosowań w energetyce konwencjonalnej

Sroka Marek

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2020

|

nr 1-2

62--68

PL

W artykule pokazano możliwość zastosowania metod metalograficznych do oceny stopnia uszkodzenia wewnętrznego stali chromowo-molibdenowych eksploatowanych w warunkach pełzania. Wykorzystanie obrazów struktur metalograficznych uzyskanych w wyniku badań w skaningowym mikroskopie elektronowym lub w mikroskopie konfokalnym pozwala zaklasyfikować materiał pod względem stopnia uszkodzenia wewnętrznego. Stanowi ono jedno z istotnych kryteriów dopuszczenia elementu do dalszej eksploatacji lub też podstawę do wymiany elementu instalacji ze względu na zbyt duże jego zniszczenie w wyniku równoczesnego działania podwyższonej temperatury i naprężenia.

EN

The article presents the possibility of using metallographic methods to assess the degree of internal damage to chromium-molybdenum steels operated in creep conditions. Using images of metallographic structures obtained as a result of scanning electron microscopy or confocal microscopy enables classifying a material in terms of the internal damage degree. It is one of the important criteria for approving an element for further operation or is the basis for replacing the element of an installation due to its excessive destruction as a result of the simultaneous action of elevated temperature and stress.

19

Sposób wyznaczania czasu bezpiecznej eksploatacji urządzeń energetycznych na podstawie badań pełzania

Dobrzański Janusz, Zieliński Adam

Nowa Energia

|

2020

|

nr 2/3

40--44

PL

Przedstawiono sposób wyznaczania trwałości resztkowej i resztkowej trwałości rozporządzalnej na podstawie skróconych prób pełzania dla różnych poziomów temperatury wyższej od eksploatacyjnej i przy poziomie naprężenia odpowiadającego eksploatacyjnemu. Zaproponowano sposób wyznaczania udziału trwałości rozporządzalnej w trwałości oraz wyznaczanie czasu bezpiecznej eksploatacji poza obliczeniowy.

20

Experimental and numerical study on the effect of creep behavior on epoxy composites reinforced with yttrium oxide powder

Abed B. H., Jadee K. J., Battawi A. A.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2020

|

Vol. 25, no. 4

203--213

EN

The creep test is one of the important approaches to determining some mechanical properties of composite materials. This study was carried out to investigate the creep behaviour of an epoxy composite material that was reinforced with Y2O3 powder at weight ratios of 2%, 7%, 12%, 17% and 22%. Each volume ratio was subjected to five loads over the range of 1N to5N at a constant temperature of 16 ± 2°C. In this work, creep behaviour, stress and elasticity modulus were studied through experimental and numerical analyses. Results showed that increasing the weight ratio of Y2O3 powder enhanced creep characteristics.