Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effective properties of periodic media in elastodynamic problems

Yera Rolando, Méndez Carlos G., Sánchez Pablo J., Huespe Alfredo E.

Computer Methods in Materials Science

|

2021

|

Vol. 21, No. 3

139--148

EN

This paper describes a homogenization model for evaluating the effective elastodynamic properties of acoustic metamaterials in problems involving wave propagation. The methodology is based on determining the constitutive equations in terms of averaged quantities observed at the macroscale. In this sense, the approach very closely follows the pioneering ideas introduced by Willis, and afterwards, followed by several authors in the last ten years. The distinctive characteristic of our approach is that we write the microscale equation in the spatial domain. The model is validated with previous results published in the literature, and our results replicate them almost exactly. The resulting homogenization model could be used as an additional tool for the topology design of acoustic metamaterials.

2

Experimental study on fatigue failure evolution in composite plate monitored by wave propagation method

Stawiarski Adam, Barski Marek, Muc Aleksander

Vibrations in Physical Systems

|

2020

|

Vol. 31, nr 2

art. no. 2020227

EN

In this study, the elastic wave propagation method is used to observe the initiation and evolution of the fatigue failure form in the multilayered composite plate with an elliptical hole. The experimental tests with the use of active, pitch-catch elastic wave measurement techniques are used during the fatigue test of the composite specimens. The fatigue tests were preceded by the numerical, finite element analysis of the elastic wave propagation phenomenon in a composite plate with an elliptical hole. The sequential measurement related to the number of cycles during the fatigue tests was assumed. The time of flight (ToF) and amplitude change was monitored by piezoelectric sensors localized in the area of predictable failure form evolution. The analysis of the dynamic response of the structure under fatigue loading conditions by a relatively small number of piezoelectric transduces allows us to build cost-effective Structural Health Monitoring (SHM) system for damage detection and monitoring of the failure form evolution.

3

Micro-vibrations and wave propagation in biperiodic cylindrical shells

Tomczyk B., Litawska A.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 22, nr 3

789--807

EN

The objects of consideration are thin linearly elastic Kirchhoff-Love-type circular cylindrical shells having a periodically microheterogeneous structure in circumferential and axial directions (biperiodic shells). The aim of this contribution is to study a certain long wave propagation problem related to micro-fluctuations of displacement field caused by a periodic structure of the shells. This micro-dynamic problem will be analysed in the framework of a certain mathematical averaged model derived by means of the combined modelling procedure. The combined modelling applied here includes two techniques: the asymptotic modelling procedure and a certain extended version of the known tolerance non-asymptotic modelling technique based on a new notion of weakly slowly-varying function. Both these procedures are conjugated with themselves under special conditions. Contrary to the starting exact shell equations with highly oscillating, non-continuous and periodic coefficients, governing equations of the averaged combined model have constant coefficients depending also on a cell size. It will be shown that the micro-periodic heterogeneity of the shells leads to exponential micro-vibrations and to exponential waves as well as to dispersion effects, which cannot be analysed in the framework of the asymptotic models commonly used for investigations of vibrations and wave propagation in the periodic structures.

4

Modeling of axisymmetric waves in a piezoelectric circular fiber coated with thin film

Selvamani R.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2017

|

Vol. 21, nr 3

637--648

EN

Mathematical modeling of axisymmetric waves in a piezoelectric fiber of circular cross section coated with thin film is studied using three-dimensional theory of piezoelectricity. Potential functions are introduced to uncouple the equations of motion, electric conduction equations. The surface area of the fiber is coated by a perfectly conducting gold material. The frequency equations are obtained for longitudinal and flexural modes of vibration and are studied numerically for PZT-4 ceramic fiber. The computed nondimensional frequencies and attenuation for fiber with and without coating are presented in the form of dispersion curves.

5

Modelowanie zjawiska wybuchu w aspekcie oddziaływań wyjątkowych na budynek

Giżejowski M., Kwaśniewski L., Wierzbicki S., Juszczyk W., Szczerba R.

Inżynieria i Budownictwo

|

2015

|

R. 71, nr 8

434--438

PL

Omówiono modelowanie zjawiska wybuchu i związanych z nim oddziaływań na budynki jako wynik propagacji fali uderzeniowej od eksplozji. Na podstawie analizy literatury dokonano syntezy empirycznych metod wyznaczania parametrów fali uderzeniowej od detonacji ładunków zewnętrznych. Wyniki uzyskane z podejścia analitycznego porównano z wynikami eksperymentu w małej skali i analizy numerycznej.

EN

This paper focuses on issues related to modelling of blast phenomenon and related actions on buildings as a result of blast wave propagation. On the basis of the state-of-the-art review, empirical methods for determining of basic blast wave characteristics of external explosions were presented. Results arising from the application of analytical approach were confronted with those obtained from a small-scale natural experiment and numerical analysis.

6

Analiza możliwości oceny stanu technicznego kotew gruntowych za pomocą propagacji fal prowadzonych

Zima B., Rucka M.

Inżynieria i Budownictwo

|

2015

|

R. 71, nr 11

614--616

PL

Przedstawiono identyfikację długości swobodnej cięgna kotew gruntowych z wykorzystaniem metody propagacji fal prowadzonych. Badano propagację fal w modelach kotew w skali laboratoryjnej z różnymi długościami buławy.

EN

The paper presents the identification of the free length of the tendon in ground anchors using guided wave propagation technique. Experimental investigations of wave propagation were carried out on laboratory scale anchors with different bonding lengths.

7

Wave Propagation Modeling and Amplitude-Variation-with-Offset Response in a Fractured Coalbed

Lin Q-X., Peng S-P., Du W-F., Shi S-Z., Gou J-W.

Acta Geophysica

|

2015

|

Vol. 63, no. 3

815--842

EN

Coalbed methane can be detected employing the amplitudevariation- with-offset technique. However, there are two issues in applying this technique to a coalbed: strong azimuthal anisotropy resulting from high-density fractures, and the seismic response being composed of many or several individual reflections within the coalbed. To overcome these difficulties, we present an exact solution for reflections in extensive dilatancy anisotropy media. First, we build a three-layer model and simulate the wave propagation in this model. Then we derive an exact P- and converted S-wave reflection coefficient equation based on boundary conditions. Finally, substituting given model parameters into the exact equation, we obtain the variation in the reflection coefficient with incidence angle. The results show that the fracture factors, wavelet frequency and thickness of the coalbed have different effects on the reflection coefficient. Furthermore, we create a synthetic seismogram by forward calculation, and the result fits well with results of the exact equation.

8

Aplication of guided wave propagation in diagnostics of steel bridge components

Rucka M., Zima B., Kędra R.

Archives of Civil Engineering

|

2014

|

Vol. 60, nr 4

493--515

EN

Early detection of potential defects and identification of their location are necessary to ensure safe, reliable and long-term use of engineering structures. Non-destructive diagnostic tests based on guided wave propagation are becoming more popular because of the possibility to inspect large areas during a single measurement with a small number of sensors. The aim of this study is the application of guided wave propagation in non-destructive diagnostics of steel bridges. The paper contains results of numerical analyses for a typical railway bridge. The ability of damage detection using guided Lamb waves was demonstrated on the example of a part of a plate girder as well as a bolted connection. In addition, laboratory tests were performed to investigate the practical application of wave propagation for a steel plate and a prestressed bolted joint.

9

Wpływ drobnoziarnistości struktury pierwotnej staliwa na prędkość fali ultradźwiękowej

Bartocha D., Suchoń J., Baron C., Szajnar J.

Archives of Foundry Engineering

|

2013

|

Vol. 13, iss. 2 spec.

5--9

PL

W artykule przedstawiono próbę określenia zależności między stopniem rozdrobnienia struktury pierwotnej staliwa, który jest wynikiem modyfikacji, i prędkością propagacji fali ultradźwiękowej w materiale. Znalezienie takiej zależności umożliwiałoby oszacowanie wielkości ziarna pierwotnej struktury wybranych fragmentów odlewów staliwnych metodą nieniszczącą. Co w efekcie może doprowadzić do opracowania metod szacowania wartości właściwości mechanicznych przez pomiar prędkości rozchodzenia się fal ultradźwiękowych w odlewaniu. W pracy przedstawiono wyniki pomiarów prędkości fal ultradźwiękowych w próbkach pobranych z niskostopowego staliwa konstrukcyjnego. Stopień rozdrobnienia struktury porównywano z pomiarów prędkości fal ultradźwiękowych, a wyniki zostały przeanalizowane i omówione.

EN

The work presents an attempt to determine the relationship between the refinement of the cast steel primary structure which is a result of modifying and the parameter of ultrasonic wave propagation in the material. Finding such a relationship would allow to on estimation of the grain size of the primary structure of selected fragments of cast steel castings with non-destructive methods. What in the long term can lead to the development of methods for estimating the value of the mechanical properties by measuring the velocity of ultrasonic wave propagation in the casting. This paper presents the results of ultrasonic wave velocity measurements in samples taken from low-alloy structural cast steel. Cast steel was modified using different modifiers to obtain diversity refinement of the primary structure. The degree of refinement of the structure was compared with the ultrasonic wave velocity measurements and the results have been analyzed and discussed.

10

Numeryczno - doświadczalne badanie właściwości mechanicznych materiałów typu aramidowy plaster miodu

Panowicz R., Barnat W., Niezgoda T., Dybcio P.

Modelowanie Inżynierskie

|

2011

|

T. 11, nr 42

319-324

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań płyty z panelem energochłonnym w postaci rdzenia z materiału typu plaster miodu (honeycomb). Panel został obciążony ładunkiem 2 kg TNT. Analizy numerycznej dokonano poprzez zamodelowanie ośrodka, w jakim rozchodzi się fala ciśnienia (Eulera) i płyty z panelem opisanymi elementami Lagrange'a. Wyniki przedstawionych doświadczeń posłużyły do walidacji modeli numerycznych struktur obciążonych impulsowo.

EN

The paper presents the analysis of a plate combined with layer made of honeycomb structure. The load applied to the panel was 2 kg of TNT. Numerical analysis was done by modelling both the plate with Lagrange elements and surrounding air with Euler elements. Presented results are a part of protection structure design process, and were used for model validation of structures loaded with an impulse. Pressure wave was modelled using Euler continuum mechanics whereas structure using Lagrange conservation laws.

11

Resonance effects in Beroulli-Fuler beams under traveling load with variable speed

Bogacz R., Frischmuth K.

Logistyka

|

2011

|

nr 6

EN

Moving loads induce also in Euler-Bernoulli beams traveling waves. For a harmonic force moving at constant speed there exist analytical solutions with well known ranges of validity in the speed/frequency plane, divided by critical resonance curves. Recent applications to railway mechanics require the study of the variable speed case. Due to the lack of analytical solutions, numerical techniques have to be developed. As in the analytical approach, the crucial point is the discussion of the Sommerfeld condition in the case of infinite domains. In this paper, a semi-discretization of the equations is used together with an absorbing boundary condition. The method is verified on solutions to the classical case.

PL

Ruchome siły powodują propagację fal biegnących w belkach nawet w przypadku modelu Bernoulliego-Eulera. Gdy siła harmoniczna przemieszcza się ze stałą prędkością, istnieją rozwiązania analityczne. Znane są zakresy różnych postaci rozwiązań na płaszczyźnie prędkości i częstości, które rozdzielane są krzywymi rezonansowymi. Aktualne zastosowania w mechanice kolejowej wymagają analizy również przypadku zmiennej prędkości. Z braku rozwiązań analitycznych trzeba rozwijać techniki numeryczne. Ważnym punktem w przypadku belek nieograniczonych jest uwzględnienie warunków Sommerfelda. W artykule stosuje się metodę semi-dyskretyzacji z absorbującymi warunkami brzegowymi, która weryfikowana jest porównaniem z rozwiązaniami klasycznymi.

12

Analiza tłumienia w lepko-sprężystej półprzestrzeni warstwowej

Gajewski M., Jemioło S.

Logistyka

|

2011

|

nr 6

EN

In this work, the damping caused by an extra layer in layered half-space is considered. Damping layer in the three-layer system has elastic or visco-elastic properties with stiffness about ten times smaller than the stiffness of the other two layers. The problem of propagation of the wave induced by pressure pulse in an infinite elastic half-space layer is modelled as a plane strain case and solved using a finite element package ABAQUS /Standard. Analyzing selected results for the vertical components of displacement and acceleration vectors can be concluded that reduction of the initial Young's modulus has a greater impact on increasing the damping properties than taking into account the viscous properties of the material (with relaxation times corresponding road materials).

PL

W pracy rozpatruje się tłumienie wywołane dodatkową warstwą w półprzestrzeni warstwowej. Warstwa tłumiąca w układzie trójwarstwowym ma właściwości sprężyste albo sprężysto-lepkie, a jej sztywność jest dziesięciokrotnie mniejsza niż sztywność pozostałych dwóch warstw. Zagadnienie propagacji fal wywołanych impulsem ciśnienia na powierzchni półprzestrzeni warstwowej modeluje się jako zadanie płaskiego stanu odkształcenia i rozwiązuje numerycznie stosując metodę elementów skończonych i program ABAQUS/Standard. Analiza wybranych wyników obliczeń w przypadku pionowych przemieszczeń i przyśpieszeń prowadzi do wniosku, że redukcja początkowego modułu Younga ma większy wpływ na tłumienie drgań niż uwzględnienie właściwości lepkich materiału (z czasami relaksacji odpowiadającymi materiałom drogowym).

13

Propagacja fali w uszkodzonym piezoelektrycznym pręcie warstwowym

Rzepka J., Kubik J.

Roczniki Inżynierii Budowlanej

|

2009

|

z. 9

89--92

EN

The problem of propagation of waves in a stratified bar with damage is analysed in yhe work. One gives a formulation of wave equations for a stratified bar which is composed of structural material and piezoelecric element. The piezoelecric element is considered here as a sensor determining value of global damage parameter of structural material.

14

Stiffness and mass matrices of FEM applicable dynamic infinite element with united shape basis

Kazakov K.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2009

|

Vol. 14, no 1

189-200

EN

This paper is devoted to the construction and evaluation of mass and stiffness matrices of elastodynamic four and five node infinite elements with united shape functions (EIEUSF), recently proposed by the author. Such elements can be treated as family elastodynamic infinite elements appropriate for multi-wave soil-structure interaction problems. The common characteristic of the proposed infinite elements is the so-called united shape function, based on finite number of wave shape functions. The idea and the construction of the united shape basis are described in brief. This element belongs to decay class infinite elements. It is shown that by appropriate mapping functions the formulation of such an element can be easily transformed to a mapped form. The results obtained using the proposed infinite elements are in a good agreement with the superposed results obtained by series of standard computational models. The continuity along the finite/infinite element (artificial boundary) line in two-dimensional substructure models is also discussed in brief. In this type of computational models such a line marks the artificial boundary between the near and the far field of the model.

15

Nieliniowa fala biegnąca w warstwie

Major I., Major M.

Budownictwo o Zoptymalizowanym Potencjale Energetycznym

|

2008

|

nr (5)

215--220

EN

This paper presents the analysis of nonlinear traveling waves in a thin layer composed of hyperelastic. Zahorski and Mooney-Rivlin materials. To classify the different solutions for traveling waves that are possible the phase plane methods in used.

16

In situ investigations of dynamic response of earth dam to non-uniform kinematic excitation

Dulińska J.

Archives of Civil Engineering

|

2006

|

Vol. 52, nr 1

37-58

EN

The paper presents results of in situ investigations of an earth dam at Czorsztyn-Niedzica to non-uniform kinematic excitation. The excitation was executed by use of a machine exciting harmonic vibrations of optional frequency ranging from 7 to 100 Hz. The machine located on the rocky slope of the valley, close to the dam (in longitudinal axis of the dam), caused vibrations of the subsoil and caused a non-uniform kinematic excitation. Location of the accelerometers was planned so as to make vibration measurements possible in three directions, close to the vibration source on the rocky subsoil and in the control gallery hewn in the rocky subsoil under the dam. Measurement results obtained in these points permitted to determine the wave velocity in the foundation rock. Vibration accelerations were also recorded in selected points of the dam crown for experimental verification of the numerically determined dynamic response. A theoretical model of non-uniform kinematic excitation was proposed. Vibration accelerations were compared in chosen control points: measured during in situ investigations and calculated assuming the proposed kinematic excitation model. Conformability of calculated and measured vibration accelerations gave a positive verification of the calculation model. This model was used for calculations of dynamic responses of the earth dam to a real seismic shock.

PL

Przedstawiono wyniki badań in situ odpowiedzi dynamicznej zapory ziemnej w Czorsztynie- Niedzicy na nierównomierne wymuszenie kinematyczne. Wymuszenie zrealizowano przy użyciu urządzenia wzbudzającego drgania harmoniczne z dowolną częstotliwością w zakresie od 7 do 100 Hz. Urządzenie, usytuowane na zboczu doliny, powodowało drgania podłoża skalnego, zaś fala wstrząsowa propagowała się pod obiektem, wywołując nierównomierne wymuszenie kinematyczne. Rozmieszczenie czujników zaplanowano tak, by możliwy był pomiar przyspieszenia drgań w trzech kierunkach blisko źródła drgań na podłożu skalnym i w galerii kontrolnej wykutej w podłożu skalnym pod zaporą. Wyniki pomiarów umożliwiły m.in. wyznaczenie prędkości propagacji fali w podłożu. Rejestrowano przyspieszenia drgań w wybranych punktach korony zapory w celu weryfikacji doświadczalnej odpowiedzi dynamicznej wyznaczonej numerycznie. Podano wyniki pomiarów prędkości propagacji fal wstrząsowych o różnych częstotliwościach w podłożu skalnym. Zaproponowano teoretyczny model nierównomiernego wymuszenia kinematycznego. Porównano przyspieszenia drgań w punktach kontrolnych: pomierzone w trakcie badań in situ oraz obliczone przy założeniu proponowanego modelu wymuszenia. Zgodność obliczonych i pomierzonych przyspieszeń drgań pozwoliła na pozytywną weryfikację modelu obliczeniowego. Model zastosowano do obliczeń dynamicznych zapory ziemnej poddanej działaniu rzeczywistego wstrząsu sejsmicznego.

17

High frequency modelling of one-layer straight coils

Elmer G.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2005

|

R. 81, nr 5

91-96

EN

The increasing electromagnetic noise level on electric networks and the even higher switching frequency of power supply units built into sensible electronic devices make necessary to have more precise modelling of transformers, taking into account also wave propagation along the coils. For a reliable forecast through simulation of transformers' reaction to incoming over-voltages and other interference a SPICE model will be proposed here for one-layer straight coils giving similar results to those given by measurements. An inductance will be introduced in series to the turn-to-turn capacitance making so able to model wave propagation along this shunt path of coils.

PL

Wzrost szumów elektromagnetycznych i wciąż wyższe częstotliwości przełączania źródeł zasilania powodują, że konieczne jest bardziej precyzyjne modelowanie transformatorów, biorąc pod uwagę propagacje falową w uzwojeniu. Model opracowany przy wykorzystaniu SPICE potwierdza możliwość zaistnienia przepięć i interferencji zgodnie z wynikami eksperymentów. Wprowadzono podzieloną szeregowo indukcyjność na przemian z pojemnościami co dało możliwość analizy zjawisk falowych w uzwojeniu.

18

High frequency modelling of multi-layer straight coils and transformers

Elmer G.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2005

|

R. 81, nr 7-8

80-85

EN

The increasing electromagnetic noise level on electric networks and the even higher switching frequency of power supply units built into sensible electronic devices make necessary to have more precise modelling of transformers, taking into account also wave propagation along their coils. For a reliable forecast through simulation of transformers' reaction to incoming over-voltages and other interference a SPICE model will be proposed here for multi-layer coils and transformers giving similar results to those given by measurements.

PL

Wzrost szumów elektromagnetycznych w sieciach zasilających i składowych w.cz. w układach wymusza konieczność bardziej precyzyjnego modelowania transformatorów, z uwzględnieniem propagacji falowej w uzwojeniach. Zaproponowano modelowanie przy użyciu programu SPICE uwzględniające efekty przepięć i interferencji. Porównano wyniki symulacji z badaniami eksperymentalnymi.

19

Thermo-electrodynamics of rigid superconductors

Cimmelli V. A., Oliveri F., Pace A. R.

Archives of Mechanics

|

2004

|

Vol. 56, nr 5

377-389

EN

This paper deals with a continuum model of rigid superconductors. It is assumed that their property of shifting to the superconductive state for suitable values of temperature and magnetic field is due to a vectorial internal variable, related to the superelectron current by a linear constitutive law. The compatibility of the model with the second law of thermodynamics is investigated. The propagation of thermo-electromagnetic waves through a one-dimensional conductor is analyzed as well. Comparison is made with different continuum approaches which may be found in the literature.

20

Analysis op annular detonation wave parameters

Włodarczyk E., Janiszewski J.

Journal of Technical Physics

|

2003

|

Vol. 44, no 1

19-34

EN

Theoretical, qualitative and quantitative analysis of annular detonation wave parameters is carried out. In accordance with the theory of detonation optics, the chemical reaction zone is replaced by the surface of strong discontinuity. This surface is termed the detonation wave front. It was found that in the upper layer of the cylindrical charge, the annular detonation wave propagates with a velocity comparable to the Chapman-Jouguet velocity, and its front is similar to the half-toroidal surface. The radial cumulation of the annular detonation wave parameters occurs in the direct neighbourhood of the charge axis. All the parameters, except for the specific volume, increase to infinity when the charge radius decreases to zero. The phenomena of the dissociation and ionization of detonation product in the cumulation state have been neglected, therefore the results obtained in the direct neighbourhood of the charge axis are of a qualitative character.