Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Elastic modules identification by layered composite beams testing

Diveyev B., Konyk S.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2015

|

Vol. 72, nr 1

14--22

EN

Purpose: The study aims to predict elastic properties of composite laminated plates from the measured mechanical properties. Design/methodology/approach: Elastic constants of laminates and damping properties have been determined by using an identification procedure based on experiment design, and multi-level theoretical approach. Findings: The present paper is the first attempt at proposing a novel adaptive procedure to derive stiffness parameters from forced sandwich plate’s vibration experiments. Research limitations/implications: In the future the extension of the present approach to sandwich plates with different core materials will be performed in order to test various experimental conditions. Practical implications: Structures composed of laminated materials are among the most important structures used in modern engineering and especially in the aerospace industry. Such lightweight and highly reinforced structures are also being increasingly used in civil, mechanical and transportation engineering applications. Originality/value: The main advantage of the present method is that it does not rely on strong assumptions on the model of the plate. The key feature is that the raw models can be applied at different vibration conditions of the plate by a suitable analytical ore approximation method

2

Wiarygodność ocen parametrów sprężystości ośrodków skalnych na dużych głębokościach

Pinińska J.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

nr 446 (1)

149--156

PL

Praca stanowi wprowadzenie do cyklu artykułów prezentowanych w niniejszym Biuletynie PIG przez zespół pracowników Zakładu Geomechaniki Uniwersytetu Warszawskiego, dotyczących oceny parametrów sprężystych ośrodków skalnych na dużych głębokościach na podstawie badań wytrzymałościowych (geomechanicznych) oraz geofizycznych (pomiar prędkości fali akustycznej). Prace te dotyczą: metodyki badań modelujących warunki ciśnienia i temperatury do głębokości 3,5 km w komorach termociśnieniowych (P. Łukaszewski, A. Dziedzic), analizy wyników laboratoryjnych badań wytrzymałościowych nad zróżnicowaniem głównych parametrów sprężystości typowych skał magmowych i osadowych zależnie od ich genezy i głębokości (A. Domonik) oraz zmienności prędkości propagacji fali ultradźwiękowej w zależności od ciśnienia i temperatury na modelowanej głębokości (A. Dziedzic, J. Pinińska). W niniejszym artykule przedyskutowano współczesne poglądy na niejednorodność rzeczywistego rozkładu naprężeń w górotworze i ograniczone możliwości jego wyznaczenia oraz wynikające z tego konsekwencje w niepewności oznaczania cech sprężystych ośrodków skalnych na podstawie pomiarów geofizycznych w warunkach zróżnicowanego naprężenia, nawodnienia, temperatury i dużych głębokości. Omówiono czynniki powodujące trudności korelowania cech sprężystych uzyskanych na drodze badań geomechanicznych oraz geofizycznych. Korelacje takie niezbędne są szczególnie do identyfikacji cech górotworu na dużych głębokościach, gdzie dostępne są jedynie pomiary prędkości fali sprężystej, ale również powszechnie stosowane w warunkach rozpoznania powierzchniowego. Niejednorodność ośrodków skalnych w odrębny sposób ujawnia się w funkcji zmian przebiegu fali sprężystej i parametrów sprężystości mechanicznej wraz głębokością. Stąd zbyt duże uogólnienia, zapożyczone z ogólnych zasad teorii sprężystości, zacierają rzeczywisty obraz zmian właściwości ośrodka skalnego w warunkach wysokich ciśnień i temperatury. Niepewność wzajemnej korelacji cech sprężystych uzyskanych na drodze badań geomechanicznych oraz geofizycznych bez indywidualnej analizy pogłębia niejednoznaczność metod interpretacji tych pierwszych. Różnice ocen modułu sprężystości, zależnie od przyjętego zakresu sprężystości, mogą dla tej samej skały dochodzić do 100%. Zatem istotą wiarygodnego tworzenia korelacji łączących parametry sprężystości uzyskane na drodze badań geofizycznych z danymi geomechanicznymi są kompleksowe, laboratoryjne badania wytrzymałościowe w komorach termociśnieniowych z równoczesną rejestracją charakterystyk odkształcenia oraz zmian prędkości fali sprężystej na znanym materiale skalnym, w warunkach wzrastającego ciśnienia symulującego warunki termiczne i ciśnieniowe w danych warunkach geologicznych. W pracy szczególną uwagę poświęcono analizie stanu wiedzy nad wiarygodnością ocen rzeczywistego stanu naprężeń w górotworze, gdyż ich ustalenie w skali regionalnej jest możliwe z dokładnością zaledwie do 20%, a w 70% globalnych przypadków naprężenia poziome są większe od pionowych. Na lokalną dystrybucję naprężeń wpływa natomiast przyrodnicza niejednorodność ośrodka skalnego. Wszystkie te czynniki powinny być uwzględnione przy doborze warunków badań i interpretowanych na ich podstawie parametrów sprężystości.

EN

The paper is an introduction to the other papers published in this volume, devoted to the methods and results of laboratory testing of rocks from great depths prepared by the authors from Department of Geomechanics: P. Łukaszewski and A. Dziedzic, A. Domonik as well as A. Dziedzic and J. Pinińska. In the paper the reliability of determination of rock elastic properties at great depths, due to geological factors, technological measuring inconsistencies, and erroneous methods of data interpretation are discussed. Possible diminishing of determination uncertainty would be dependable on accuracy of recognition of three essential factors: the local stress-field, local elastic properties of rock media, and the correctness of correlation of the mechanical and geophysical data. The actual accuracy for determination of stress distribution in a rock massif is considered to be within a range of 10 to 20 percent and the local deviations of horizontal strain may reach 15 to 25 percent at the distance of several meters. The axial deformation modulus under laboratory test conditions may be underestimated by several dozens of percents or overestimated up to 100 percent, what depends on certain standard rules applied to determination of a linear deformation interval according to Domonik & Dziedzic (2009). As it appears in geophysical field researches, the rocks at depth have the elastic deformation range higher than that defined in laboratory mechanical tests. It is the main reason for difficulties in correlating geophysical and the geomechanical data.

3

Pomiary ultradźwiękowe stałych sprężystości. Praktyka i teoria

Wilczyński A. P.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2007

|

z. 219

213--228

PL

Przedstawiona praca omawia część zagadnień związanych z pracami projektowymi, wykonawstwem i użytkowaniem stanowiska pomiarowego, podstawami teoretycznymi procesu, technikami obliczeniowymi oraz z szeregiem innych problemów występujących w praktyce. Praca powstała przy wyznaczaniu stałych materiałowych anizotropowych kompozytów polimerowych, jednak zastosowane metody mogą być użyteczne przy badaniu także innych materiałów.

EN

The paper presents some considerations on ultrasonic measurement techniques, giving the foundations of the method, theoretical background, outlines of the numerical treatment and given some practical solutions to some of the problems In experimentation. The has been however prepared while considering an application to measurements of elastic constants of polymeric composites, but the presented approach is general and can be useful for any given material.

4

Pomiary stałych sprężystości przy zginaniu belek

Wilczyński A.P.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2007

|

z. 219

373--378

PL

Wybór rodzaju próbki, stosowanej do wyznaczania stałych sprężystości zależy od wielu czynników, wśród których prostota, dostępność urządzeń, koszt i przyzwyczajenia badacza odgrywają zasadniczą rolę. Do najtańszych, najprostszych i najłatwiej dostępnych należą badania na zginanie. Wybierając ten rodzaj badań należy zdawać sobie sprawę z pewnych wymagań, nie zawsze znanych i wymaganych przez normalizację prób. Obecna praca zwraca uwagę na pewne z tych zagadnień. Przedstawione rozważania powstały przy pomiarach własności polimerów i kompozytów konstrukcjach, jest ona jednak dość ogólna dla zastosowania do innych materiałów. W przypadku badania kompozytów pamiętać należy, że podane zależności są prawdziwe jedynie na głównych kierunkach sprężystości.

EN

Selection of measurement samples depends on type of material in question, availability of equipment, financial considerations and experimentator choice. One of the simlpest and cheapest is the bending test. One however has to take into account not only normalisation standards but also other requirements as well. Some of these sometimes overlooked problems are dealt with in this paper.

5

Determination of elasticity constants of UTS 5631 monotropic carbon fibres

Klasztorny M., Ochelski S.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2007

|

z. 219

115--122

EN

The paper presents a relatively simple method for determination of the elasticity constants of cylindrical monotropic fibres, used as reinforcement of xFRP composites. The method is based on three elastic experiments performed on respective specimens made of a specified UD xFRP composite and on the exact stiffness theory of UD xFRP composites. The method has been applied to determine the elasticity constants of UTS 5631 carbon fibre. The achieved results and the control conditions put on selected elasticity constants testify to correctness and practical usability of the method developed in the study.

PL

W pracy przedstawiono relatywnie prostą metodę wyznaczania stałych sprężystości monotropowych włókien cylindrycznych, zastosowanych jako wzmocnienie kompozytów typu xFRP. Metoda bazuje na trzech eksperymentach sprężystych wykonanych na odpowiednich próbkach wyciętych z wybranego laminatu typu UD xFRP. Do realizacji eksperymentów zastosowano maszynę wytrzymałościową. Stałe sprężystości włókna wyznaczono z zagadnienia odwrotnego ścisłej teorii sztywności kompozytu UD xFRP. Metodę zastosowano do wyznaczenia stałych sprężystości włókna węglowego UTS 5631. Uzyskane rezultaty oraz warunki kontrolne nałożone na wybrane stałe sprężystości świadczą o poprawności i praktycznej użyteczności metody.

6

Loss factor prediction for laminated plates

Diveyev B.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2007

|

Vol. 25, nr 1

41-44

EN

Purpose: The study aims to predict the loss factor properties of composite laminated plates. Design/methodology/approach: Elastic constants of laminates and damping properties have been determined by using an identification procedure based on multi-level theoretical approach. Findings: The present paper is the first attempt at proposing a novel adaptive procedure to derive loss factor parameters for sandwich plate's vibration. Research limitations/implications: In the future the extension of the present approach to sandwich plates with different core materials will be performed in order to test various sandwich design. Practical implications: Structures composed of laminated materials are among the most important structures used in modern engineering and especially in the aerospace industry. Such lightweight and highly reinforced structures are also being increasingly used in civil, mechanical and transportation engineering applications. Originality/value: The main advantage of the present method is that it does not rely on strong assumptions on the model of the plate. The key feature is that the raw models can be applied at different vibration conditions of the plate by a suitable analytical or approximation method.

7

Podstawy ultradźwiękowych pomiarów stałych sprężystości w anizotropii

Wilczyński A. P.

Kompozyty

|

2006

|

R. 6, nr 2

21-26

PL

Przedstawiono podstawy fizyczne procesu rozchodzenia się zaburzeń falowych w ciałach stałych oraz podstawowe zależności dotyczące rozchodzenia się fal sprężystych w ośrodkach anizotropowych. Biorąc pod uwagę cel tego przedstawienia, czyli pomiary stałych sprężystości badanych materiałów, podany zapis jest specjalnie dostosowany do tego celu. Rozważono tu przypadek umożliwiający automatyzację pomiarów ultradźwiękowych, sprowadzający się do pomiarów tzw. metodą zanurzeniową, z użyciem dwóch głowic pomiarowych, z bezpośrednim pomiarem czasu przejścia sygnału. Przedstawione zależności są wystarczające do przeprowadzenia interpretacji badań, jednak poza związkami teoretycznymi istotne i trudne jest uzyskanie dostatecznie czułego układu pomiarowego o czułości nie gorszej niż 0,1 ns. Drugim istotnym problemem, przynajmniej w odniesieniu do niektórych stałych sprężystości, jest słabe uwarunkowanie matematyczne zagadnienia interpretacji wyników, kiedy klasyczne metody postępowania nie prowadzą do sensownych wyników. Z tego względu możliwość zastosowań przemysłowych rozwiązania szczegółowego metody postępowania nie została opisana.

EN

This paper presents the physical basis of the process of elastic waves motion in solids exhibiting anisotropic properties. As the presentation is supposed to serve in applications of wave theory to practical, possibly automated measurements, the description is purposefully destined for this aim. The selection of the so called immersion method is chosen, with separate transmitter and receiver gauges, as the possibly one which enables automated measurements. This evolves from the way of measuring only time differences between a free ultrasonic pulse run and the one going through the measured specimen, as proposed by Musgrave. Contact methods of measurements require firstly much more special equipment and also checking the actual contact of the specimen and the sensor, up to now done only manually. Furthermore the possible best accuracy of measurements, the zero-crossing method could not be easily applied. For pure research, when only a small number of specimens is tested and the testing is performed by highly qualified persons, the method of measurement is more arbitrary and use of other types of waves is possible, such as Love's surface waves, which in some cases lead to simple results. In such cases however automated measurements, preferable for industrial purposes are out of the question. The presented relations are sufficient for the measurement purposes but vital problems are the necessary accuracy of measurements of the order of 0.1 ns and the problem of weakly mathematically conditioned at least some of the elastic constants. The necessary accuracy with some difficulty can be finally obtained, but the method of calculation exceeds classical means and requires some special know-how and for industrial reasons will not be presented here.

8

Korelacja naprężeń zmierzonych metodami dyfraktometrii rentgenowskiej i magnetosprężystą w warstwie wierzchniej materiałów polikrystalicznych

Senczyk D., Olesiński S.

Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Mechanika

|

2002

|

Nr 48

113-120

PL

Pomiary makronaprężeń w próbkach ze stali konstrukcyjnej wyższej jakości 55 wykonano metodami dyfraktometrii rentgenowskiej i magnetosprężystą. Stwierdzono istotną korelację wyników pomiarów naprężeń tymi metodami. Metoda magnetosprężysta umożliwia bardzo szybki pomiar naprężeń na trzech głębokościach (20, 70, 200 J.Lm), konieczna jest znajomość krzywej kalibracyjnej dla badanego materiału. Osiągnięte rezultaty wskazu-ją na celowość kontynuowania badań dotyczących możliwości dalszych zastosowań meto-dy magnetosprężystej w pomiarach naprężeń w warstwie wierzchniej materiałów.

EN

Macrostresses were measured by X -ray and magneto elastic method in samples of steel 55. The corelation of results by both methods was obtained. Magnetoelastic method makes stress measunnent at three different depths (20, 70, 200 um) very fast but requires calibration curve to be known for given material. The results justify -to continue investigations of other possible applications.