Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Stress concentration factors of shear connection by composite dowels with MCL shape

Kożuch Maciej, Lorenc Wojciech

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. 19, no. 1

32--46

EN

In this paper, the authors present studies leading to the evaluation of the elastic resistance of the steel part of a continuous shear connection named MCL dowel. The MCL dowel is now the most commonly used shape of continuous connector, chosen among many others for its combination of good fatigue, elastic, and ultimate resistances. A method for the calculation of stress in the steel dowel is described in the paper. It is based on mathematical derivations followed by FE analysis. It is assumed that the steel connector is stressed as a result of a global stress state at the dowel root (being a part of the entire beam) and of a local effects of longitudinal shearing between the steel and concrete parts. Results of the mathematical derivations are confirmed experimentally. Full-scale tests of beam elements were performed with measures of strain in many points of selected connectors. A comparison of strains derived from the proposed design methodology and measured during the experimental tests is shown and discussed. The results herein presented are fundamental research which were one of backgrounds for fatigue limit states of composite dowels for purposes of implementation of composite dowels to the second version of Eurocode 1994-2.

2

From tolerance modeling to exact description of heat conduction in biperiodic composites

Wierzbicki E., Mazewska M.

Engineering Transactions

|

2015

|

Vol. 63, iss. 1

133--142

EN

In the paper we study the temperature boundary effect behavior in the dividing wall made of a composite conductor in which every area parallel to the outside and the inside plane areas has identical biperiodic structure. The proposed modeling approach is restricted to the hexagonal case of bi-periodicity in which the hexagonal cell can be divided onto three rhombus parts with different thermal properties. Considerations deal with anisotropic conductors.

3

Identification of the influence of variability of dynamic parameter measurements in composite structures on the accuracy of numerical model updating with uncertain parameters

Łuczak M.

Zeszyty Naukowe Instytutu Maszyn Przepływowych Polskiej Akademii Nauk w Gdańsku

|

2013

|

nr 559/1518

1--199

EN

This manuscript provides a novel approach in the field of experimental and numerical investigation of mechanical properties of load carrying structures made of composite material. A combination of experimental and numerical simulation methods are used hereto. In the experimental part, different test configurations were taken into account. The excitation was performed by means of random and harmonic, single and multi point stimuli while the response measurement was done through contact and non-contact methods. The test results are applied in two ways: for the structural identification of the object and for the updating of the numerical model according to a range of experimental models obtained from test. The sources of the test data variabilities were related to the excitation and measurement technique applied for the investigated object. Numerical model updating and verification & validation included uncertainties of its parameters. It takes into account test data variability resulting from structural dynamic properties measurement and uses them to quantify uncertainties in model parameters updating. An optimization technique for the sensor number and location was applied. Such a combination demand to take advantage of knowledge from several fields: free vibrations, composite materials, measurement methods (especially experimental modal analysis), variability in measurement data, uncertainties in model parameters, signal processing, finite element method modeling, model updating, optimization, statistics. As a result of presented research set of updated numerical models was developed with an introduction of quality function assessing the influence of particular factors on model reliability related to overall workload demanded. Also a set of variable test data was assessed with a criterion of its application in industrial cases like Structure Health Monitoring.

4

Al/CF composites obtained by infiltration method

Dolata A. J., Dyzia M., Śleziona J.

Kompozyty

|

2011

|

R. 11, nr 4

310-316

EN

Aluminium alloys reinforced with carbon fibres can find applications in a variety of light constructions operating in complex load conditions. The methods of obtaining these types of composites are mainly based on liquid-phase methods, where the connection between the composites is achieved as a result of wetting the reinforcement phase with a liquid metal. For these processes, the aluminium matrix should be characterized by high strength, the possibility for heat treatment and adequate technological properties (high castability, good wettability of carbon fibre surface by molten metal). A following important aspect in the Al/CF discussed system is a reduction of reactivity between the liquid aluminium and carbon fibre. In the article, the results of infiltration tests on nickel coated carbon performs by a liquid Al alloy have been presented. In the examinations, aluminium with a silicon alloy (226D) modified by magnesium and strontium were used. The infiltration process was carried out on a Degussa press. The manufactured composite plates were characterized a regular shape, without surface casting defects. The nickel coating prevents the destruction of the fibres, but the reaction of Ni with the liquid aluminum alloy in the boundary area leads to the precipitation of a ductile phase of the Al-Ni system. Decohesion takes place among the matrix and fibres, which allows the supposition that the composite will be characterized by good mechanical properties. This requires experimental verification, which is planned in the successive stage of the research in the project "3D-textile reinforced aliminium matrix composites (3D-CF/Al-MMC) for complex stressed components in automobile applications and mechanical engineering" in the frames of the programme supported by the Polish Ministry of Science and Higher Education and by the DFG in Germany in the Polish-German Bilateral Project.

PL

Stopy aluminium wzmacniane włóknami węglowymi mogą znaleźć zastosowanie w wielu lekkich konstrukcji, pracujących w złożonych warunkach obciążenia. Metody wytwarzania tego rodzaju kompozytów są oparte głównie na metodach ciekłofazowych, gdzie połączenie pomiędzy komponentami uzyskuje się w wyniku zwilżania fazy zbrojenia przez ciekły metal. Dla tego typu procesów aluminiowa osnowa powinna charakteryzować się wysoką wytrzymałością, możliwością przeprowadzenia obróbki cieplnej i odpowiednimi właściwościami odlewniczymi (wysoką lejnością, dobrą zwilżalnością powierzchni włókien węglowych, niską lepkością). Kolejny ważny aspekt w omawianym układzie komponentów to konieczność obniżenia reaktywności występującej pomiędzy ciekłym stopem aluminium a włóknami węglowymi. W artykule przedstawiono wyniki badań procesu infiltracji ciekłym stopem Al tkanin węglowych z powłoką niklową. Do infiltracji tkanin węglowych zastosowano stop aluminium z krzemem (226D) modyfikowany dodatkami magnezu i strontu. Proces infiltracji przeprowadzono na prasie Degussa. Wytworzone płytki kompozytowe charakteryzowały się regularnym kształtem bez powierzchniowych wad odlewniczych. Potwierdzono korzystny wpływ powłoki niklowej, która zabezpiecza włókna przed zniszczeniem. Jednak reakcja Ni z ciekłym stopem aluminium w obszarze granicznym prowadzi do powstania kruchych faz z układu Al-Ni. Zniszczenie materiału kompozytowego zachodzi poprzez osnowę i włókna, co pozwala przypuszczać, że kompozyty będą charakteryzowały się dobrymi właściwościami mechanicznymi. Wymaga to jednak dalszej weryfikacji eksperymentalnej planowanej w kolejnych etapach badawczych. Prace zostały zrealizowane w ramach projektu finansowanego w programie DFG: "Kompozyty o osnowie aluminiowej ze wzmocnieniem tekstylnym typu 3-D (3D-CF/Al-MMC) dla elementów podlegających złożonym obciążeniom w przemyśle samochodowym i w budowie maszyn".

5

Nonlinear flexural analysis of laminated composite plates

Pandey R., Shukla K. K., Jain A.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2008

|

Vol. 13, no 3

707-733

EN

The paper presents an analytical-numerical solution of the nonlinear flexural response of the moderately thick laminated co-rectangular plates subjected to mechanical and thermo-mechanical loadings. It also investigates the effects of non-linear elastic supports on flexural response of laminated composite plates. The problem is formulated using higher order shear deformation theory (HSDT) and von Karman's nonlinearity. The governing nonlinear coupled partial differential equations are linearized utilizing quadratic extrapolation technique. The spatial descretisation of the linear differential equations is carried out using the fast converging finite double Chebyshev series. Numerical results depicting the central displacements and moments of laminated composite plates for different boundary conditions are presented. Effects of plate geometry, elastic foundation parameters, and temperature dependent mechanical and thermal properties of material on the flexural response are presented.

6

Projektowanie optymalnych struktur kompozytów włóknistych z wykorzystaniem algorytmów ewolucyjnych i hybrydowych

Wiśniewski J.

Zeszyty Naukowe. Włókiennictwo / Politechnika Łódzka

|

2007

|

z. 63

95-109

PL

W pracy zajęto się problemem projektowania optymalnych struktur kompozytów włóknistych tak, aby element konstrukcyjny wykonany z tego materiału spełniał stawiane wymagania w zakresie określonych własności mechanicznych i wytrzymałościowych. Do poszukiwania optymalnych rozwiązań opracowano hybrydowy system optymalizacyjny, składający się ze współpracujących ze sobą algorytmów: ewolucyjnego i gradientowego.

EN

The dissertation is devoted to the problem of optimal design of two-dimensional structures made of fibre-reinforced composite materials subjected to service loading. The problem of optimal design of fibre shape or orientation and fibre density in the composite so that the structure should satisfy assumed requirements in the range of material mechanical properties is discussed. The hybrid optimisation algorithm, consists of a sequence of evolution and gradient-oriented procedures, is applied during design process.

7

Możliwości kształtowania struktury kompozytów z osnową aluminiową zawierających aluminidki żelaza powstałe in situ

Olszówka-Myalska A.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 3

643-646

PL

Przedstawiono wyniki badań struktury kompozytów wytworzonych z metalicznych komponentów proszkowych, metodą jednoosiowego prasowania na gorąco w próżni. Analizowano wpływ temperatury i czasu prasowania oraz udziału objętościowego komponentów na mikrostrukturę, gestość i porowatość kompozytu (tab1). Wykazano, że granulacja powstających in situ cząstek alumidków żelaza zależy od warunków procesu i wynikającego z nich mechanizmu tworzenia - dyfuzyjnego lub samorozwijającego się wysokotemperaturowej syntezy (SHS). Zgodnie z mechanizmem dyfuzyjnym powstają cząstki o wielkości zbliżonej lub większej od cząstek żelaza będącego ich prekursorem (rys.1, 2a). Natomiast mechanizm SHS pozwala wytworzyć cząstki o rząd wielkości mniejsze od czątek prekursora (rys. 2c, 3,4). Niezależnie od wielkości cząstek ich podstawowym składnikiem był zidentyfikowany metodą dyfrakcji elektronów aluminidek typu Al3Fe (rys. 4). Procesowi tworzenia nowych cząstek towarzyszyło zmniejszenie w kompozycie udziału objętościowego aluminiowej osnowy, biorącej udział w reakcji.

EN

The results of structure investigation of the composites obtained from metallic powders components by one-oxis hot-pressing in the vacuum were presented. The influence of pressing time and temperature, volume fraction of the componentson microstructure, density and porosity of composite was analyzed (tab. 1). It was stated that the granulation of iron aluminides formed in situ depends on processing conditions and it is considered with the mechanism of them forming - diffusion or self-propagated high-temperature chemical synthesis (SHS). The particles with granulation similar or higher than the iron particles are forming by the diffusion between aluminium and iron (Fig. 1, 2a). SHS mechanism gives possibility to obtain particles with granulation of one range finer (Fig. 2c, 3, 4). The main phase of formed particles was the iron aluminide Al3Fe, independently on their granulation (Fig. 4). The decrease of aluminium matrix volume fraction in the omposite was noticed and it was considered with the formation of a new phase and Al consumption.

8

Kompozyty na osnowie faz międzymetalicznych - wytwarzanie i właściwości

Fraś E., Janas A., Kurtyka P., Hyjek P., Wierzbiński S.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2004

|

Vol. 71, nr 7-8

342-347

PL

Metodą SHSB (Selfpropagating Hightemperature Synthesis in Bath) wytworzono kompozyty in situ na osnowie fazy międzymetalicznej Ni3Al wzmocnione cząstkami TiC lub TiB2, przy czym fazę wzmacniającą wygenerowano w trakcie samorzutnej reakcji egzotermicznej w brykiecie proszkowym metal - niemetal w kąpieli metalowej. Wytworzone kompozyty charakteryzowały się brakiem porowatości, wysoką stabilnością termodynamiczną, jak również brakiem reakcji chemicznych na granicy osnow - cząstka wzmacniająca, co pozwalało na wyeliminowanie degradacji struktury w warunkach wysokotemperaturowej eksploatacji. W pracy przedstawiono także wyniki analizy charakterystyk mechanicznych wysokotemperaturowego odkształcania (b - e) tych kompozytów.

EN

Using SHSB technique, composites in situ based on intermetallic phase Ni3Al reinforced with TiC or TiB2 particles were fabricated. The reinforcing phase was generated by spontaneous exothermic reaction proceeding in metal bath in a metal - non - metal powdered briquette. Thus fabricated composites were free from porosity, possessed high thermodynamic stability and were characterised by absence of chemical reactions at the matrix - reinforcing particle phase boundary, which effectively presented structure degradation under high - temperature service conditions. The results of mechanical characteristics analysis of high - temperature deformation (b - e) these composites also presented in the paper.

9

Struktury materiałów kompozytowych o cementowej matrycy

Brand A. M.

Drogi i Mosty

|

2003

|

nr 3

43-72

PL

Określenie "struktura materiału" obejmuje opis rozmieszczenia wyodrębnionych elementów składowych budowy wewnętrznej materiału oraz występujących między nimi wzajemnych relacji, które są istotne dla całej struktury. Opis struktury materiału jest uzupełniany danymi o własnościach jej składników. Opis struktury może być oparty albo na założeniach teoretycznych albo na analizie rzeczywistej struktury. W wielu przypadkach trzeba stosować oba podejścia, uwzględniając różnice między idealnymi modelami, a lokalnymi rozrzutami i defektami. Jednorodność materiału jest często zakładana jako przybliżenie, ale przy rozpatrywaniu rozmiarów elementów strukturalnych na niższym poziomie wymiarowym niejednorodność staje się oczywista. Jeżeli modele materiału są budowane na różnych poziomach, to z reguły modele na danym poziomie są tworzone na podstawie wyników uzyskanych na niższym poziomie. Wszystkie kompozyty, także betony, są z definicji materiałami niejednorodnymi. Nie ma jednej i powszechnie przyjętej klasyfikacji kompozytów według ich struktury. Kompozyty używane w konstrukcjach budowlanych można rozmaicie opisywać według rodzaju matrycy, to jest fazy ciągłej, i według rodzaju inkluzji, które są rozmieszczone w matrycy. Zwykle struktury inkluzji służą do wzmocnienia matrycy (wzmocnienia ziarnami lub włóknami), ale również inkluzje o niskiej wytrzymałości są używane, aby zmienić takie właściwości matrycy jak izolacyjność lub ciężar objętościowy. Głównym celem analizy struktury stwardniałego betonu rozmaitymi metodami jest wykrycie i opisanie uszkodzeń. Taka analiza pozwala na ocenę jak poważne i niebezpieczne są uszkodzenia ze względu na wytrzymałość i użytkowalność konstrukcji betonowej. Można również określić źródło i przyczyny powstania uszkodzeń struktury. W artykule przedstawiono przegląd struktur, występujących w kompozytach o matrycach cementowych. Właściwości użytkowe tych materiałów są określone przez ich struktury. Analiza struktur na różnych poziomach rozmiarów jest podstawową metodą zapewnienia i kontroli jakości w konstrukcjach budowlanych, wykonanych z betonów i betonów wysokowartościowych.

EN

The term "structure of a material" covers the distribution of its components in space and the set of relations between them that are characteristic for the whole structure. The characterization of a material structure is also completed by data on the properties of the components. The description of a material structure may be based either on assumptions related to an idealized perfect structure or on an analysis of a real structure. In most cases, both approaches are considered and their results are combined. The differences between these two approaches are caused by deviations from ideal models and by local imperfections. The homogeneity of a material is often assumed as an approximation at a given level of analysis and when a material at lower level is considered then its heterogeneous nature becomes obvious. When the models of materials at various levels are built, they are interrelated in a systematic way, or more precisely, the models on a considered level are deduced from the results observed at a lower level. All composite materials, including concrete, are heterogeneous by definition. There is no one generally accepted classification of composites according to their structures. Composites used for construction may be described in terms of the matrix that is the continuous phase, and inclusions - which are embedded in the matrix. Usually, the structures are composed of inclusions strengthen the matrix (reinforcing inclusions: grains, fibres), but also fillers of low strength are used to enhance other properties e.g., thermal insulation, lower weight, etc. The main aim of analysis of the structure of the hardened concrete by all methods is to record the structural defects. Their analysis allows to define how serious and dangerous the defects are with respect to safety and serviceability of the concrete construction. It is also possible to determine the origin and reasons of the defects. The paper presents a survey of the structures of cement-based composites. Structure determines the final material properties. The analysis of structure of a hardened concrete is the basic approach to satisfy the requirements for Quality Assurance and Quality Control of civil engineering constructions made of ordinary and high performance concretes.

10

Struktura kompozytów AK7-SiC po wielokrotnym przetopie

Tomczyński S.

Archiwum Odlewnictwa

|

2003

|

R. 3, nr 7

349-354

PL

Dokonano oceny jakości strefy połączenia cząstek z osnową po kolejnych przetopach. W badanych kompozytach stwierdzono nieznaczne zmiany strukturalne po 1 - 2 przetopach, nie wpływające istotnie na jakość materiału oraz początki degradacji strefy połączenia w kompozytach po większej ilości przetopów. Wykazano przydatność odpadów i złomu kompozytowego do wytwarzania odlewów kompozytowych poprzez ponowny przetop.

EN

The assessment of the quality of the zone of bonding between the reinforcing particles and the matrix after subsequent melting cycles has been done. After one or two melting cycles the examined composites exhibited slight structural changes which do not significantly affect the material quality. However, first signs of structure degradation in the zone of bonding have been observed after greater number of melting cycles. Unsefulness composite scrap and waste for composite casting productions by its re-melting been proved.

11

FEM model of composite wing versus experimental measurement

Juracka J.

Research Bulletin / Warsaw University of Technology, Institute of Aeronautics and Applied Mechanics

|

2000

|

nr 10

139-144

EN

Co-operation with the company Urban Air has enabled me to compare two approaches the real wing structure testing with the FEM modelling. The deflection and strains measured by the strain gauges installed on the real construction during manufacture were compared to the results of FEM analysis. The FEM model of the wing structure was prepared using the MSC Patran. Models of spars root and tip ribs and skin were generated. At the beginning, approximate properties taken from the literature were used. Response of the structure was determining by the MSC Nastran solving a linear static task. Since differences between the FEM results and measurement were bigger than expected, more accurate values of parameters were determined by experiments and with those new of material properties the task was solved again. The measured wing structure deflection and most of the strain values were very similar to the FEM results. Same strains showed the critical areas on the wing structure. The results and their comparison allow for using the FEM model as an adequate method for stress analysis of composite structures produced using a wet lay-up method.

12

Application of C/epoxy prepregs for increasing the construction stiffness

Klement J., Kunz K.

Research Bulletin / Warsaw University of Technology, Institute of Aeronautics and Applied Mechanics

|

1999

|

nr 9

47-50

EN

This paper provides a study of the bimaterial consisting of the metal AICu4Mg Alclad sheet and the UD C/epoxy prepreg composite reinforcement. The resulting properties are compared and evaluated with the help of ILSS short beam test. The influences of various technological factors, such as surface preparation, co-cure pressure and the application of the film adhesive KFL 120 and the cold two components adhesive PL 20 are studied, as well the artificial ageing at the hot/wet conditions.