Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Uniaxial compression test and numerical simulation of rock-like specimen with T-Shaped cracks

Liangxiao Xiong, Chen Haijun, Xu Zhongyuan, Hu Deye

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 2

227--244

EN

In this study, the uniaxial compression test and PFC2D numerical simulation were carried out on the artificial rock specimen with T-shaped prefabricated fractures. The effects of the lengths l1, l2 of the main fractures, the length l3 of the secondary fracture, and the angle β between the secondary fracture and the loading direction on the uniaxial compressive strength and crack evolution law of specimen were studied. The research results show that the change of l1, l2 and β has obvious effect on the compressive strength and crack growth of the specimen, but the change of l3 has little effect on the compressive strength of the specimen. When l3 = 40 mm and l1 ≠ l2, the angle β influences on the crack propagation and failure mode of the specimen.

2

Strength characteristics of roof rock-coal composite samples with different height ratios under uniaxial loading

Yin Dawei, Chen Shaojie, Sun Xizhen, Jiang Ning

Archives of Mining Sciences

|

2019

|

Vol. 64, no. 2

307--319

EN

An uniaxial compression mechanical model for the roof rock-coal (RRC) composite sample was establi-shed in order to study the effects of height ratio of roof rock to coal on the structural strength of composite sample. The composite sample strengths under different height ratios were established through stress and strain analysis of the sample extracted from the interface. The coal strength near the interface is enhanced and rock strength near the interface weakened. The structural strength of composite sample is synthetically determined by the strengths of rock and coal near and far away from the interface. The area with a low strength in composite sample is destroyed firstly. An analytical model was proposed and discussed by conducting uniaxial compression tests for sandstone-coal composite samples with different height ratios, and it was found that the structural strength and elastic modulus decrease with a decrease in height ratio. The coal strengths far away from the interface determine the structural strengths of composite sample under different height ratios, which are the main control factor for the structural strength in this test. Due to its lowest strength, the rock near the interface first experienced a tensile spalling failure at the height ratio of 9:1, without causing the structural failure of composite sample. The coal failure induces the final failure of composite sample.

PL

Model mechaniczny modelu stropu w postaci próbek kompozytowych składających się z węgla i materiału skalnego pod działaniem obciążeń jednoosiowych został opracowany w celu zbadania wpływu stosunku wysokości warstwy stropu skalnego do warstwy węgla na wytrzymałość próbki kompozytowej. Wytrzymałość na ściskanie próbek kompozytowych dla różnych wielkości stosunku wysokości warstw określono na podstawie badania naprężeń i odkształceń próbek pobranych ze strefy kontaktu węgiel-skała. Wytrzymałośćwęgla w pobliżu strefy kontaktowej wzrasta podczas gdy wytrzymałość warstwy skalnej w tym rejonie jest zredukowana. Wytrzymałość próbki kompozytowej określana jest poprzez analizę wytrzymałości warstw węgla i warstw skały w pobliżu a także w pewnej odległości od strefy kontaktowej. W pierwszej kolejności zniszczeniu ulegnie część próbki kompozytowej o zmniejszonej wytrzymałości. Zaproponowano model analityczny i przeprowadzono dyskusję wyników otrzymanych na podstawie testów ściskania jednoosio-wego próbki składającej się z węgla i piaskowca o różnym stosunku wysokości ich warstw. Stwierdzono, że wytrzymałość oraz wartość modułu sprężystości maleje wraz z malejącym stosunkiem wysokości warstw. Wytrzymałość węgla w znacznej odległości od strefy kontaktowej determinuje całkowitą wytrzymałośćpróbki kompozytowej dla różnych stosunków ich wysokości, a stosunek wysokości ich warstw okazuje się być głównym czynnikiem decydującym o wytrzymałości próbki. Z uwagi na najniższą wytrzymałość, warstwa skalna zalegająca najbliżej strefy kontaktu w pierwszej kolejności podległa rozwarstwieniu wskutek rozciągania, przy stosunku wysokości warstw 9:1, nie powodując jednak uszkodzenia próbki kompozytowej. Uszkodzenie warstwy węgla z kolei, prowadzi do całkowitego zniszczenia próbki kompozytowej.

3

Particle Flow Code modeling of the mechanical behavior of layered rock under uniaxial compression

Yao Nan, Ye Yi-Cheng, Hu Bin, Wang Wei-Qi, Wang Qi-Hu

Archives of Mining Sciences

|

2019

|

Vol. 64, no. 1

181--196

EN

In this paper, the different mechanical behaviors of layered rocks with different bedding angles during uniaxial compression tests are studied. Numerical simulation models of layered rock are validated based on laboratory tests, and uniaxial compression tests are conducted by using Particle Flow Code (PFC). Using these simulations, the uniaxial compressive strength, failure patterns, development of micro-cracks, and displacement of meso particles are analyzed. When the bedding angle is similar to the failure angle, the macro failure planes develop directly along the beddings, the bedding behavior dictates the behavior of the layered rock, reducing the compressive strength.

PL

W pracy badano właściwości mechaniczne skał warstwowych zalegających pod różnym kątem uwarstwienia w warunkach ściskania jednoosiowego. Walidację modeli symulacyjnych skał warstwowych przeprowadzono w oparciu o wyniki badań laboratoryjnych, zaś testy ściskania jednoosiowego prowadzono z użyciem pakietu Particle Flow Code (PFC). W oparciu o badania symulacyjne, analizowano wytrzy-małość skał na ściskanie jednoosiowe, modele pękania, powstawanie mikropęknięć i przemieszczenia mezo- cząstek. W przypadku gdy kąt płaszczyzny uwarstwienia ma wartość przybliżoną do kąta pęknięcia, płaszczyzny pękania w skali makro pojawiają się wzdłuż spękań, a układ warstw skalnych determinuje ich wytrzymałość na ściskanie, powodując jej obniżenie.

4

Wpływ parametrów i schematu odkształcenia na zmiany naprężenia uplastyczniającego trudno odkształcalnego stopu aluminium 5XXX

Laber K., Dyja H., Kawałek A., Sawicki S., Borowski J.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2017

|

T. 28, nr 1

27--38

PL

Prawidłowe wyznaczenie własności reologicznych badanego materiału w postaci wykresów naprężenie-odkształcenie, uwzględniających wpływ zastosowanego schematu odkształcenia, wartości odkształcenia, temperatury materiału oraz prędkości odkształcenia, pozwala na zwiększenie dokładności wykonywanych obliczeń, zarówno podczas korzystania z wzorów analitycznych, jak również podczas modelowania numerycznego. Wyznaczenie własności reologicznych, a głównie naprężenia uplastyczniającego jest szczególnie trudne dla procesów przeróbki plastycznej na gorąco, gdyż w strukturze materiału zachodzą złożone procesy, wynikające z mechanizmu odkształcenia plastycznego oraz procesy umocnienia, jak również aktywowane cieplnie, zależne od czasu zjawiska prowadzące do osłabienia materiału. Problem komplikuje dodatkowo zmienność temperatury, wynikająca z równoczesnego oddawania ciepła przez promieniowanie, konwekcję i przewodzenie oraz generowana w wyniku pracy odkształcenia plastycznego [1]. W literaturze technicznej można znaleźć opis wielu metod badawczych służących do określenia wartości naprężenia uplastyczniającego, wśród których należy wymienić: próbę rozciągania, ściskania oraz skręcania. W pracy określono wpływ parametrów i schematu odkształcenia na wartość i charakter zmian naprężenia uplastyczniającego trudno odkształcalnego stopu aluminium w gatunku 5XXX o ograniczonej odkształcalności. Badania plastometryczne przeprowadzono metodą jednoosiowego ściskania z zastosowaniem symulatora procesów metalurgicznych GLEEBLE 3800 oraz skręcania przy użyciu plastometru skrętnego STD 812. Określono dla obu metod wpływ zastosowanego odkształcenia, prędkości odkształcenia i temperatury początkowej próbek na zmiany naprężenia uplastyczniającego badanego materiału. Przedstawione w pracy badania stanowiły podstawę wyznaczenia własności reologicznych analizowanego stopu (łącznie z opracowaniem modeli matematycznych) pod kątem zastosowania ich do numerycznego modelowania procesu wyciskania.

EN

The correct determination of the rheological properties of investigated material in the form of stress–strain diagrams allowing for the effect of the employed deformation scheme, the deformation value, material temperature and strain rate, enables the enhancement of the accuracy of performed calculations, both when using analytical formulae, as well as during numerical modelling. Determining the rheological properties, especially the yield stress, is particularly difficult for hot plastic working processes, because of complex processes occurring in the material structure due to the plastic deformation mechanism, strain hardening processes, as well as thermally activated and time-dependent phenomena leading to a weakening of the material. The problem is additionally complicated by the temperature variation resulting from giving up the heat simultaneously by radiation, convection and conduction and being generated by the plastic deformation work [1]. Technical literature provides the description of many research methods designed for determining the yield stress magnitude, which include the tensile, compression and torsion tests. The present work has determined the effect of deformation parameters and the deformation scheme on the magnitude and behaviour of variations in the yield stress of the 5XXX grade hard deformable aluminium alloy with limited deformability. Plastometric tests were carried out by the uniaxial compression method using the GLEEBLE 3800 metallurgical process simulator and the torsion method using an STD 812 torsion plastometer. For the both methods, the effect of the employed deformation, strain rate and initial specimen temperature on the variations in the yield stress of the investigated materials was determined. The investigations presented in the paper provided the basis for the determination of the rheological properties of the examined alloy (including the development of mathematical models) to be used for the numerical modelling of the extrusion process.

5

Tire rubber testing procedure over a wide range of strain rates

Baranowski P., Janiszewski J., Małachowski J.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2017

|

Vol. 55 nr 2

727--739

EN

The main aim of the paper is to present the procedure allowing one to determine correct mechanical characteristics of a rubber material compressed within a wide range of strain rates. In order to obtain a satisfactory wide spectrum of material data, a number of tests were conducted both under low and high strain rates with the use of a universal strength machine and split Hopkinson pressure bar set-up equipped with polymethyl methacrylate and 7075- T6 alloy bars. During the investigations, the necessity of performing pre-compression tests and the problem of specimen geometry were pointed out as key methodical requirements to guarantee achieving valid experimental data both from quasi-static and high strain rate tests.

6

Numeryczne modelowanie próby jednoosiowego ściskania testu systemu Gleeble 3800

Kwapisz M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 11

504--506

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu zmian współczynnika tarcia oraz czynnika tarcia na beczkowatość oraz wartość siły nacisku podczas próby jednoosiowego ściskania. Badania przeprowadzono z wykorzystaniem symulatora procesów metalurgicznych Gleeble 3800, znajdującego się w Instytucie Przeróbki Plastycznej i Inżynierii Bezpieczeństwa Politechniki Częstochowskiej. Podczas testu rejestrowano wartości: temperatury, siły nacisku, przemieszczenia, odkształcenia oraz wyznaczone wartości naprężenia. W celu wykonania symulacji numerycznych, opartych o metodę elementów skończonych, wyniki badań plastometrycznych w formie tabelarycznej wczytano do programu Forge 2011®. Podczas symulacji numerycznych zmieniano współczynnik tarcia w zakresie 0,05−0,4 oraz czynnik tarcia w zakresie 0,1−0,8. Uzyskane wyniki pozwoliły na porównanie zmian beczkowatości odkształcanej próbki oraz wartości siły nacisku otrzymanych podczas testów oraz symulacji numerycznych. Uzyskane wyniki umożliwiły odpowiednią na modyfikację krzywych plastometrycznych i dalsze wykonywanie badań numerycznych odzwierciedlających rzeczywiste procesy przeróbki plastycznej.

EN

The article presents the results of the impact of changes in the friction coefficient and friction factor on the value of force while uniaxial compression test. The study was conducted using a simulator of metallurgical processes Gleeble 3800 located at the Institute of Plastic Working and Safety Engineering Technical University of Czestochowa. During the test, the temperature, force, displacement, strain and stress were recorded. In order to perform numerical simulations based on the finite element method the results of plastometric tests in tabular form were loaded into the Forge 2011® program. During the numerical simulations the friction coefficient was changed in the range of 0.05−0.4 and of friction factor in the range 0.1−0.8. The results allowed the comparison of barreling changes of deformed sample and value of the force received during testing and numerical simulations. The results enabled the compatible corresponding modification of the plastometric curves and performed further uniaxial analysis reflecting real metal forming processes.

7

Influence of load direction on behaviour and mechanical parameters of clay-brick masonry walls under cyclic compression

Galman I.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2016

|

Vol. 9, no. 1

71--78

EN

The results of laboratory tests of masonry wallettes subjected to cyclic compression normal and parallel to bed joints are presented in this paper. The influence of the direction of loading on the σ = σ (ε) relationship and basic mechanical parameters was analysed. The paper also describes the modes of failure of the tested elements.

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań laboratoryjnych ścian murowanych poddanych cyklicznemu ściskaniu w kierunku prostopadłym i równoległym do spoin wspornych. Analizie poddano wpływ kierunku obciążenia na zależność σ =σ (ε) oraz podstawowe właściwości mechaniczne. Artykuł przedstawia również postaci zniszczenia analizowanych elementów.

8

Stress–strain characteristics of brick masonry under compressive cyclic loading

Galman I., Kubica J.

Czasopismo Techniczne. Budownictwo

|

2015

|

Y. 112, iss. 3-B

57--68

EN

This paper presents the results of laboratory experiments carried out on twelve clay brick masonry wallettes of two types under cyclic compressive loading. In the paper, the procedure adapted for testing is described and the results are discussed. The failure models and cracking patterns of the tested specimens are presented. The effects of the repeated load on the behaviour and mechanical properties of the wall are observed and discussed. Based on the results, the analytical formula for the determination of the failure envelope curve is also proposed.

PL

W artykule zaprezentowano rezultaty badań laboratoryjnych dwóch serii (łącznie 12) murów poddanych cyklicznej sile ściskającej. Przedstawiono procedury badań i obrazy zniszczenia, a wyniki poddano dyskusji. Obserwowano wpływ powtarzającego sie obciążenia ściskającego na zachowanie i parametry materiałowe muru. Podjęto próbę analitycznego opisu krzywej charakterystycznej: obwiedni.

9

Kilka uwag dotyczących laboratoryjnego wyznaczania wytrzymałości skał na ściskanie w świetle obowiązujących norm i zaleceń

Nowakowski A.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2014

|

Vol. 16, no. 1-2

49--60

PL

Artykuł poświęcony jest metodyce oznaczania wytrzymałości skały na ściskanie za pomocą eksperymentów laboratoryjnych. Porównano w nim niektóre procedury badawcze zawarte w polskich normach oraz zaleceniach Międzynarodowego Towarzystwa Mechaniki Skał (ISRM). Wzięto pod uwagę metodykę badawczą dla próbek foremnych (test jednoosiowego ściskania) oraz dla próbek nieforemnych (test punktowego obciążania). Zwrócono uwagę na znaczące różnice w sposobach przygotowania próbek oraz wykonywania testu jednoosiowego ściskania zachodzące w obrębie polskich norm oraz między polskimi normami a zaleceniami ISRM. Porównano postanowienia odpowiednich zaleceń ISRM oraz polskiej normy dotyczące wykonywania testu punktowego obciążania i wykazano bezużyteczność tej ostatniej.

EN

Article is devoted to the methodology for determining the compressive strength of rock by means of laboratory tests. Some compared the test procedures contained in the Polish standards and in the recommendations of the International Society for Rock Mechanics (ISRM). The methodologies of research for samples of regular shape (uniaxial compression test) and for irregular samples (point load test) were taken into account. A special attention was turned to the significant differences in the methods of sample preparation and execution of uniaxial compression test taking place within the Polish standards as well as between the Polish standards and the recommendations of the ISRM. The provisions of the relevant recommendations of ISRM and Polish standards for the point load test were compared and the uselessness of the latter was demonstrated.

10

Właściwości mechaniczne tkanki kostnej gąbczastej zmienionej patologicznie

Kozuń M., Nikodem A.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2011

|

z. 5

69--74

PL

W pracy przedstawiono wyniki pomiarów gęstości fizycznej oraz wartości parametrów mechanicznych wyznaczonych w próbie jednoosiowego ściskania dla próbek tkanki kostnej gąbczastej osteoartrotycznej, pochodzących z głów ludzkich kości udowych. W pracy podjęto także próbę określenia korelacji pomiędzy gęstością fizyczną, a parametrami mechanicznymi tkanki kostnej. Gęstość fizyczna oraz parametry mechaniczne tkanki kostnej charakteryzują się najwyższą wartością dla próbek wyciętych z plastra II. Znaleziono również wysoką korelację pomiędzy gęstością hydrostatyczną, a modułem Young'a (R² = 0,53).

EN

The puproses of this study were to evaluate the mechanical properties of human patological trabecular bone from adult human femoral heads removed during surgery for hip-joint replacement and to measure bone densities. The correlations between the mechanical properties and bone densities were also considered. The results showed that mechanical properties of the specimens from region II are higher than those obtained from region I. The correlation between the bone density and mechanical properties is high (R² = 0,53).

11

Evaluation of Energy-Consuming of Elastic-Plastic Stiff Foam in Case of Huge Volumetric Deformation

Iwanowski A., Osiński J., Żach P.

Machine Dynamics Research

|

2010

|

Vol. 34, No. 2

37-43

EN

This paper presents an approach to describe a mathematical model of elastic - plastic stiff foam. Stress-strain curves obtained from real test were used to build a FEM model of tested foam: the "crushable foam" material has been used to define a mechanical properties. Main part of the article is devoted to numerical simulations in ABAQUS: static (uniaxial compression test) and dynamic (simulation of impact). The article presents also a possibility of usage of the tested foam in a bicycle with an energy-consuming body.

12

An Application of the Experimental Stress-Strain Characteristics of Rock to Mathematical Modelling of the Pillar-Room Mining System

Nowakowski A., Walaszczyk J.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Earth Sciences

|

2001

|

Vol. 49, nr 1

51-61

EN

In mathematical rock mass modeling, such material constants as rock strength, strain at failure and Young modulus are generally used as parameters describing mechanical properties of rock. In the paper, an idea to replace the material constants by a full stress-strain characteristics of the rock is presented. In particular, an influence of two following factors was taken into account: the way in which the experimental stress-strain curve for rock was obtained and the shape of mathematical function approximating that experimental curve. This concept was applied to a model of rock mass subjected to the pillar-room mining system. By means of simple analytical calculations, displacements and loads in the rock mass were obtained. It turned out that it is possible, on the basis of the obtained results, to estimate whether the assumed mining system is safe, i.e. whether or not a dynamic effect like tremor may appear in the rock mass.