Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Investigation of probabilistic aspects reliability of isotropic bodies with internal defects

Kvit Roman

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2022

|

Vol. 21, nr 3

73--84

EN

A study of the stress state and reliability of an isotropic body with the same material crack resistance and evenly distributed internal defects-cracks under the conditions of homogeneous axisymmetric loading is carried out. Defects are characterized by two independent random variables – a radius and orientation angle. The probability density distribution of the defect radius is chosen in the form of an exponential law. The probability density distribution of the defect orientation angle is chosen in the form of a law that corresponds to the material isotropy. The influence of the loading level, type of stress state and body size (number of defects) on the most probable value, the mean value and the dispersion of failure loading (strength) are investigated.

2

Stress distribution in an anisotropic beam subjected to load

Kyzioł L.

Journal of KONES

|

2018

|

Vol. 25, No. 2

207--214

EN

The article presents the physical equations describing the isotropic and anisotropic materials. Orthotropic material and monotropic are special varieties of anisotropy. Constructional steel, pine wood and polyester-glass composite were tested. The beams were made from these materials. The beams were subjected to external loads. The external load caused internal forces in beams. Calculations of stress distribution were carried out by finite element method (Patran – Nastran software). The calculation results allowed for precise illustrate the distribution of stress especially in layered materials. The load is basically a transmitted through the strong layers of composite. This is illustrated in the figures. Wood is materials of a layered structure and is classified as inhomogeneous materials. Whereas steel is considered as a homogeneous material. Passing from the level of microscopic inhomogeneity to the macroscopic homogeneous level is called homogenization. This method formulates the macroscopic description by homogenizing microscopic properties. For the purpose of mathematical description of a material, the real centre can be substituted by a homogeneous centre. The homogenization method is commonly used to describe the properties of rocks, wood, composites, reinforced concrete, as well as human osseous tissues. The description of the mechanical properties of isotropic materials is based on the theory of elasticity, while the anisotropic materials are based on the anisotropic theory of elasticity. Calculations of anisotropic materials are quite complicated (large number of physical quantities) and sometimes-approximate results are obtained.

3

Strength statistical characteristics of the isotropic materials with disc-shaped defects

Kvit R.

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2018

|

Vol. 17, nr 4

25--34

EN

The expressions of the probabilities density distribution of failure loading for an elastic isotropic body under the action of a homogeneous axisymmetric loading are written. The disc-shaped cracks that do not interact with each other are uniformly distributed. The correlation for finding the most probable, mean value, dispersion and variation coefficient of failure loading are obtained. The dependence of the mentioned statistical strength characteristics on the type of applied loading, number of defects (body sizes) and structure material heterogeneity are investigated.

4

Comments on "Archives of Civil and Mechanical Engineering 17 (2017) 564–573"

Pantokratoras A.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 18, no. 4

1643--1644

EN

The present comment concerns some doubtful results included in the above paper.

5

Analiza numeryczna uderzenia odłamkiem w płytę warstwową

Niezgoda T., Kosiuczenko K., Barnat W., Panowicz R.

Mechanik

|

2011

|

R. 84, nr 1

63-63

PL

Przedstawiono wyniki symulacji numerycznej uderzenia pojedynczego odłamka, zaprojektowanego wg amerykańskiej normy obronnej, w dwuwarstwową prostokątną osłonę, którą wykonano z materiałów ortotropowego oraz izotropowego. Obserwowano zdolność ochronną, wyrażająca się zdolnością absorpcji energii kinetycznej, przebijalnością oraz odchyleniem toru ruchu odłamka. Wskazano na różnice w stosunku do przebijania zwykłym pociskiem.

EN

The paper presents results of numerical simulation of the impact of a single fragment, designed in accordance with U.S. defense standards, the piece of armor was a rectangular shape, 2-layer shield. The shield was made of a orthotropic and isotropic material. The protective ability expressed by the kinetic energy absorption capacity, and the deviation of penetration along the line of the trajectory of the fragment was observed. It showed the differences with a usual piercing projectile.

6

Analiza numeryczna zakładkowego połączenia nitowego płyt CFRP i aluminium występującego w strukturze karoserii pojazdów mechanicznych

Hufenbach W., Gude M., Freund A., Czulak A.

Kompozyty

|

2008

|

R. 8, nr 4

423-428

PL

Coraz częściej w nowoczesnych strukturach lekkich, np. w budowie pojazdów, wykorzystuje się konstrukcje hybrydowe. Konstrukcje te, składające się z materiałów metalowych oraz anizotropowych materiałów kompozytowych, wymagają nowej koncepcji metody łączenia. W tym kontekście wyjątkowe znaczenie ma odpowiednie zaprojektowanie dopasowanego do obciążenia obszaru połączenia. Projektowanie zakładkowego połączenia nitowego zostało przedstawione za pomocą elementu konstrukcji karoserii samochodu osobowego. Projektowanie dopasowane do występujących obciażeń zostało pokazane z wykorzystaniem modelu symulacyjnego hybrydowego połączenia elementów CFRP i aluminium, który został opracowany i zweryfikowany praktycznie w Instytucie Konstrukcji Lekkich i Tworzyw Sztucznych (ILK) Technische Universität Dresden. Model ten bierze pod uwagę ekstremalne obciążenia termiczno-mechaniczne występujące w procesie wytwarzania, powstające ze względu na dużą różnicę we współczynnikach rozszerzalności cieplnej materiałów składowych. Wyniki obliczeń, jak również opracowany model cząstkowy MES mogły zostać zweryfikowane dzięki przeprowadzonym badaniom eksperymentalnym na specjalnie do tego celu przygotowanym demonstratorze CFRP/Al i pozwoliły na zaprojektowanie termicznie dopasowanych komponentów z CFRP. Ponadto, model cząstkowy jest możliwy do wykorzystania w realistycznej analizie wytężeniowej połączenia nitowego pomiędzy materiałem izotropowym a dowolnym materiałem anizotropowym uwzględniającym występujące obciążenia termiczno-mechaniczne. Jest również praktycznym narzędziem inżynierskim pozwalającym zaoszczędzić czas na modelowanie, obliczenia oraz przeprowadzenie większej ilości badań eksperymentalnych. Dodatkowo, opisana metodyka może być w przyszłości wykorzystana do przyspieszenia obliczeń innych rodzajów połączeń hybrydowych materiałów w konstrukcjach lekkich.

EN

Novel lightweight developments in automobile industry are increasingly completed as hybrid constructions. Modern hybrid concepts, including metallic materials and anisotropic composites require material adapted joining concepts. In this context a special importance is given to the load-adapted design of joining areas. The overlapping area design of blind rivet connections has been presented upon an example of a constructed element car body. This load adapted connection has been designed due to elaborated and practically validated simulation model. Load adapted design such as overlapping areas has been presented due to its own development, practically proofed simulation model of hybrid CFRP/Al shear-field, which are subjected to extreme thermo-mechanical loads for different thermal expansion coefficients during the painting process. Calculation results, and so that developed FE-submodel could have been verified on the basis of carried out experimental research on CFRP/AL-shear field and laid foundations for a design of CFRP-shear field components. This FE-submodel is applicable in realistic deformation and failure analysis of blind rivet connection with any anisotropic join partner under thermo-mechanical loads. It is also a practical engineering-tool which reduces modeling efforts, computing methods and necessary experimental research. Additionally, described methodology can be applied in other join types (rivet, thread, press), offering the acceleration of calculation process in different material adapted connection methods in multimaterial lightweight structures.

7

Podstawy uogólnionej teorii wytrzymałości ciał izotropowych

Wilczyński A.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2004

|

z. 23

445-450

PL

Zagadnienia wytrzymałości a w szczególności teorii wytrzymałości, nawet w odniesieniu do materiałów izotropowych, o anizotropowych nie mówiąc, są o wiele trudniejsze i budzące o wiele więcej kontrowersji niż te związane z odkszlałcalnością materiałów. Sytuacja taka trwa od XVII wieku i do dnia dzisiejszego nie znalazła powszechnie uznanego rozwiązania. Współczesne badania, dotyczące teorii wytrzymałości materiałów anizotropowych i wprowadzenie pojęcia tensorów wytrzymałości pozwala poważnie posunąć wiedzę w tym zakresie. Jest to szczególnie istotne w czasie rozwoju wiedzy o stosowanych obecnie materiałach. Można teraz zbudować poprawną i stosunkowo prostą teorię wytrzymałości, przynajmniej w odniesieniu do materiałów izotropowych.

EN

Strength problems and especially problems of theories of strength, even concerning isotropic bodies, even ignoring the an-isotropic ones, are much more complicated and bringing much more controversy than the ones concerned with deformability of materials. It can be assumed that this situation is lasting from the early XVII century and up to now has not achieved a satisfactory, generally accepted solution. On the other hand some recent enough results in strength theories for an-isotropic bodies and especially the introduction of strength tensors, primarily ignored or of doubtful usefulness in practice, allow to obtain new knowledge in this field.

8

Zagadnienie szczeliny w poprzecznie izotropowym materiale obciążonym skrętnikiem

Rogowski B., Kaliński W.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Mechanika

|

2001

|

Z. 73

305-314

PL

Znalezione ścisłe rozwiązanie zagadnienia kołowej szczeliny w poprzecznie izotropowym ośrodku sprężystym. Szczelina jest rozwierana i skrcana przez dwie siły skupione i dwa momenty skręcające, przełożone w pewnej odległości od płaszczyzny szczeliny. Otrzymano zamkniętą postać rozwiązań dla współczynników intensywności naprężeń typu I i typu III oraz dla przemieszczeń określających rozwarcia szczeliny.

EN

The exact solution is obtained for the penny-shaped crack problem in an infinite transversely isotropic body. The crack is opened and twisted by two opposite concentrated axial forces and torques, which are applied on the two international surfaces parallel to the crack surfaces. The closed-form expressions are obtained for the stress intensity factors of Mode I and of Mode III around the crack contour and for the crack shapes after deformation.

9

O pewnych ciałach dwuskładnikowych mających własności materiału izotropowego

Nagórko W., Wągrowska M.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2001

|

z. 15

263-268

PL

W pracy rozważa się kompozyt typu plaster miodu i wykazuje, że przy odpowiednim doborze stosunku wielkości wypełnień do wielkości matrycy oraz funkcji kształtu, uśrednione ciało dwuskładnikowe ma własności materiału izotropowego.

EN

The aim of this paper is to present the isotropic behaviour of the two phased composite materials. Our considerations apply composites like honeycomb. It can be proved that: 1. for some special relations of size matrix and inclusion, 2. for some shape fonctions, the homogeneous models of microperiodic two phased composite materials have properties similar to isotropic materials.

10

The effect of phase constitution on the remanence enhancement in nanocrystalline magnets.

Kaszuwara W., Leonowicz M.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 4

434-437

EN

A simple geometrical model which describes enhanced remanence in nanocrystalline magnetic materials in terms of their phase constitution has been formulated. It has been assumed that in isotropic material, the remanence value which can be calculated on a basis of the Stoner - Wohlfarth model for the non interacting single domain particles, some proportion of its volume attains the properties characteristic of an anisotropic material. The magnetically aligned material ranges in the vicinity of magnetically hard crystallites, easy magnetisation axes of which are oriented parallel to the external magnetic field. The length of these exchange interactions L can be expressed by L=(A/K1) to the 1/2 where (A - exchange constant, K1 - first anisotropy constant). Contribution of this aligned material to the total remanence value of the magnet is equal to the product of its volume fraction and saturation magnetisation. The dependence of the remanence value on the rare earth content, which can be calculated on a basis of this model, exhibits three distinct parts origin of which has been explained. The calculated values of the remanence are in good agreement with the experimental data for magnets prepared by mechanical alloying.

PL

Opracowano model wiążący zjawisko podwyższonej remanencji ze strukturą fazową magnesów nanokrystalicznych. Przyjęto, że w próbce izotropowej, której remanencję można obliczyć z prawa Stonera-Wohlfartha w wyniku działania zjawiska podwyższenia remanencji tworzy się pewien obszar o właściwościach materiału anizotropowego. Powstaje on wokół ziaren fazy magnetycznie twardej zorientowanych osią łatwego namagnesowania w kierunku zewnętrznego pola magnetycznego i rozciąga się na odległość L=(A/K1) do potęgi 1/2 (A - stała wymiany, K1 - stała anizotropii) od ich powierzchni. Wkład tych obszarów w sumaryczną wartość remanencji magnesu równy jest iloczynowi ich udziału i namagnesowania nasycenia fazy objętej oddziaływaniami wymiennymi. Zależność remanencji od zawartości pierwiastka ziemi rzadkiej obliczona według takiego modelu posiada trzy zakresy zmienności. Opracowany model dobrze opisuje wyniki doświadczalne uzyskane dla magnesów Nd-Fe-B i Sm-Fe-N otrzymanych metodą mechanicznej syntezy.

11

Zagadnienie destrukcji materiałów suszonych

Kowalski S., Rybicki A.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2000

|

z. 14

71-77

PL

Praca dotyczy zjawiska deformacji materiałów suszonych, któremu w warunkach ekstremalnych może towarzyszyć destrukcja. Opis zjawiska prowadzony jest na gruncie mechaniki kontinuum adoptowanej do zawilżonych ośrodków kapilarno-porowatych. Zasadnicza analiza dotyczy układów zdyspergowanych, których przykładem są zawiesiny materiałów ceramicznych, krzemianów i glinianów wapnia. Akcent położony jest na dwa zagadnienia: wzrost siły kohezji w początkowym okresie suszenia i dekohezję struktury w wyniku nadmiernych naprężeń suszarniczych.

EN

The paper deals with deformations and fracture in dried materials. The description of these phenomena is based on the continuum mechanics of capillary-porous media. The theory refers to materials that before drying have a condensed dispergate consistence, as for example, solid suspensions, ceramic pastes, clays, etc. The accent is placed on two problems: increase of cohesion force in the first period of drying, and deco forcehesion of the material structure caused by the drying induced stresses.