Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Optimisation of BELLS3 model coefficients to increase the precision of asphalt layer temperature calculations in FWD and TSD measurements

Sudyka Jacek, Mechowski Tomasz, Harasim Przemysław, Graczyk Mirosław, Matysek Andrzej

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2024

|

Vol. 23, no. 4

437--456

EN

The article discusses the optimisation process of the BELLS3 model for predicting the temperature of asphalt layers, especially in deflection measurements on Polish roads. The BELLS3 model, based on data from the Long-Term Pavement Performance programme, is a popular tool for quick and non-contact temperature estimation of asphalt layers at various depths. However, its accuracy may be limited in the context of local climatic conditions, which differ from those included in the original model. In this paper, a verification analysis was carried out through testing the model on FWD measurements data, and then the model was optimised using the least squares method (LSM). This approach yielded a small improvement in accuracy (only 1%) while reducing the error to 2.12°C. Therefore, it was decided to extend the analysis by using a machine learning method (MARS) to obtain the explicit form of the model. The solution improved the accuracy by 6%, at the same time reducing the error to 1.84°C. Based on this, further research was suggested on hybrid and AI-based models that could improve the efficiency of asphalt layer temperature forecasting under local climatic conditions.

PL

W artykule omówiono proces optymalizacji modelu BELLS3, służącego do prognozowania temperatury warstw asfaltowych, szczególnie w pomiarach ugięć na polskich drogach. Model BELLS3, oparty na danych z programu Long-Term Pavement Performance, jest popularnym narzędziem umożliwiającym szybkie i bezkontaktowe oszacowanie temperatury warstw asfaltowych na różnych głębokościach. Jednakże jego dokładność może być ograniczona w kontekście lokalnych warunków klimatycznych, które różnią się od tych uwzględnionych w oryginalnym modelu. W pracy przeprowadzono analizę weryfikacyjną, testując model na danych z pomiarów FWD, a następnie dokonano jego optymalizacji za pomocą metody najmniejszych kwadratów (MNK). To podejście dało niewielką poprawę dokładności (zaledwie o 1%) przy jednoczesnej redukcji błędu do 2,12°C. Dlatego zdecydowano o rozszerzeniu analizy o zastosowanie metody uczenia maszynowego (MARS), która pozwala na uzyskanie postaci jawnej modelu. Rozwiązanie to poprawiło dokładność o 6%, redukując błąd do 1,84°C. Na tej podstawie zasugerowano dalsze badania nad modelami hybrydowymi i opartymi na sztucznej inteligencji, które mogłyby zwiększyć skuteczność prognozowania temperatury warstw asfaltowych w lokalnych warunkach klimatycznych.

2

Symulacyjne badanie właściwości dynamiczno-termicznych ultra-szybkiego napędu indukcyjno-dynamicznego

Jankowski Piotr, Hallmann Damian

Przegląd Elektrotechniczny

|

2024

|

R. 100, nr 2

203--208

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań ultraszybkiego napędu indukcyjno-dynamicznego o dużej energii początkowej baterii kondensatorów. Celem badań było symulacyjne określenie właściwości dynamicznych i termicznych, na podstawie których można wyznaczyć parametry krytyczne zasilania i wymiary cewki miedzianej oraz dysku dwuwarstwowego gwarantujące powtarzalną pracę napędu. Wyznaczone parametry muszą zapewniać oczekiwaną dynamikę poruszającego się dysku nie przekraczając przy tym dopuszczalnej temperatury cewki i dysku.

EN

The article presents the results of research on an ultra-fast induction-dynamic drive with a high initial energy of a capacitor bank. The aim of the research was to simulate the dynamic and thermal properties on the basis of which it is possible to determine the critical parameters of the copper coil and the double-layer disc, guaranteeing repeatable operation of the drive. The determined parameters must ensure the expected dynamics of the moving disc without exceeding the permissible temperature of the coil and the disc.

3

Solving the prevention of the formation of traffic jams in pipelines in the transportation of gases by the autoejection process

Gurbanov Abdulaga, Sardarova Ijabika

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 4

252--256

EN

The article presents the application of autoejection process to ensure efficient operation of pipeline systems and gas separation installations when it is impossible to remove and utilize the condensate from the pipelines. Thus, in the suggested ejector, a single common stream is separated into two streams, i.e., an active and a passive stream, as opposed to two separate independent streams in existing ejection devices. As a result, we refer to such an ejection process as autoejection, or a self-ejection process. Such a procedure is run in the pipeline with the goal of blowing and dusting the liquid phase through the central high-velocity nozzle in circumstances of mass blocking and coating rather than expelling the liquid from the pipes. On the cross-sectional area of the belts, the velocity profiles of flows in laminar and turbulent regimes are known to differ greatly from one another. The adhesion forces acting from the tube's central axis outwards, towards its walls cause the flow rate to decrease. There is a cross-sectional interaction of flows in this mode, according to experimental studies of turbulent flows. As a result, compared to the laminar domain, the flow velocities in this regime are more equally distributed across the cross-section of the flow, and their values are roughly equal to the flow's average value. In this case, based on the dependences of the flow ∆p = f(W), it is known from the calculations and the table that at such velocity limits of the flows, the “braking” pressure (p0) of the liquid coating on the pipe walls corresponds to the maximum velocity of the central gas flow. The autoejection process can occur due to the difference between the static pressures. Unsaturated absorbent coatings can be blasted off the tube absorber's walls using this technique and blended back into the main gas stream. Gas-liquid autoejectors installed along the pipe absorber's length make it possible to use this method. The purpose and principles of autoejectors’ operation are considered and a perspective of their application in tube absorbers is noted.

PL

Artykuł prezentuje zastosowanie procesu automatycznego strumieniowania w celu zapewnienia efektywnej pracy systemów rurociągowych i instalacji separacji gazu, gdy niemożliwe jest usunięcie i wykorzystanie kondensatu z rurociągów. W związku z tym w sugerowanej strumienicy automatycznej pojedynczy wspólny strumień jest rozdzielany na dwa strumienie, czyli aktywny i pasywny, w przeciwieństwie do dwóch oddzielnych, niezależnych strumieni w istniejących urządzeniach strumieniowych. Taki proces strumieniowania nazywany jest automatycznym strumieniowaniem lub procesem samostrumieniowania. Procedura ta uruchamiana jest w rurociągu w celu przedmuchiwania i odpylania fazy ciekłej przez centralną dyszę o wysokiej prędkości w warunkach masowego blokowania i usuwania, a nie wypierania cieczy z rur. Wiadomo, że profile prędkości przepływów w reżimach laminarnym i turbulentnym w przekroju poprzecznym stref znacznie się od siebie różnią. Siły adhezji działające od centralnej osi rury na zewnątrz w kierunku jej ścian powodują spadek prędkości przepływu. Zgodnie z wynikami badań eksperymentalnych przepływów turbulentnych w tym trybie występuje interakcja przepływów w przekroju poprzecznym. W rezultacie, w porównaniu do domeny laminarnej, prędkości przepływu w tym reżimie są bardziej równomiernie rozłożone w przekroju przepływu, a ich wartości są mniej więcej równe średniej wartości przepływu. W tym przypadku, na podstawie zależności przepływu ∆p = f(W), wiadomo z obliczeń i tabeli, że przy takich granicach prędkości przepływów, „hamujące” ciśnienie (p0) powłoki cieczy na ścianach rurociągu odpowiada maksymalnej prędkości centralnego przepływu gazu. Proces automatycznego strumieniowania może zaistnieć dzięki różnicy między ciśnieniami statycznymi. Nienasycone powłoki absorbujące mogą być zdmuchiwane ze ścian absorbera rurociągu przy użyciu tej techniki i ponownie mieszane z głównym strumieniem gazu. Wykorzystanie tej metody jest możliwe dzięki zastosowaniu automatycznej strumienicy gazowo-cieczowej zainstalowanej wzdłuż absorbera rurociągu. Artykuł zawiera również rozważania dotyczące celu stosowania i zasad działania strumienic automatycznych, zwracając uwagę na ich zastosowania w absorberach rurociągowych.

4

The influence of temperature on the assessment of the load-bearing capacity of concrete airport pavements

Grabowski Paweł, Wesołowski Mariusz, Blacha Krzysztof

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 11

97--106

EN

The aim of the work was to determine the influence of temperature on the airfield pavement’s elastic deflections and therefore the load-bearing capacity results. The article presents the research carried out on the cement concrete test section and the obtained data presenting the impact of the discussed phenomenon on measurements. The article summarizes the research conducted on the influence of temperature changes on the obtained load-bearing capacity results, presents general conclusions and proposals for further work on the topic.

PL

Celem badań było określenie wpływu temperatury na uzyskiwane wyniki pomiarów ugięć sprężystych nawierzchni betonowych, a w efekcie ich nośności. W artykule przedstawiono badania realizowane na testowym odcinku wykonanym z betonu cementowego oraz uzyskane dane, ilustrujące wpływ omawianego zjawiska na pomiary. Dokonano podsumowania przeprowadzonych badań w zakresie wpływu zmian temperatury na uzyskane wyniki nośności, przedstawiono ogólne wnioski oraz propozycje dalszych prac w podjętym temacie.

5

Selection of high-sorption clay-based plaster for machine application

Byrdy Aleksander, Rembiś Marek, Kinasz Roman

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 7

12--23

EN

Modern ready mixed clay-based plasters contain a substantial amount of additives and fillers that are indispensable to make typical machine-assisted plaster application feasible. Fillers reduce the content of clay as the primary ingredient improving the indoor climate in rooms. This article presents the results of comparative studies on the sorption parameters of various clay-rich plaster compositions against the backdrop of research results for other plasters commonly used in building engineering. A plaster characterized by high sorption properties was selected and verified in terms of application potential using the shotcreting technique taking advantage of the thixotropic properties of the material. The developed composition was applied as plaster in a residential building where its effectiveness and influence on the indoor comfort in rooms were verified.

PL

Współcześnie stosowane tynki maszynowe produkowane na bazie gliny zawierają znaczną ilość dodatków i wypełniaczy, które mają zapewnić możliwość ich aplikacji przy użyciu typowych agregatów tynkarskich. Wypełniacze te redukują zawartość gliny jako podstawowego składnika wpływającego na poprawę klimatu wewnętrznego w pomieszczeniach. W artykule przedstawiono wyniki badań porównawczych parametrów sorpcyjnych różnych receptur tynków o dużej zawartości gliny na tle wyników badań innych tynków powszechnie stosowanych w budownictwie. Na podstawie przeprowadzonej selekcji dobrano tynk o bardzo dobrych właściwościach sorpcyjnych i zweryfikowano możliwość jego aplikacji techniką torkretowania, wykorzystującą właściwości tiksotropowe użytego materiału.

6

Wpływ sposobu docieplenia budynku jednorodzinnego niepodpiwniczonego na temperaturę na powierzchni wewnętrznej ściany oraz na liniowy współczynnik przenikania ciepła

Leszczyński Cezary

Izolacje

|

2024

|

T. 29, nr 11/12

110--113

PL

W artykule przeanalizowano wybrane aspekty projektowe dotyczące ocieplenia ściany istniejącego budynku. Wykonano obliczenia dla pięciu stref klimatycznych, wyróżniając różną głębokość posadowienia budynku oraz temperaturę zewnętrzną. Budynek posadowiony na fundamencie tradycyjnym, wykonany z cegły kratówki. Artykuł przedstawia analizę temperaturową występującej na powierzchni wewnętrznej ϑimg w miejscu krytycznym węzła oraz analizę liniowego współczynnika przenikania ciepła ψim mostka termicznego. Na podstawie obliczeń wykonanych w programie THERM przedstawiono zestawienie temperatur, wartości liniowych współczynników przenikania ciepła oraz wnioski. Informacja może być przydatna dla naukowców, projektantów, inżynierów przy podejmowaniu prawidłowych decyzji na etapie projektowania budynków ogrzewanych.

EN

In the article on selected design aspects concerning the insulation of the building interior. Performed for five geographical zones, different building foundations and external temperature. The building is placed on a traditional foundation, made of latticework. The article presents information on the characteristic temperature on the external surface ϑimg in the critical location and the available linear heat transfer coefficient ψim of the permeable bridge. Based on calculations in the THERM program, a comparison of temperature, values of linear heat transfer coefficients and conclusions was made. The information may be for devices, designers, engineers in the event of a failure, if there are changes in the design of heating systems.

7

Thermography of the Extensive Green Roof of the Brno-Komín Kindergarten

Mohapl Martin, Jílek Jan

Inżynieria Mineralna

|

2024

|

Vol. 1, no. 1

719--724

EN

The article deals with the behavior of an extensive green roof in winter. The behavior of the green roof of the Kindergarten Brno – Komín is described in the case study. The condition of the roof was determined using thermovisual technology. An extensive green roof shows significant temperature differences in winter compared to roofs without vegetation. The vegetation layer on roofs partially acts as an insulating layer. From this structure, the ventilation shafts and sanitary equipment emerge thermally. As part of thermography, the influence of the revision segment on heat conduction was determined. The overall thermal technical condition was evaluated using a thermal camera.

8

The Influence of the Application of Soil Conditioners on the Temperature and Moisture of the Soil Environment

Jeřábková Jindřiška, Salaš Petr, Burgová Jana

Inżynieria Mineralna

|

2024

|

Vol. 1, no. 1

711--718

EN

In cities, environmental and social impacts are increased every year due to high temperatures due to the heat island of the city. An effective struggle against the heat island of the city is the green infrastructure, where woody plants such as trees and shrubs play an irreplaceable role. Wood in the city is affected by a number of stress factors, especially high temperatures and lack of precipitation. In order for them to perform all their important functions and help reduce the negative impacts of the city's heat island, all requirements for their successful development and growth must be fulfilled. Soil conditions are an important factor affecting the condition of trees. Unsuitable soil conditions which include lack of water, compacted soil, result in insufficient development of the root system which directly affects the quality of the above-ground part of the plants. A possible treatment to improve the soil environment in the root zone of trees is the use of soil conditioners applied in the form of soil injection. The paper deals with the effect of soil conditioners (Hydrogel®, mycorrhizal mix Endomyk PROF + Trichoderma, and their combination) in the form of injection on the temperature and humidity conditions of the soil environment in a young plants of trees (species) Acer campestre L. in the city of Znojmo (South Moravia region). Plants without application of any preparation served as a Control variant. Before the actual application of conditioners MINILOG data loggers with temperature sensors and VIRRIB moisture sensors were placed in the soil which recorded changes in soil temperature and volumetric soil moisture in six-hour intervals every day in the period from February 2021 till December 2022. These changes were recorded in two profiles 0.1 - 0.4 and 0.4 - 0.7 meters. From the recorded results, it can be said that the application of soil conditioners had a significant effect on the temperature and humidity conditions of the soil environment. The variant with the soil conditioner Hydrogel® and the variant with the soil conditioner Hydrogel® in combination with the mycorrhizal mix in most cases show higher values of soil moisture and temperature compared to the Control variant. This trend is most evident in the soil profile of 0.4 - 0.7 m in the growing season.

9

Diagnostyka stanu cieplno-wilgotnościowego ściany docieplonej wełną mineralną w systemie podwójnego ETICS – studium przypadku

Perkowski Zbigniew, Świrska-Perkowska Jadwiga, Marynowicz Andrzej, Czabak Mariusz, Kucharczyk Andrzej, Pawlik Kamil, Frączek Daniel, Graba Mariusz

Inżynieria i Budownictwo

|

2024

|

R. 80, nr 6

435--440

PL

Praca dotyczy diagnostyki stanu cieplno-wilgotnościowego ściany zewnętrznej rzeczywistego budynku docieplonego dodatkową warstwą wełny mineralnej w systemie ETICS. W czterech różnych przekrojach przegrody umieszczono po 8 czujników, zlokalizowanych na granicach jej warstw, w celu monitorowania zmian temperatury i wilgotności względnej powietrza. Pomiary prowadzono od stycznia 2024 roku. Dane otrzymane z badań eksperymentalnych porównano z obliczeniami symulacyjnymi wykorzystującymi sprzężony dwuskładnikowy model Künzela. Stwierdzono rozbieżności pomiędzy danymi eksperymentalnymi i obliczeniowymi.

EN

The work concerns the diagnostics of the thermal and humidity condition of the external wall of a real building, insulated with an additional layer of mineral wool in the ETICS system. Eight sensors were placed in four different sections of the envelope, located at the boundaries of its layers, to monitor changes in air temperature and relative humidity. The measurements were carried out from January 2024. The data obtained from the experimental tests were compared with the simulation calculations using the coupled two-component Künzel model. Discrepancies were found between experimental and computational data.

10

Heat transfer modelling in an annular disc under heating and cooling processes with stress analysis

Varhadpande Indrajeet, Murthy V. R. K., Lamba Navneet Kumar

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2024

|

Vol. 29, no. 3

166--181

EN

The goal of this effort is to determine the interaction among the heating and cooling processes in order to understand how solids behave when subjected to temperature changes. In this instance, the temperature, displacement, and stress relations are determined analytically and numerically while a thin annular disc is subjected to both the heating and cooling processes. The ability of a material to withstand stress is essential for the design of diverse mechanical structures that aim to enhance performance, durability, characteristics, and strength. This ability is demonstrated in many physical processes where the material structure crosses over into heating and cooling processes. Furthermore, memory derivatives used in the modelling of heat transfer equations more accurately depict the memory behaviour of an imagined disc and explain its physical significance.

11

System for assessing the possibility of icing (hoarfrost) on medium and high voltage power lines

Rapta Paweł, Bień Andrzej

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2024

|

Vol. 65, Nr 12

10--16

EN

This paper addresses the issue of frost formation on overhead power lines, which poses a significant threat to their structural integrity. The accumulation of ice increases the mass of the lines, potentially leading to their damage. The study presents an implementation of a frost prediction system utilizing artificial intelligence, fiber optic transmission medium, and energy-efficient solutions. Both conceptual and implementation aspects are discussed, covering hardware and application components, which together form a comprehensive system for monitoring and predicting ice accretion.

PL

Niniejszy artykuł podejmuje problem formowania się szadzi na liniach energetycznych napowietrznych, co stanowi istotne zagrożenie dla ich integralności strukturalnej. Gromadzenie się oblodzenia prowadzi do wzrostu masy przewodów, co w skrajnych przypadkach może skutkować ich uszkodzeniem. W pracy przedstawiono implementację systemu predykcji powstawania szadzi z wykorzystaniem technologii sztucznej inteligencji, światłowodowego medium transmisyjnego oraz energooszczędnych rozwiązań. Opisano zarówno aspekty koncepcyjne, jak i implementacyjne, obejmujące komponenty sprzętowe oraz aplikacyjne, które wspólnie tworzą kompleksowy system monitorowania i predykcji oblodzenia.

12

Rozdzielnice niskich napięć – wpływ temperatury na bezpieczeństwo eksploatacji rozdzielnic niskiego napięcia (zagadnienia wybrane). Cz. 1

Orzechowski Marcin

Elektro Info

|

2024

|

nr 1-2

18--23

PL

W artykule przedstawiono zagrożenia wynikające z niewystarczających wymagań w zakresie temperatury wewnątrz rozdzielnicy. Pominięcie tej wielkości fizycznej w praktyce może doprowadzić do uszkodzenia rozdzielnicy lub przyczynić się do jej niepoprawnej pracy, a w skrajnym przypadku – do jej całkowitego zniszczenia.

EN

The article presents the threats resulting from insufficient temperature requirements inside the switchgear. Omitting this physical quantity in practice may result in damage to the switchgear or contribute to its incorrect operation and, in extreme cases, to its complete destruction.

13

The influence of the content of phosphates in water on the propagation speed of ultrasonic waves

Wesołowski Paweł, Neugebauer Maciej

Combustion Engines

|

2024

|

R. 63, nr 2

152--157

EN

The phosphate content of a test sample is one of the indicators of the trophic status of the test water. In this work, an attempt was made to use a non-destructive ultrasonic technique to determine this parameter. For this purpose, a specially prepared measuring station was used to test distilled water samples with different phosphate contents. Specially prepared samples contained 0, 20, 40, 60, 80, and 100 kg/m3 of phosphates. In addition, tests were carried out on the effect of sample temperature on the values of the characteristic parameter of the wave, in the range from 12 to 30°C. All tests were carried out using two ultrasonic heads with a wave frequency of 2 MHz. The ultrasonic wave parameter analysed in the study was the propagation speed of the ultrasonic wave. The results obtained indicate that the ultrasonic method is useful for non-destructive evaluation of phosphate content in the sample. Additionally, they show a large influence of the sample temperature on the results read.

14

Improved thermal management of lithium-based batteries employing genetic algorithm optimization

Yüksek Gökhan, Lale Timur

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2024

|

Vol. 72, nr 6

art. no. e151378

EN

Lithium-based battery systems (LBS) are used in various applications, from the smallest electronic devices to power generation plants. LBS energy storage technology, which can offer high power and high energy density simultaneously, can respond to continuous energy needs and meet sudden power demands. The lifetime of LBSs, which are seen as a high-cost storage technology, depends on many parameters such as usage habits, temperature and charge rate. Since LBSs store energy electrochemically, they are seriously affected by temperature. High-temperature environments increase the thermal stress exerted on LBS and cause its chemical structure to deteriorate much faster. In addition, the fast charging feature of LBSs, which is generally presented as an advantage, increases the internal temperature of the cell and negatively affects the battery life. The proposed energy management approach ensures that the ambient temperature affects the charging speed of the battery and that the charging speed is adaptively updated continuously. So, the two parameters that harm battery health absorb each other, and the battery has a longer life. A new differential approach has been created for the proposed energy management system. The total amount of energy that can be withdrawn from LBS is increased by 14.18% as compared to the LBS controlled with the standard energy management system using the genetic algorithm optimized parameters. Thus the LBS replacement period is extended, providing both cost benefits and environmentally friendly management by LBSs turning into chemical waste distinctly later.

15

Wpływ zmian temperatury na stan przemieszczeń i naprężeń w płycie betonowej

Mackiewicz Piotr, Szydło Antoni

Budownictwo, Technologie, Architektura

|

2024

|

nr 3

46--51

PL

Oddziaływanie temperatury w ciągu doby powoduje istotne zmiany w odkształcaniu się płyt betonowych wbudowanych w nawierzchnie drogowe. W związku z rozszerzalnością termiczną oraz nierównomiernym oddziaływaniem temperatury, płyta betonowa odkształca się w ciągu doby w zależności od różnych warunków jej posadowienia. Związane jest to z różnymi typami warstw oraz stanem podłoża, na którym spoczywa płyta. W Polsce, z uwagi na częste zmienne warunki pogodowe, nawierzchnie betonowe poddawane są cyklicznym oraz zróżnicowanym odziaływaniom termicznym w ciągu roku i doby. W artykule przeanalizowano wpływ różnych warunków podparcia płyty na stan przemieszczeń i naprężeń w analizowanym układzie warstwowym. Obliczenia numeryczne przeprowadzono w zależności od zmiennej temperatury dobowej z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES). Z obliczeń wynika, że na skutek dobowych zmian temperatury w obszarze szczelin poprzecznych w podbudowie mogą pojawić się skumulowane przemieszczenia pionowe oraz naprężenia rozciągające prowadzące do uszkodzenia nawierzchni. Wykazano, że stosowanie sztywnych podbudów prowadzi do powstawania większych naprężeń rozciągających w płycie niż dla podbudów podatnych. Natomiast w podbudowach podatnych o małym module sztywności i dodatkowo o małej grubości będą pojawiać się skumulowane przemieszczenia. Pokazano wpływ zmiany wartości modułów i podłoża na wartości termicznych naprężeń rozciągających w płycie betonowej. Stwierdzono, że nawet niewielka zmiana grubości płyty w zakresie 5 cm w specyficznych warunkach może powodować zmiany w odkształceniach i naprężeniach. Przeprowadzone analizy mogą być pomocne przy projektowaniu nowych nawierzchni betonowych jak również ocenie nośności nawierzchni istniejących spoczywających na różnorodnych podłożach.

EN

The impact of temperature over the course of a day causes significant changes in the deformation of concrete slabs embedded in road pavements. Due to thermal expansion and uneven temperature effects, a concrete slab deforms over the course of a day depending on the different conditions of its foundation. This is related to the different types of layers and the condition of the substrate on which the slab rests. In Poland, due to frequent changing weather conditions, concrete pavements are subjected to cyclic and varying thermal actions throughout the year and day. This paper analyzes the effect of different slab support conditions on the state of displacements and stresses in the analyzed pavement system. Numerical calculations were carried out as a function of varying diurnal temperature using the Finite Element Method (FEM). The calculations show that due to diurnal temperature changes, cumulative vertical displacements and tensile stresses leading to pavement failure can occur in the area of transverse cracks in the substructure. It has been shown that the use of rigid substructures leads to higher tensile stresses in the slab than for susceptible substructures. On the other hand, cumulative displacements will occur in susceptible substructures with a low modulus of stiffness and, in addition, a low thickness. The effect of changing modulus and substructure values on the values of thermal tensile stresses in a concrete slab is shown. It was found that even a small change in slab thickness in the range of 5 cm under specific conditions can cause changes in deformations and stresses. The analyses carried out can be helpful in designing new concrete pavements as well as in evaluating the load-bearing capacity of existing pavements resting on a variety of substrates.

16

Influence of temperature on rheological properties of self-compacting mortars and concretes in rest state

Gołaszewski Jacek, Cygan Grzegorz

Archives of Civil Engineering

|

2024

|

Vol. 70, nr 4

255--269

EN

The rheological properties of fresh mortars and self-compacting concretes (SCC) at rest – the static yield value gs and the thixotropy factor AT – at temperatures from 10 to 30°C were investigated. The static yield value gs and the thixotropy factor AT of SCC depends on the temperature and the w/c ratio. Immediately after casting, the static yield value gs of the SCC is the higher the higher the temperature and/or w/c ratio are. Thixotropy factor AT of fresh SCC depends mainly on w/c ratio – the higher w/c ratio the lower AT is. The increase in temperature of SCC reduces thixotropy factor AT, but the effect is insignificant. During the 40 minutes that the SCC remain at rest, the static yield value gs increases and this increase is faster for mixes with a higher w/c ratio. Thixotropy factor AT of SCC left in rest first increases over time, but then, after just 20 to 40 minutes, begins to decrease. Temperature does not affect static yield value gs and thixotropy factor AT changes in time. The nature of the effect of temperature on the rheological properties of mortars and SCC is analogous. It was proven that model mortars can be used to predict the effect of temperature on the rheological properties of SCC both in the flow phase and at rest and to predict changes in these parameters over time. The implications of the temperature effect on the rheological properties of SCC in terms of formwork pressure were also discussed.

PL

Celem badań było określenie wpływu temperatury i czasu na parametry reologiczne mieszanek BSZ w stanie spoczynku – statyczną granicę płynięcia gs i współczynnik tiksotropii AT. Dodatkowo zweryfikowano możliwość wykorzystania badań reologicznych wykonanych na zaprawach modelowych do przewidywania wpływu temperatury na parametry reologiczne mieszanki BSZ w stanie spoczynku. Stwierdzono, że zmieniająca się w zakresie od 10 do 30°C temperatura istotnie wpływa na statyczną granicę płynięcia gs mieszanki BSZ w stanie spoczynku. Im temperatura mieszanki jest wyższa, tym statyczna granica płynięcia gs mieszanki jest większa i szybciej wzrasta w czasie. Wzrost statycznej granicy płynięcia w czasie wynika najpierw z samozagęszczenia mieszanki BSZ, a następnie z postępującego procesu hydratacji i utraty efektu działania SP. Statyczna granica płynięcia gs jest znacznie, nawet o rząd wielkości większa od dynamicznej granicy płynięcia. Współczynnik tiksotropii AT maleje ze wzrostem temperatury, przy czym wpływ temperatury na współczynnik tiksotropii AT nie jest istotny w porównaniu do wpływu w/c. Wykazano, że charakter wpływu temperatury na właściwości reologiczne zapraw modelowych i mieszanek BSZ w spoczynku jest analogiczny. Zaprawy modelowe mogą być wykorzystywane do prognozowania wpływu temperatury na właściwości reologiczne mieszanki BSZ w stanie spoczynku. Wyznaczono zależności liniowe pomiędzy parametrami reologicznymi zapraw i mieszanek betonowych w stanie spoczynku. Przedyskutowano mechanizm wpływu temperatury na właściwości reologiczne mieszanki BSZ w stanie spoczynku w aspekcie ich wpływu na parcia na deskowania. W wyższej temperaturze mieszanka BSZ charakteryzuje się większą statyczną granicą płynięcia gs i szybszym jej wzrostem, co powoduje, że parcie mieszanki BSZ na deskowania tym mniejsze, im większa jest jej temperatura.

17

Comparative analysis of the BFRP and steel reinforcement bars under fire conditions

Wydra Małgorzata, Turkowski Piotr, Fangrat Jadwiga

Archives of Civil Engineering

|

2024

|

Vol. 70, nr 2

371--385

EN

The FRP reinforcement gained importance due to high tensile strength, high durability and ecological friendliness [1-7]. Its usefulness as the internal or Near Surface Mounted reinforcement in bent concrete elements has already been proven. Though, in terms of the compressive behaviour of the bars and concrete elements incorporating them, there are still few experimental and numerical considerations, especially when high temperatures are considered. This article contains further considerations on the performance of concrete columns with BFRP main reinforcement in fire resistance tests on the basis of previously presented authors’ numerical analyses. Comparative analysis in terms of temperatures, deformations and stresses of concrete columns with BFRP and steel main reinforcement in fire resistance tests is presented by the example of two columns, for which also experimental investigations were performed. Also, a comparative analysis of stress-strain relations for BFRP, steel and concrete at temperatures up to 600ºC is presented. It can be concluded that BFRP bars’ properties are strongly different when compressive and tensile performance is considered, especially at elevated temperatures. Tensile strength was higher for BFRP than steel at room temperature, but along with temperature growth, it came the other way (at around 600ºC). The compressive strength of the BFRP bars was higher than the value for concrete, but only for temperatures lower than 200ºC.

PL

Zbrojenie FRP zyskało znaczenie dzięki wysokiej wytrzymałości na rozciąganie, wysokiej trwałości i małego wpływu na środowisko. Wykazano ich przydatność jako zbrojenia wewnętrznego lub mocowanego z zastosowaniem systemów NSM (ang. Near Surface Mounted) w betonowych elementach zginanych, analizując również ich zachowanie w warunkach pożarowych. Niewiele jest natomiast opracowań dotyczących ściskania prętów i ściskanych elementów betonowych zawierających tego typu zbrojenie, zwłaszcza w warunkach podwyższonej temperatury. W artykule zaprezentowano wyniki uzupełniających badań w zakresie oceny odporności ogniowej słupa ze zbrojeniem głównym BFRP (ang. Basalt Fibre Reinforced Polymer), na podstawie przedstawionych wcześniej analiz numerycznych. Przeprowadzono analizę porównawczą pod kątem temperatury, odkształceń i naprężeń słupa ze zbrojeniem głównym stalowym lub BFRP w badaniach odporności ogniowej. Symulacje numeryczne odporności ogniowej wybranych elementów mają odzwierciedlenie w przeprowadzonych wcześniej badaniach. Wyniki badań materiałowych (np. dynamiczna analiza mechaniczna DMA – ang. Dynamic Mechanical Analysis, analiza termograwimetryczna TGA – ang. Thermogravimetric Analysis, testy mechaniczne ściskania/rozciągania w temperaturze pokojowej i w wysokich temperaturach) na prętach BFRP zostały omówione we wcześniejszych pracach autorów. W pierwszej kolejności przeprowadzono analizę porównawczą dla relacji naprężenie-odkształcenie trzech materiałów (BFRP, stal i beton) dla różnych zakresów temperatur. Wyniki wcześniejszych własnych badań wykorzystano do ustalenia wytrzymałości na ściskanie w temperaturze pokojowej i podwyższonej oraz wytrzymałości na rozciąganie prętów BFRP w temperaturze pokojowej.

18

A review on the effect of various rolling regimes (cryo, cold, warm, hot) and post‑annealing on high‑entropy alloys: microstructure evolution, deformation mechanisms, and mechanical properties

Tayyebi Moslem, DerakhshaniMolayousefi Mahdi

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2024

|

Vol. 24, no. 1

art. no. e16, 2024

EN

Despite their complex composition, high-entropy alloys (HEAs) have a simple structure and have been extensively researched for their ability to achieve unique properties through thermo-mechanical processing (TMP). This review studies the effects of different rolling regimes and post-annealing on single and multiphase HEAs, analyzing how TMP leads to microstructural changes and improved mechanical properties. The rolling changes the shape and utilizes different mechanisms determined by the rolling temperature to strengthen the raw materials, thus affecting the HEAs' properties. The microstructural evolution of HEAs during annealing is affected by various parameters such as annealing time, annealing temperature, and heating rate, which impact the strength–ductility combination of HEAs. According to the literature, cryogenic rolling (cryo-rolling), as opposed to cold rolling, provides greater strengthening. This is due to the faster microstructural evolution kinetics in cryo-rolling. Thus, cryo-rolling enhances the strengthening by activating deformation twinning at earlier stages through the intersection of twins and more shear banding, which is preferred to microbands for HEAs with low stacking fault energy (SFE). Rolling at high temperatures is the most suitable approach for HEAs with low workability. Warm and hot rolling enable microstructure evolution through deformation mechanisms, including grain growth, recovery, recrystallization, and phase transformation based on the process temperature. The ratio of recovery to recrystallization depends on temperaturę and SFE, with recovery dominating in alloys with high SFE and at lower rolling temperatures, while recrystallization is more prevalent for alloys with low SFE and at higher temperatures, leading to specific ductility–strength synergy.

19

Analysis of the thermal expansion coefficient of glass- and carbon-fibre-reinforced composites

Fejkiel Romuald, Skwara Krystian

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2024

|

Vol. 41, nr 1

17--26

EN

With the development of manufacturing processes, an increase in the importance of metal-fibre composites in materials engineering is observed. These are materials consisting of appropriately arranged layers of metal and various types of fibres. The very wide use of composite materials in the construction of machine and equipment components means they are often exposed to work in variable temperature conditions. The aim of this article was analysis of the thermal expansion of typical composites: carbon fibre-reinforced polymer, glass fibre-reinforced polymer, glass-reinforced aluminium laminate and carbon-fibre reinforced aluminium laminate. EN AW-6060 aluminium alloy was used as the reference material. The aim of the dilatometric tests was to determine the coefficient of thermal expansion and the dimensional stability of composite materials at elevated temperatures up to 100 °C. The EN AW-6060 aluminium alloy was characterized by the highest linear expansion coefficient (20.27×10−6 1/K). Composites containing glass fibres were characterized by the lowest positive linear thermal expansion coefficient. Among the composite materials tested, CARALLs exhibit the lowest thermal expansion coefficient.

PL

Wraz z rozwojem techniki, możemy zaobserwować wzrost znaczenia kompozytów metalowo-włóknistych w inżynierii mechanicznej. Są to materiały składające się z odpowiednio ułożonych warstw metalu oraz różnego rodzaju włókien. Bardzo szerokie zastosowanie materiałów kompozytowych w budowie elementów maszyn i urządzeń powoduje, że niejednokrotnie są one narażone na pracę w warunkach zmiennych temperatur. Celem tego artykułu była analiza rozszerzalności cieplnej typowych materiałów kompozytowych wzmocnionych włóknami węglowymi i szklanymi oraz laminatów typu GLARE i CARALL. Jako materiał referencyjny wykorzystano stop aluminium EN AW-6060. Celem badań dylatometrycznych było określenie rozszerzalności cieplnej i stabilności wymiarowej materiałów kompozytowych w podwyższonych temperaturach do 100°C z szybkością nagrzewania 5°C/min. Największym współczynnikiem rozszerzalności liniowej (20,27×10−61/K) charakteryzował się stop aluminium EN AW-6060. Najmniejszym dodatnim liniowym współczynnikiem rozszerzalności cieplnej charakteryzowały się kompozyty zawierające włókna szklane. Spośród materiałów kompozytowych, najmniejszym współczynnikiem rozszerzalności cieplnej charakteryzował się kompozyt typu CARALL.

20

Spatiotemporal relationship of temperature and precipitation over southern coasts of the Caspian Sea based on quantile regression methods

Solaimani Karim, Ahmadi Sedigheh Bararkhanpour

Acta Geophysica

|

2024

|

Vol. 72, no. 2

1127--1142

EN

Temperature and precipitation are significant environmental variables that can lead to catastrophic climatic disasters. The intensity of precipitation increases with increasing temperature under humid conditions. As a result, investigating the trend and relationship between precipitation and temperature is important in a wide range of industries such as trade, agriculture, and ecological analysis. Quantile regression techniques were used in this study to determine the effect of temperature variables on different amounts of precipitation during a 36-year duration (1984-2019) in Mazandaran Province of Iran. According to the findings, heavy rainfall increased significantly in February and April while decreasing in May, June, and September. All minimum and maximum temperature measurements, however, increased significantly. Moreover, the positive and negative effects of temperature variables were higher in the upper quantiles of precipitation, so the most negative effect of the minimum temperature were identified in the northwestern regions and in the warm and cold months of the year, but the most positive effect were detected in the north. In contrast, it was revealed that the north and northwest regions, respectively, were most negatively impacted by maximum temperature and most positively impacted by heavy rainfall. Finally, in a long period, high temperatures have not shown a positive effect on precipitation, and it is different according to spatial and temporal changes.