Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Carbon Fibre Reinforced Polymer Fatigue Strengthening of Old Steel Material

100%

Kowal M. , Pietras D.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

tom Vol. 17, no 1

197--209

EN

This paper reports the experimental results of a study investigating the effect of CFRP strengthening of metallic structures for increasing fatigue life. In the study, samples made form puddled steel and mild S235 grade steel strengthened with CFRP strips were examined. Samples were subjected to tensile fatigue loading with a stress ratio R of 0.115 and 0.130 (mild steel samples) and 0.13/1.25/0.15/1.07 (puddled steel samples). A total of 9 samples with CFRP/steel single overlap joints and 20 reference specimens were tested to determine their fatigue life and failure modes. Normal modulus CFRP strips with one cross section (20 x 1.4 mm) were used in this study. Laboratory test results showed that CFRP strengthening has visible effect on the fatigue life of the steel. The application of adhesively bonded CFRP laminates significantly prolongs fatigue life of the specimens. The increase in fatigue life of the steel samples strengthened with CFRP strips was 2 to 16 times (for mild steel) and 11.6 to 34.8 times (for puddled steel).

2

Thermal defect characterization and heat conduction modeling during fiber laser cutting carbon fiber reinforced polymer laminates

100%

Chen L. , Li M. , Yang X. , Li B.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2020

|

tom Vol. 20, no. 2

453--466

EN

High-power fiber laser has been proven to be feasible for cutting carbon fiber reinforced polymers with several advantages including noncontact force, high efficiency and flexibility, while the characteristics of thermal damage and heat conduction in materials are not yet fully understood. Continuous-wave fiber laser was applied in this work to cut 2.0-mm-thick carbon fiber reinforced polymer laminates with different layup configurations. The influence of processing parameters including laser power and cutting speed on thermal damage was investigated. The characteristics of various thermal defects on different positions of machined surface were analyzed using high-resolution SEM and mathematical models. Interestingly, swollen fibers were observed and they connected together to form irregular swollen masses. According to further analysis on the initial heat distribution, it showed that cutting speed was the main factor affecting heat accumulation. In addition, modified heat conduction model was developed to analyze heat transfer within unidirectional carbon fiber reinforced polymer laminates in comparison with experimental results, which can be applied to predict heat affect zone during high-power fiber laser cutting composite materials.

3

A model of the moment curvature relation for RC beams strengthened with prestressed CFRP laminates

80%

Korentz J.

Archives of Civil Engineering

|

2019

|

tom Vol. 65, nr 4

217--228

EN

The paper presents an analysis of the behaviour of bent reinforced concrete beams strengthened with CFRP laminates fixed with adhesive before and after unloading, and more importantly, an analysis of the work of reinforced concrete beams strengthened with pre-stressed CFRP laminates fixed with adhesive. The analyses were based on a moment-curvature model prepared by the author for reinforced concrete beams strengthened under load with pre-stressed CFRP laminates. The model was used to determine the effect of compression with CFRP laminates and their mechanical properties on the effectiveness of strengthening the reinforced concrete beams analysed in this study.

PL

Wzmocnienia konstrukcji dokonuje się w celu przywrócenia im pierwotnej nośności lub zwiększenia ich nośności ze względu na zmianę przeznaczenia obiektu, której towarzyszy wzrost obciążeń. Do wzmocnień konstrukcji żelbetowych najczęściej stosowane są taśmy z włókien węglowych CFRP. Stosowane są też pręty i kształtowniki stalowe, a także sploty. Możliwe jest też stosowanie taśm i mat z włókien szklanych GFRP i aramidowych AFRP. Są to materiały o bardzo różnych właściwościach mechanicznych. Pośród technik stosowanych podczas wzmacniania belek żelbetowych w strefie zginania można między innymi wymienić: zwiększanie wymiarów przekroju betonowego, zastosowanie dodatkowego zbrojenia rozciąganego, spajanie z kształtownikami stalowymi, doklejanie taśm FRP, wklejanie taśm FRP, zmiana schematu statycznego, a także wzmacnianie zbrojeniem aktywnym przez sprężenie. Jeżeli chodzi o metody wzmacniania belek żelbetowych to można wyróżnić: wzmacnianie przed obciążeniem, wzmacnianie pod obciążeniem, wzmacnianie po odciążeniu, sprężenie materiałami naprawczymi przez przyczepność lub bez przyczepności i sprężenie montażowe. Najwięcej dostępnych badań doświadczalnych poświęconych jest wzmocnieniom wykonywanym przed obciążeniem, badań doświadczalnych elementów wzmacnianych pod obciążeniem, elementów wzmacnianych po odciążeniu, czy też po jego sprężeniu materiałem naprawczym jest znacznie mniej. W praktyce mamy do czynienia z przypadkiem, gdy wzmacniamy istniejące elementy konstrukcyjne eksploatowane od wielu lat, które są już obciążone, a do tego występują już w nich deformacje trwałe. Różnica w zachowaniu się elementów konstrukcyjnych wzmacnianych przy zastosowaniu różnych materiałów naprawczych i wymienionych metod wzmocnienia jest istotna i powinna być uwzględniana w projektowaniu wzmocnień belek żelbetowych w strefie zginania. Znane są próby analitycznego i numerycznego ujęcia zachowania się belek żelbetowych wzmocnionych także naprężonymi taśmami CFRP, których celem jest możliwość racjonalnej oceny pracy elementów żelbetowych po wzmocnieniu. Jedną z metod oceny zachowania się elementów konstrukcyjnych są ścieżki równowagi statycznej. Znajomość ścieżek równowagi statycznej, zależności moment - krzywizna, dla różnych metod wzmocnienia może pozwolić na ich racjonalny wybór tak ażeby osiągnąć zamierzony cel dotyczący pracy wzmacnianego elementu dla projektowanego przeznaczenia obiektu. W artykule zaprezentowano model zależności moment-krzywizna dla przekroju belki żelbetowej wzmocnionej pod obciążeniem doraźnym przez sprężenie taśmami CFRP. W proponowanym modelu zależność moment - krzywizna wyróżnia się trzy fazy pracy: praca belki niezarysowanej, praca belki zarysowanej i praca belki po uplastycznieniu zbrojenia (Rys.1). W celu wyznaczenia modelu zależności moment - krzywizna przekroju żelbetowego wzmocnionego napiętymi taśmami kompozytowymi konieczne jest określenie współrzędnych charakterystycznych punktów tego modelu. Są one określone na podstawie modelu pracy belki żelbetowej i modelu pracy belki żelbetowej wzmocnionej przed obciążeniem. Proponowany model zilustrowano przykładem jego zastosowania w analizie zachowania się dwóch belek wzmocnionych dwoma rodzajami taśm CFRP (Rys.2).

4

Influence of Composite Lay-Up on the Stability of Channel-Section Profiles Weakened by Cut-Outs – A Numerical Investigation

80%

Falkowicz K. , Valvo P. S.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

tom Vol. 17, no 1

108--115

EN

This paper presents a numerical study on the stability of composite channel-section profiles weakened by cut-outs. Profiles were made from carbon fibre-reinforced polymer (CFRP) laminates and subjected to compression load. Numerical analysis carried out in the Abaqus software allowed us to determine the value of the buckling load and the corresponding buckling form. Four different laminate lay-ups were chosen to study their effects on the buckling behaviour of the profiles. Obtained results help identify the best laminate lay-up to get the highest critical buckling load for perforated columns. The performed analysis shows that [45/-45/90/0]s and [90/-45/45/0]s composite lay-ups have the greatest impact on the buckling load. Moreover, the introduced perforation caused a change in the buckling form and a decrease in the critical load value.

5

Doświadczalne badania żelbetowych belek wzmocnionych na zginanie naprężonymi taśmami CFRP

80%

Kotynia R. , Lasek K.

Inżynieria i Budownictwo

|

2016

|

tom R. 72, nr 5

276--282

PL

Przedstawiono wyniki badań belek wzmocnionych na zginanie naprężonymi taśmami z włóknami węglowymi (CFRP). Przeanalizowano wpływ historii obciążenia elementów przed wzmocnieniem na efektywność wzmocnienia w stanach granicznych nośności i użytkowalności. Skoncentrowano się na wpływie wstępnego obciążenia elementu na efektywność wzmocnienia i stopień wykorzystania wytrzymałości kompozytu na rozciąganie.

EN

A paper shows results of the experimental tests carried out study of on reinforced concrete beams strengthened in flexure with pretensioned carbon fiber reinforced polymer (CFRP) laminates. The original achievement of this study is the analysis of the of load history influence before strengthening on the strengthening efficiency in the ULS and SLS. A practical aspect of the research focuses on the preloading level on the gain of strengthening and the exhaustion of the tensile strength of the composite.