Artykuł przedstawia badania prowadzone w konwencjonalnym trójosiowym ściskaniu na próbkach grubo-, średnio-i drobnoziarnistych piaskowców karbońskich GZW. Badano wpływ ciśnienia hydrostatycznego (okólnego) na własności fizyko-mechaniczne skał oraz zależności pomiędzy własnościami krytycznymi i pokrytycznymi. Wykazano, że ze wzrostem ciśnienia okólnego najbardziej wzrasta naprężenie resztkowe, co w praktyce oznacza, że spękane skały mogą przenosić znaczne obciążenia o wartościach uwarunkowanych wartościami ciśnienia hydrostatycznego.
EN
The tests conducted in a conventional triaxial compression for coarse-, middle-and- fine-grained samples of the Upper Silesian Coal Basin are presented in the paper. The influence of confining pressure on physico-mechanical rock properties were tested as well as the relations between the critical and post-critical properties were determined. It was shown that with the increase of confining pressure the residual stress mostly which means in practice that the fractured rocks may transfer high of the values related to the values of hydrostatic pressure.
Przedstawiono sposób określenia optymalnych wartości przeciwnacisków, niezbędnych do mikroprocesorowego sterowania prasą podczas realizacji procesów Cyklicznego Wyciskania Spęczającego (CWS). W tym celu przeprowadzono różne symulacje plastycznego płynięcia oparte na metodzie elementów skończonych. Symulacje te zostały wykonane za pomocą programu DEFORM-2. Modelowano procesy, w których duże odkształcania plastyczne aluminium technicznej czystości osiągano oryginalnym sposobem, mianowicie wyciskaniem współbieżnym połączonym z promieniowym, powodującym zmianę średnicy z 10 na 8,5 mm i jednocześnie z 8,5 na 10 mm. Stwierdzono, że przy prawidłowo dobranych wartościach przeciwnacisków nie dochodzi do pojawienia się rozciągających naprężeń obwodowych za matrycą, gdzie występuje wyciskanie promieniowe i warunki odkształcania są z tego powodu najniebezpieczniejsze. Stwierdzono również, że w miarę rosnącego umocnienia metalu wartości przeciwnacisków powinny ulegać stopniowemu zwiększaniu, by w ten sposób zapewnić w kotlinie odkształcenia odpowiedni poziom ciśnienia hydrostatycznego we wszystkich etapach procesu. Na podstawie danych uzyskanych z symulacji numerycznych procesów CWS, skonstruowano specjalny wykres, ułatwiający prawidłowy dobór przeciwnacisków.
EN
A method for determination of the optimal values of counterforce, necessary for microprocessor-based control of a press during processes of cyclic extrusion compression (CEC), has been presented. For that purpose various simulations of a metal flow have been carried out based on the finite element method. The simulations were performed using the DEFORM-2 software. The processes were modelled, in which large plastic deformation of technically pure aluminium is achieved by an original method based on the direct and radial extrusion, resulting in the diameter change from 10 to 8.5 mm, and also from 8.5 to 10 mm. It was found that at suitably selected values of counterforce the occurrence of the tensile circumferential stresses behind the matrix, where radial extrusion takes place and, consequently, conditions of deformation are the most hazardous, was eliminated. It was also found that with the increase of work hardening the values of counterforce should gradually increase so as to ensure suitable level of hydrostatic pressure in the deformation zone during all stages of the process. Based on the data from numerical simulation of the CEC processes a special diagram has been prepared, which facilitates suitable choice of the counterforce.
Praca zawiera podsumowanie stanu wiedzy oraz doświadczeń w zakresie badania wpływu obciążenia na właściwości sorpcyjne węgla. Zagadnienie to stanowi istotny element uzupełniający opis układu węgiel-gaz, jednakże z powodu trudności metrologicznych pojawiających się w trakcie eksperymentów laboratoryjnych, jak dotąd nie jest w pełni rozpoznane. Podjęto próby znalezienia zależności pomiędzy parametrami opisującymi sorpcję gazu na węglu a obciążeniem. Do tego celu zaprojektowano i wykonano aparaturę badawczą służącą do wyznaczania parametrów sorpcyjnych węgli, w której ciśnienie hydrostatyczne obciążające próbkę utożsamiano z obciążeniem wywieranym przez nadkład skalny na pokład węglowy. Mając na uwadze odmienną naturę gazów kopalnianych (metan, ditlenek węgla), podejmowano próby wyznaczania parametrów sorpcyjnych węgli w stanie obciążenia hydrostatycznego. Sposób pomiaru sorpcji pod obciążeniem okazał się skomplikowany, a mierzone zmiany parametrów sorpcyjnych niekiedy bardzo małe. W pracy porównano wpływ obciążenia na pojemność sorpcyjną węgli różniących się stopniem uwęglenia.
EN
This paper presents a summary of the state of knowledge and experience in the field of study of the impact of external load on the sorption properties of coal. The issue is an important element of complementary description of a coal-gas system, however, due to the metrological difficulties arising in the course of laboratory experiments, so far not fully recognized. Attempts have been made to find relations between the parameters describing gas sorption on coal and external load. For this purpose, the research equipment was designed and manufactured to determine the sorption parameters of coals. The hydrostatic pressure applied to coal sample was identified with the load exerted on the coal seam by overburden rocks. Taking into account the different nature of mine gases (methane, carbon dioxide) attempts have been made to determine the sorption parameters under hydrostatic pressure. Sorption measurements under load conditions proved to be complicated, and also, changes in the measured parameters were sometimes exceptionally small. This paper compares the hydrostatic pressure effect on the sorption capacity of coals differing in the degree of coalification.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Present study deals with static analysis of functionally graded (FG) rectangular plates subjected to various possible boundary conditions within the framework of classical plate theory. Material properties of the FG plate are assumed to vary continuously in the thickness direction according to power-law form. The trial functions denoting the transverse deflection of the plate are expressed as simple algebraic polynomials. Uniformly distributed load (UDL) and hydrostatic pressure are considered to be the external mechanical loads. Rayleigh–Ritz method along with mechanical kinematic relations and non-dimensionalization technique are employed in the numerical modeling to obtain the system of linear equations for the pure bending. Here the main objective is to study the effect of aspect ratio and volume fraction of the constituents on numerical factors associated with centroidal deflection, bending moments and normal stresses. New results for these factors are presented after checking the convergence pattern and validation has been done with the available results in special cases.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Significant breakdown delay occurs during high-voltage pulse discharge in water with hydrostatic pressure; this phenomenon contributes to an assessment of the stability of discharge. Monitoring discharge effect is also an important approach in engineering. However, only a few studies have reported related influencing factors. This study established an equivalent circuit of a high-voltage pulse discharge based on gasification-ionization of plasma channels to study characteristics of high-voltage pulse discharge breakdown in water with high hydrostatic pressure. Simulation calculation of channel resistance was conducted using experimental data under different hydrostatic pressure and voltage conditions. The discussions in this paper center on the influencing mechanisms of hydrostatic pressure and voltage in breakdown delay. The results show that higher voltage leads to shorter breakdown delay. Equivalent resistance decreases with increasing voltage. High voltage can enhance the degree of ionization in plasma channels, which accelerates the velocity of the ionization current, shortening breakdown delay. Higher hydrostatic pressure results in longer breakdown delay. Equivalent resistance increases with increasing hydrostatic pressure. High hydrostatic pressure inhibits section areas of the plasma channel, slowing down the velocity of the ionization current and prolonging breakdown delay. This study provides theoretical guidance for monitoring analysis of high-voltage pulse discharge in engineering and studies on breakdown delay characteristics in pulse discharges.
W celu otrzymania wysokojakościowego kompozytu aluminiowego, uzbrojonego znaczną ilością popiołów lotnych, zaproponowano zastosowanie niekonwencjonalnej techniki metalurgii proszków, w której proces spiekania zastąpiono procesem przeróbki plastycznej na gorąco z udziałem wysokiego ciśnienia hydrostatycznego. W warunkach laboratoryjnych do pełnej konsolidacji strukturalnej materiału proszkowego zastosowano najpierw wysokociśnieniowe prasowanie na zimno (3000 MPa), a następnie specjalną metodę ściskania plastycznego sprasowanych proszków na gorąco wewnątrz grubościennego pierścienia wykonanego z duraluminium. Tym sposobem otrzymano kompozyt bez porów wewnętrznych i o maksymalnej gęstości. Na podstawie obliczeń przeprowadzonych z wykorzystaniem danych doświadczalnych stwierdzono, że w celu otrzymania wysokojakościowego kompozytu ALFA-30 (30 % obj. popiołów lotnych) należy po prasowaniu na zimno zastosować proces przeróbki plastycznej na gorąco, który w temperaturze odkształcenia 450 °C i 50 % odkształceniu względnym zapewnia osiągnięcie ciśnienia hydrostatycznego wyższego od 400 MPa. Wykazano, że kompozyt otrzymany zaproponowaną technologią odznacza się znacznymi własnościami plastycznymi i może być kształtowany na zimno, zwłaszcza za pomocą procesów zapewniających podwyższone ciśnienie hydrostatyczne. Stan odkształcenia i naprężenia, występujący we wszystkich badanych procesach przeróbki plastycznej na gorąco i zimno, przedstawiono graficznie za pomocą gwiazd Pełczyńskiego.
EN
In order to obtain high-quality aluminium composite strengthened with considerable amount of fly ashes a nonconventional powder metallurgy technique has been proposed, where the sintering process is replaced by hot plastic working process under high hydrostatic pressure. To ensure full structural consolidation of the powder material in laboratory conditions, the high-pressure (3000 MPa) cold pressing was initially used, which was followed by hot plastic compression of the powders in a thick-walled ring from duralumin, performed by a special method. This enabled preparation of a composite material without internal pores and of high density. Based on the calculations performed with the use of experimental data it was found that the high-quality composite ALFA-30 (30 vol. % of fly ashes) can be obtained if the cold process of pressing is followed by hot plastic working so that at the deformation temperature of 450 °C and at the true strain of 50 % it is possible to reach hydrostatic pressure over 400 MPa. It was also found that the composite material obtained by this technology exhibits good plastic properties and can be cold worked, particularly by means of the processes ensuring elevated hydrostatic pressure. The stress and strain conditions observed during all investigated processes of cold and hold treatment have been illustrated graphically using Pelczynski stars.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.