Search
Filters
total: 636
filtered: 494
Search results for: applied mechanics
-
Modelling of concrete fracture at aggregate level using FEM and DEM based on X-ray uCT images of internal structure
PublicationArtykuł podejmuje problem pękania w zginanych belkach betonowych. Proces pękania był obserwowany przy zastosowaniu mikrotomografii . Zaobserwowany proces był symulowany numerycznie przy zastosowaniu metody elementów skończonych i metody elementów dyskretnych. Beton był opisany jako materiał 4-fazowy. Otrzymano dobrą zgodność wyników numerycznych z doświadczalnymi.
-
Meso-mechanical modelling of damage in concrete using discrete element method with porous ITZs of defined width around aggregates.
PublicationArtykuł omawia wyniki obliczeń numerycznych pękania dla betonu stosując metodę elementów dyskretnych. Beton był opisany jako materiał 4-fazowy i był poddany zginaniu. W obliczeniach uwzględniono strefy ITZ o skończonej szerokości dookoła wszystkich ziaren kruszywa. Nacisk położono na przebieg mikropęknięć przy kruszywie. Wyniki porównano bezpośrednio z doświadczeniami. Obliczenia wykonano także dla szorstkich ziaren kruszywa....
-
Hydraulic fracturing process in rocks – small-scale simulations with a novel fully coupled DEM/CFD-based thermo-hydro-mechanical approach
PublicationW artykule przedstawiono dwuwymiarową (2D) symulację numeryczną szczelinowania hydraulicznego w małej skali przeprowadzoną w próbkach skał posiadających pojedynczą szczelinę wtryskową. Wykorzystano unikalny model termo-hydro-mechaniczny (THM) w skali porów oparty na DEM/CFD do symulacji dwufazowego laminarnego przepływu płynu (wody i gazu) z przenoszeniem ciepła w nienasyconych materiałach porowatych o niskiej porowatości. Korzystając...
-
Mesoscopic simulations of a fracture process in reinforced concrete beam in bending using a 2D coupled DEM/micro-CT approach
PublicationW tej pracy zbadano numerycznie w warunkach 2D złożony proces pękania w krótkiej prostokątnej belce betonowej wzmocnionej jednym prętem podłużnym (bez zbrojenia pionowego) i poddanej quasi-statycznemu zginaniu w trzech punktach. Krytyczne pęknięcie poprzeczne w belce spowodowało jej uszkodzenie podczas doświadczenia. Symulacje numeryczne przeprowadzono klasyczną metodą elementów dyskretnych (DEM). Przyjęto trójfazowy opis betonu:...
-
Impact of free water on strain rate response of concrete in compression with a fully coupled DEM/CFD approach
PublicationW tym artykule zbadano wpływ zawartości wody na dynamiczne zachowanie betonu w stanie jednokierunkowego ściskania w mezoskali. Przeprowadzono obszerne dwuwymiarowe (2D) badania dynamiczne wpływu wolnej wody na dynamiczną wytrzymałość i pękanie betonu o niskiej porowatości. Dogłębnie zbadano wpływ szybkości odkształcania, nasycenia płynem i lepkości płynu. Zachowanie betonu w pełni i częściowo nasyconego płynem symulowano przy użyciu...
-
Application of the 3D DEM in the modelling of fractures in pre-flawed marble specimens during uniaxial compression
PublicationPrzedstawiono w tym artykule wyniki modelowania pęknięć w cylindrycznych próbkach marmurowych ze wstępnymi nacięciami w czasie jednoosiowego ściskania . Zastosowano metodę elementów dyskretnych (DEM). Zbadano propagację i koalescencję pęknięć w próbkach marmuru z istniejącymi otwartymi nacięciami pod różnymi kątami do poziomu. Wyniki numerycznych symulacji trójwymiarowych (3D) zostały bezpośrednio porównane z badaniami laboratoryjnymi....
-
Mechanics of Micro- and Nano-Size Materials and Structures
PublicationNanotechnology knowledge is always looking to expand its boundaries to achieve the mostsignificant benefit to human life and meet the growing needs of today. In this case, we can refer tomicro- and nanosensors in micro/nano-electromechanical systems (MEMS/NEMS). These electricaldevices can detect minimal physical stimuli up to one nanometer in size. Today, micro/nano-sensordevices are widely used in the...
-
Unraveling the role of boron dimers in the electrical anisotropy and superconductivity in boron-doped diamond
PublicationWe use quantum mechanics (QM) to determine the states formed by B dopants in diamond. We find that isolated B sites prefer to form BB dimers and that the dimers pair up to form tetramers (BBCBB) that prefer to aggregate parallel to the (111) surface in the <110> direction, one double layer below the H-terminated surface double layer. These tetramers lead to metallic character (Mott metal Insulator Transition) with holes in the...
-
Experimental observations on the creep behaviour of frozen soil
PublicationConstitutive models in the literature for creep of frozen soil are based on the direct use of time counted from the onset of creep. An explicit time dependence in a constitutive equation violates the principles of rational mechanics. No change in stress or temperature is allowed for during creep, using the time-based formulations. Moreover, the existing descriptions need much verification and improvement on the experimental side...
-
Self-organising maps in the analysis of strains of human abdominal wall to identify areas of similar mechanical behaviour.
PublicationThe study refers to the application of a type of artificial neural network called the Self-Organising Map (SOM) for the identification of areas of the human abdominal wall that behave in a similar mechanical way. The research is based on data acquired during in vivo tests using the digital image correlation technique (DIC). The mechanical behaviour of the human abdominal wall is analysed during changing intra-abdominal pressure....
-
A coupled constitutive model for fracture in plain concrete based on continuum theory with non-local softening and eXtended Finite Element Method
PublicationThe paper presents a constitutive model for concrete which combines a continuous and discontinuous fracture description. In a continuum regime, two different constitutive laws were used. First, a plasticity model with a Rankine failure criterion and an associated fl ow rule was used. Second, a constitutive law based on isotropic damage mechanics was formulated. In order to capture the width of a localized zone and to obtain mesh-independent...
-
Surface sliding in human abdominal wall numerical models: Comparison of single-surface and multi-surface composites
PublicationDetermining mechanical properties of abdominal soft tissues requires a coupled experimental-numerical study, but first an appropriate numerical model needs to be built. Precise modeling of human abdominal wall mechanics is difficult because of its complicated multi-layer composition and large variation between specimens. There are several approaches concerning simplification of numerical models, but it is unclear how far one could...
-
Analyses of Shear Angle in Orthogonal Cutting of Pine Wood
PublicationThe determination of energy effects for wood machining processes, such as cutting power and cutting forces, is very useful in designing of manufacture process of wooden products. A more accurate prediction of cutting forces requires a correct determination of the shear angle value, which can be determined using various models. In this article, shear angle values for an orthogonal linear cutting process of pine wood are determined. The...
-
On the deformation and frequency analyses of SARS-CoV-2 at nanoscale
PublicationThe SARS-CoV-2 virus, which has emerged as a Covid-19 pandemic, has had the most significant impact on people's health, economy, and lifestyle around the world today. In the present study, the SARS-CoV-2 virus is mechanically simulated to obtain its deformation and natural frequencies. The virus under analysis is modeled on a viscoelastic spherical structure. The theory of shell structures in mechanics is used to derive the governing...
-
THIRD-ORDER EXPONENTIAL INTEGRATOR FOR LINEAR KLEIN–GORDON EQUATIONS WITH TIME AND SPACE-DEPENDANT MASS
PublicationAllowing for space- and time-dependance of mass in Klein–Gordon equations re- solves the problem of negative probability density and of violation of Lorenz covariance of interaction in quantum mechanics. Moreover it extends their applicability to the domain of quantum cosmology, where the variation in mass may be accompanied by high oscillations....
-
THIRD-ORDER EXPONENTIAL INTEGRATOR FOR LINEAR KLEIN–GORDON EQUATIONS WITH TIME AND SPACE-DEPENDANT MASS
PublicationAllowing for space- and time-dependance of mass in Klein–Gordon equations re- solves the problem of negative probability density and of violation of Lorenz covariance of interaction in quantum mechanics. Moreover it extends their applicability to the domain of quantum cosmology, where the variation in mass may be accompanied by high oscillations....
-
Design and computational fluid dynamics analysis of the last stage of innovative gas-steam turbine
PublicationResearch regarding blade design and analysis of flow has been attracting interest for over a century. Meanwhile new concepts and design approaches were created and improved. Advancements in information technologies allowed to introduce computational fluid dynamics and computational flow mechanics. Currently a combination of mentioned methods is used for the design of turbine blades. These methods enabled us to improve flow efficiency...
-
TINKTEP: A fully self-consistent, mutually polarizable QM/MM approach based on the AMOEBA force field
PublicationWe present a novel quantum mechanical/molecular mechanics (QM/MM) approach in which a quantum subsystem is coupled to a classical subsystem described by the AMOEBA polarizable force field. Our approach permits mutual polarization between the QM and MM subsystems, effected through multipolar electrostatics. Self-consistency is achieved for both the QM and MM subsystems through a total energy minimization scheme. We provide an expression...
-
Chemical Theory of Machines, basic principles of strength with examples of calculations
PublicationThis book encompasses the essential range of information on technical aspects of mechanical design. It was written primarily for the students and staff of chemistry faculties of technical universities, yet it may also be utilized by everyone, who ether would like to try or already enjoys designing, but cannot take advantage of typical stress & machine construction handbooks. These handbooks often require familiarity with the concepts...
-
Continuum contact model for friction between graphene sheets that accounts for surface anisotropy and curvature
PublicationUnderstanding the interaction mechanics between graphene layers and co-axial carbon nanotubes (CNTs) is essential for modeling graphene and CNT-based nanoelectromechanical systems. This work proposes a new continuum contact model to study interlayer interactions between curved graphene sheets. The continuum model is calibrated and validated using molecular dynamics (MD) simulations. These are carried out employing the reactive...
-
Is mesh fixation necessary in laparoendoscopic techniques for M3 inguinal defects? An experimental study.
Publicationrepairs, in case of large direct hernias (M3) mesh fixation is recommended to reduce recurrence risk. Despite lack of highquality evidence, the recommendation was upgraded to strong by expert panel. The authors conducted a research experiment to verify the hypothesis that it is possible to preserve the mesh in the operating field in large direct hernias (M3) without the need to use fixing materials. Method The authors conducted...
-
Experimental certification of more than one bit of quantum randomness in the two inputs and two outputs scenario
PublicationOne of the striking properties of quantum mechanics is the occurrence of the Bell-type non-locality. They are a fundamental feature of the theory that allows two parties that share an entangled quantum system to observe correlations stronger than possible in classical physics. In addition to their theoretical significance, non-local correlations have practical applications, such as device-independent randomness generation, providing...
-
Modelowanie osiągów niskoemisyjnych ogniw paliwowych za pomocą modeli matematycznych typu CFM.
PublicationW artykule przedstawiono matematyczny model rurkowego ogniwa paliwowego i jego implementację do własnego kodu typu CFM (Computational Flow Mechanics) o nazwie COM-GAS. Kody numeryczne CFM pozwalają przewidzieć podstawowe parametry ogniwa takie jak: prąd, napięcie, skład spalin etc. Napięcie generowane przez ogniwo paliwowe wyznaczono na podstawie rozszerzonego równania Nernsta. Skład spalin oszacowano opierając się o stałą równowagi...
-
Air trapping problem during infiltration on the large areas
PublicationThe process of flow modeling in unsaturated porous medium is often found in many fields of sciences: geology, fluid mechanics, thermodynamics, microbiology or chemistry. Problem is relatively complicated due to complexity of the system which contains three phases: water, air and soil skeleton. The flow of water in such a medium can be described using two-phase (2PH) flow formulation, which accounts the inflow of air and water phases,...
-
Compact High Efficiency and Zero-Emission Gas-Fired Power Plant with Oxy-Combustion and Carbon Capture
PublicationReduction of greenhouse gases emissions is a key challenge for the power generation industry, requiring the implementation of new designs and methods of electricity generation. This article presents a design solution for a novel thermodynamic cycle with two new devices—namely, a wet combustion chamber and a spray-ejector condenser. In the proposed cycle, high temperature occurs in the combustion chamber because of fuel combustion...
-
Hybrid no-signaling-quantum correlations
PublicationFundamental investigations in non-locality have shown that while the no-signaling principle alone is not sufficient to single out the set of quantum non-local correlations, local quantum mechanics and no-signaling together exactly reproduce the set of quantum correlations in the two-party Bell scenario. Here, we introduce and study an intermediate hybrid no-signaling quantum set of non-local correlations that we term HNSQ in the...
-
Progress towards a unified approach to entanglement distribution
PublicationEntanglement distribution is key to the success of secure communication schemes based on quantum mechanics, and there is a strong need for an ultimate architecture able to overcome the limitations of recent proposals such as those based on entanglement percolation or quantum repeaters. In this work we provide a broad theoretical background for the development of such technologies. In particular, we investigate the question of whether...
-
Contact with coupled adhesion and friction: Computational framework, applications, and new insights
PublicationContact involving soft materials often combines dry adhesion, sliding friction, and large deformations. At the local level, these three aspects are rarely captured simultaneously, but included in the theoretical models by Mergel et al., (2019). We here develop a corresponding finite element framework that captures 3D finite-strain contact of two deformable bodies. This framework is suitable to investigate sliding friction even...
-
Elastic-plastic properties of metal matrix composites: Validation of mean-field approaches
Publication -
Application of percolation theory for description of electrical properties of conducting coatings
PublicationPrzedstawiono pomiary elektryczne i elektrochemiczne powłok organicznych przewodzących prąd elektryczny i mogących pełnić rolę anody w systemie ochrony katodowej żelbetonu. Za pomocą pomiarów impedancyjnych dokonano oceny rezystancji powłoki w funkcji zawartości grafitu. Na tej podstawie oszacowano próg perkolacji powłoki epoksydowej domieszkowanej elektrografitem. Ocenę obciążalności prądowej powłok przewodzących dokonano wykonując...
-
Application of the short time Fourier transformation to the continuous frequency method of measurement of electrode impedance
PublicationPrzedstawiona została nowa metoda pomiaru impedancji elektrodowej. Wykorzystuje ona jako pobudzenie niestacjonarny sygnał napięciowy, którego częstotliwość jest liniową funkcją czasu. Zastosowanie transformacji STFT do analizy napięciowego sygnału pobudzenia i odpowiedzi prądowej umożliwia wyznaczenie widma impedancyjnego. Dokładność otrzymywanych wartości impedancji uwarunkowana jest wielkością okna i zastosowanej funkcji analizującej.
-
Application of acoustic emission in evaluation of pitting corrosion insteel
PublicationPrzedstawiono przegląd różnych zastosowań emisji akustycznej (AE) w badaniach korozji wżerowej stali austenitycznej. Wykorzystanie emisji akustycznej w przypadku tego rodzaju korozji nie jest przypadkowe, ponieważ korozja wżerowa jest najgroźniejszym typem korozji, atakującym różne materiały konstrukcyjne takie jak stal. Prezentowana praca przeglądowa dostarcza przydatnych informacji o naturze pomiarów akustycznych, które wykazują...
-
Application of the electrochemical quartz crystal microbalance in corrosionstudies
PublicationPrzegląd niniejszy opisuje zastosowania elektrochemicznej wagi kwarcowej (EQCM) w badaniach korozyjnych. Przedstawione zostały dwa główne obszary badań. Jeśli chodzi o badania mechanizmów korozji, mikrowaga elektrochemiczna była wykorzystywana jako narzędzie do testowania korozji miedzi, niklu, cynku, aluminium i stopów. Była użyteczna w określaniu mechanizmów roztwarzania albo pasywacji w różnych warunkach. Drugim kierunkiem wykorzystania...
-
EIS in diagnostic of cathodic protection systems
PublicationZaprezentowano wyniki badań wykonywanych techniką elektrochemicznej spektro-skopiiimpedancyjnej (EIS) na elementach instalacji ochrony katodowej podziemnego rurociągu stalowego. Przedstawiono widma impedancyjne następujących układów: elektroda odniesienia/elektrody pomocnicze; rurociąg/zakopane i przenośne elektrody odniesienia. Wykazano, że przy pomocy prezentowanej techniki można zbadać stan techniczny elektrod odniesienia, co...
-
Application of the wavelet transformation to estimation of intensity of pitting corrosion
PublicationAnalizie poddane zostały dane szumowe odpowiadające korozji wżerowej. Stwierdzona została korelacja pomiędzy intensywnością rejestrowanego szumu a ubytkiem masy elektrod stalowych. Na bazie przekształcenia falkowego zaproponowany został parametr charakteryzujący zaatakowanie wżerowe. Stwierdzono, że z grupy wytypowanych wskaźników prezentowany parametr wskazuje najlepszą korelację z wielkościami ubytków mas elektrod.
-
Application of harmonic techniques to evaluation of pitting corrosion
PublicationPrzedstawiono próbę zastosowania metod zmiennoprądowych do oceny podatności na korozję wżerową stali stopowych. Na sygnał stałoprądowy nałożono sinusoidę o częstotliwości 10 Hz. Dzięki jednoczesnej, cyfrowej rejestracji sygnału pobudzenia i odpowiedzi układu badanego otrzymano ciągłe zmiany modułu impedancji i modułu pojemności w trakcie klasycznej cyklicznej polaryzacji. Na podstawie jednego eksperymentu istnieje możliwość wyznaczenia...
-
A review of applications of ellipsometry in corrosion research
PublicationElipsometria jest to nieinwazyjna i bardzo dokładna technika pomiarowa znajdująca coraz więcej zastosowań w badaniach korozyjnych. Poglądowo przedstawiono aktualne zastosowania pomiarów elipsometrycznych. Przeglądu dokonano pod kątem przydatności elipsometrii do wyznaczania grubości oraz charakterystyki optycznej cienkich warstewek pasywnych pokrywających powierzchnię różnych metali. Opisano zastosowanie pomiarów elipsometrycznych...
-
Corrosion monitoring by frequency intermodulation technique employing Gabortransformation
PublicationMonitorowano proces korozji zachodzący na stali ST3S w środowisku obojętnym. Wykonane zostały badania harmoniczne techniką intermodulacji częstotliwościowej. W analizie harmonicznej zastosowana została nowa metoda czasowo-częstotliwościowej tzw. transformacji Gabora. Wykazane zostało, że transformacja Gabora może być przydatna w monitorowaniu korozji w warunkach dynamicznych. Transformacja Gabora pozwala na dobrą reprezentację...
-
Evaluating and predicting the performance of organic coatings using impedance spectroscopy
PublicationPrzedstawiono wyniki badań cyklicznych, sinusoidalnych zmian temperatury na powłokowe systemy ochronne o skrajnie różnych właściwościach antykorozyjnych. Porównano zachowanie nowej powłoki poliestrowej typu "coil-coating" na ocynkowanej stali uprzednio eksponowanej w warunkach atmosferycznych alkidowej powłoki malarskiej na podłożu stalowym. Badania przeprowadzono przy zastosowaniu techniki spektroskopii impedancyjnej. Stwierdzono...
-
Corrosion monitoring of selected metals in artificial seawater by harmonic synthesis method
PublicationPrzedstawiono podstawy teoretyczne nowej metody elektrochemicznej nazwanej metodą syntezy harmonicznej (SH). Metoda jest oparta na pomiarach pierwszych trzech składowych harmonicznych prądu generowanego przez korodującą elektrodę po pobudzeniu sinusoidalnym sygnałem napięciowym bardzo niskiej częstotliwości. Na tej podstawie rekonstruowana jest dyskretna quasi-stacjonarna charakterystyka polaryzacyjna elektrody. Jej analiza numeryczna...
-
Study of passive deck-flaps flutter control system on full bridge model. II: Results
PublicationZaprezentowano badania parametryczne systemu sterowania flatterem przy pomocy dołączonych stateczników na modelu wyprowadzonego w formalizmie metody elementów skończnych. Wyniki wskazują na efektywność systemu stosującego symetryczne sprzężenie ruchu stateczników z ruchem skrętnym mostu.
-
Study of passive deck-flaps flutter control system on full bridge model. I: Theory
PublicationSformułowano modele matematyczne drgań mostu z zamontowanym pasywnym systemem sterowania flatterem w formalizmie metody elementów skończonych. System wykorzystuje stateczniki dołączone bezpośrednio do przęsła mostu. Siły aerodynamiczne działające bezpośrednio na most i stateczniki sformułowane są w przestrzeni czasu.
-
Strain energy density and entire fracture surface parameters relationship for LCF life prediction of additively manufactured 18Ni300 steel
PublicationIn this study, the connection between total strain energy density and fracture surface topography is investigated in additively manufactured maraging steel exposed to low-cycle fatigue loading. The specimens were fabricated using laser beam powder bed fusion (LB-PBF) and examined under fully-reversed strain-controlled setup at strain amplitudes scale from 0.3% to 1.0%. The post-mortem fracture surfaces were explored using a non-contact...
-
THE REPRESENTATION PROBLEM FOR A DIFFUSION EQUATION AND FRACTAL R-L LADDER NETWORKS
PublicationThe representation problem is to prove that a discretization in space of the Fourier transform of a diffusion equation with a constant diffusion coefficient can be realized explicitly by an infinite fractal R-L ladder networks. We prove a rigidity theorem: a solution to the representation problem exists if and only if the space discretization is a geometric space scale and the fractal ladder networks is a Oustaloup one. In this...
-
Enhancing middle ear implants: Study of biocompatible materials with hydroxyapatite coating
PublicationIn this manuscript, the application of hydroxyapatite coatings to total ossicular reconstruction prostheses (TORPs) using finite element modeling simulations was investigated to enhance the biocompatibility and mechanical performance of these prosthetic devices for middle ear implants. We focused on evaluating biocompatible materials, particularly polyetheretherketone (PEEK) and titanium, by analyzing their mechanical behavior...
-
Optimization of constitutive law for objective numerical modeling of knitted fabric
PublicationThis paper discusses the problem of macroscopic modeling a knitted technical fabric with the aim to determine a constitutive law for adequately modeling the material response under real-life load. As phenomenological, hyperelastic material laws reveal different parameters due to different test modalities used to identify such parameters, an optimization scheme is proposed to determine an objective solution. The study is conducted...
-
Electrochemical analysis of the passive layer cracking process on A95052 aluminium alloy performed by means of DC and AC techniques
PublicationPraca dotyczy porównania zastosowania technik stało- i zmiennoprądowych do badania pękania warstwy pasywnej na różnych stopach aluminum podczas testów rozciągania mechanicznego w warunkach polaryzacji anodowej.
-
The method of detection of electromagnetic fields in ground
PublicationW prezentowanej metodzie, detekcja pola polega na pomiarach i analizie zmian rozkładu potencjału. Różnice potencjałów są mierzone jako napięcie pomiędzy elektrodami umieszczonymi w różnych pozycjach na powierzchni ziemi. Analiza tych napięć przy pomocy krótkoczasowej transformaty Fouriera STFT umożliwia wyznaczenie zmian spektralnej gęstości mocy sygnału w funkcji czasu. Ten rodzaj łącznej analizy czasowo-częstotliwościowej daje...
-
Comparison of corrosion resistance of al-alloys by means of dynamic electrochemical impedance spectroscopy
PublicationPrzeprowadzono badania metodą dynamicznej elektrochemicznej spektroskopii impedancyjne stopów 1100 i 5162. Zaproponowano zastępcze modele elektryczne opisujące zachowanie się stopów w warunkach ekspozycji w roztworach zawierających wysokie stężenie jonów chlorkowych. Wyznaczono zmiany podstawowych parametrów elektrycznych układów zastępczych od potencjału. Stwierdzono wyższą podatność na korozję stopu 5162 w porównaniu ze stopem...
-
Application of higher order spectra in harmonic analysis of corrosion process
PublicationZjawiska nieliniowe są niezwykle często spotykane w praktyce badań elektrochemicznych i korozyjnych. Typowym przykładem są procesy elektrodowe kontrolowane szybkością przeniesienia ładunku. Często stosowanym w takich przypadkach podejściem jest aproksymacja fragmentu krzywej prąd-napięcie za pomocą charakterystyki liniowej. W niniejszej pracy autorzy prezentują możliwość wykorzystania pomiarów składowych harmonicznych do oceny...