Search results for: MOLECULAR MECHANICS
-
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.
-
Hydrogen induced degradation of structural steel exposed to the technical liquid hydrocarbons
PublicationBadano degradacje stali 26H2MF w mieszaninach węglowodorów. Badania były prowadzone pod stałym obciążeniem i przy małej prędkości 10-6s-1
-
Theoretical and experimental assessment of parameters for the non-linear viscoelastic model of structural pounding
PublicationZjawisko zderzeń pomiędzy sąsiednimi konstrukcjami budowlanymi podczas trzęsień ziemi jest w ostatnim czasie intensywnie badane z wykorzystaniem różnych modeli numerycznych siły zderzenia w czasie kontaktu. Wyniki badań eksperymentalnych pokazują, iż nieliniowy model lepko-sprężysty jest najdokładniejszy wśród modeli stosowanych do analizy. Model ten zdefiniowany jest poprzez dwa parametry: liczbę tłumienia zderzenia oraz parametr...
-
Turbulent heat transfer in thin liquid films at low and high heat fluxes
PublicationW pracy przedstawiono rozważania turbulentnej wymiany ciepła w cienkich filmach cieczowych powstałych w wyniku uderzenia strugi przy małych i dużych strumieniach ciepła. W ostatnim przypadku może dojść do wrzenia filmu cieczowego. Oba zjawiska zamodelowano i uzyskano odpowiednie rozkłady temperatury i pedkosci.
-
Damage detection in beams using wavelet transform on higher vibration modes
PublicationNiniejsza praca poświęcona jest technice diagnostyki konstrukcji bazującej na transformacie falkowej. Badany obiekt to belka wspornikowa z uszkodzeniami w formie nacięcia o głębokości 20%, 10% oraz 5% wysokości belki. Pomiary postaci drgań wykonano za pomocą nowoczesnego wibrometru laserowego. Celem pracy jest przedstawienie eksperymentalnych i numerycznych analiz wpływu wyższych postaci drgań na efektywność wykrywania uszkodzeń...
-
Process zone in the Single Cantilever Beam under transverse loading. - Part I: Theoretical analysis
PublicationSingle Cantilever Beam (SCB) specimen loaded with a transverse force parallel to the crack front is proposed for the analysis of crack propagation phenomena under mixed mode conditions. The stress redistribution in the adhesive layer in the vicinity of the crack front so as the beam deformation are estimated using a Timoshenko beam on elastic foundation model. This model emphasizes the Mode II contribution due to flexural beam...
-
Modeling of Composite Shells in 6-Parameter Nonlinear Theory with Drilling Degree of Freedom
PublicationWithin the framework of a 6-parameter nonlinear shell theory, with strain measures of Cosserat type, constitutive relations are proposed for thin elastic composite shells. The material law is expressed in terms of five engineering constants of classical anisotropic continuum plus an additional parameter accounting for drilling stiffness. The theory allows for unlimited displacements and rotations. A number of examples are presented...
-
Identification i simulation of initial geometric imperfection of steel cylindrical tanks
PublicationPrzedstawiono stochastyczną analizę stalowych zbiorników walcowych ze wstępnymi imperfekcjami geometrycznymi. Wykorzystano pomierzone odchyłki rzeczywistych zbiorników. Imperfekcje opisano za pomocą nienorodnych pól losowych. Wygenerowano realizacje odpowiadające pomierzonym imperfekcjom a także imperfekcjom ekstremalnym. Wykonano obliczeniach geometrycznie i materiałowo nieliniowe zbiornika z imperfekcjami. Wykazano, że imperfekcje...
-
Modelling and analysis of beam/bar structure by application of bond graphs
PublicationThe paper presents an uniform, port-based approach to modelling of beam/bar systems (trusses). Port-based model of such distributed parameter system has been defined by application of the bond graph methodology and the distributed transfer function method (DTFM). The proposed method of modelling enables to formulate input data for computer analysis by application of the DTFM. The constructed computational package enables the frequency...
-
Investigations of Aerodynamics of Tesla Bladeless Microturbines
PublicationThe paper presents an analysis of a Tesla bladeless turbine for a co-generating micro-power plant of heat capacity 20 kW, whichoperates in an organic Rankine cycle with a low-boiling medium. Numerical calculations of flow in several Tesla turbine models areperformed for a range of design parameters. Results of investigations exhibit interesting features in the distribution of flowparameters within the turbine interdisk space. The...
-
On the crack front curvature in bonded joints
PublicationStandard tests of adhesively bonded specimens are likely to produce heterogeneous stress distribution along the crack front and its vicinity. High separation rate mode I dominated fracture test is performed.Observation of post mortem fractured surfaces with an optical microscope reveals characteristic features of mixed mode I/III fracture near the sides of the specimen but not in the middle. At first, finite elements calculations...
-
Effect of printing direction on fatigue response and damage development in additive manufactured Haynes 282 nickel superalloy
Publication -
Identification of the damage mechanism in orthopaedic implant. Case study including the biomechanical analysis
Publication -
Characteristics of orthopaedic implants damage and mechanisms of its initiation
Publication -
The use of Response Surface Methodology for reliability estimation of composite engineering structures
PublicationStability loss is one of the key issues in the analysis of shells made of composite materials. This paper aims at finding the variation of the critical or limit value of the load resulting from geometric imperfections. An axially compressed 16-layer cylindrical panel model is considered. The imperfections of the panel are simulated as random fields. The parameters of these fields are used as the basic variables of the reliability...
-
Neuro-wavelet damage detection technique in beam, plate and shell structures with experimental validation
PublicationNiniejsza praca poświęcona jest technice diagnostyki konstrukcji bazującej na transfor-macie falkowej oraz sztucznych sieciach neuronowych (tzw. system neuro-wavelet). Zastosowanie analizy falkowej pozwala na lokalizację uszkodzeń wymagającą mini-malnej ilości danych wejściowych. W tym celu niezbędna jest tylko odpowiedź kon-strukcji pomierzona w wielu punktach. Poprawę efektywności lokalizacji zniszczeń uzyskano poprzez użycie...
-
Modeling of the fascia-mesh system and sensitivity analysis of a junction force after a laparoscopic ventral hernia repair
PublicationW pracy rozpatrywano prosty model cięgnowy układu powięż-siatka do oszacowania siły połączenia siatki z powięzią po operacji laparoskopowej przepukliny brzusznej. Cięgno obciążone jest ciśnieniem wewnątrz brzusznym, symulującym kaszel, oraz przemieszczeniami jego końców wywołanymi skłonami pacjenta. Wpływ poszczególnych parametrów cięgna na siłę połączenia określono za pomocą analizy wrażliwości. Sformułowano pewne wnioski ważne...
-
Representative volume element in 2D for disks and in 3D for balls
Publication -
On the Buckling Response of Axially Pressurized Nanotubes Based on a Novel Nonlocal Beam Theory
PublicationIn the present study, the buckling analysis of single-walled carbon nanotubes (SWCNT) on the basis of a new refined beam theory is analyzed. The SWCNT is modeled as an elastic beam subjected to unidirectional compressive loads. To achieve this aim, the new proposed beam theory has only one unknown variable which leads to one equation similar to Euler beam theory and is also free from any shear correction factors. The equilibrium...
-
A PRELIMINARY STUDY ON THE OPTIMAL CHOICE OF AN IMPLANT AND ITS ORIENTATION IN VENTRAL HERNIA REPAIR
PublicationThis paper addresses the problem of ventral hernia repair. The main goals are to find an optimal surgical mesh for hernia repair and to define its optimal orientation in the abdominal wall to minimise the maximum force at the tissue-implant juncture. The optimal mesh is chosen from a set of orthotropic meshes with different stiffness ratios for typical hernia placement in the abdominal area. The implant is subjected to an anisotropic...
-
METHOD FOR SHIP'S ROLLING PERIOD PREDICTION WITH REGARD TO NON-LINEARITY OF GZ CURVE
PublicationThe paper deals with the problem of prediction of the rolling period. A special emphasis is put on the practical application of the new method for rolling period prediction with regard to non-linearity of the GZ curve. The one degree-of-freedom rolling equation is applied with using the non-linear stiffness moment and linear damping moment formulas. A number of ships are considered to research the discrepancies between the pending...
-
The use of a two-phase Monte Carlo material model to reflect the dispersion of asphalt concrete fracture parameters
PublicationThe work covers comprehensive laboratory tests of semi-circular bending (SCB) of asphalt concrete samples. The results of two test series, including four and 32 SCB specimens, indicate a substantial scatter of force–deflection (F-d) histories. The numerical analysis is aimed to reflect the maximum breaking load and fracture energy of the samples, pointing out their random character. The original simulation-based fictitious Monte...
-
LINEAR CHARACTERISTICS OF THE SLOSHING PHENOMENON FOR THE PURPOSE OF ON-BOARD SHIP'S STABILITY ASSESSMENT
PublicationThe paper presents results of experimental research and numerical simulations of the sloshing phenomenon. The research was focused on computation of the heeling moment affecting stability of a vessel. The proposed linearisation enables application of the results to the assessment of the ship's stability. The dependence of the heeling moment upon localisation of a tank in the ship's hull is analysed. The heeling moment obtained...
-
The energy approach to fatigue crack growth of S355 steel welded specimens subjected to bending
PublicationThe study presents the results of the research on the rate of fatigue crack growth subjected to bending in the ferritic-pearlitic structure. The studies were carried out at a constant amplitude of the moment and at various values of the load ratios R and at the operating frequency of the machine of 28.4 Hz. Flat specimens made of S355 steel and with fillet welds and with double-sided blunt external notches as well as concave...
-
On the plastic buckling of curved carbon nanotubes
PublicationThis research, for the first time, predicts theoretically static stability response of a curved carbon nanotube (CCNT) under an elastoplastic behavior with several boundary conditions. The CCNT is exposed to axial compressive loads. The equilibrium equations are extracted regarding the Euler–Bernoulli displacement field by means of the principle of minimizing total potential energy. The elastoplastic stress-strain is concerned...
-
Implementation of Hermite-Ritz method and Navier’s Technique for Vibration of Functionally Graded Porous Nanobeam Embedded in Winkler-Pasternak Elastic Foundation Using bi-Helmholtz type of nonlocal elasticity
PublicationPresent study is devoted to investigating the vibration characteristics of Functionally Graded (FG) porous nanobeam embedded in an elastic substrate of Winkler-Pasternak type. Classical beam theory (CBT) or Euler-Bernoulli beam theory (EBT) has been incorporated to address the displacement of the FG nanobeam. Bi-Helmholtz type of nonlocal elasticity is being used to capture the small scale effect of the FG nanobeam. Further, the...
-
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...
-
Thermal Buckling Analysis of Circular Bilayer Graphene sheets Resting on an Elastic Matrix Based on Nonlocal Continuum Mechanics
PublicationIn this article, the thermal buckling behavior of orthotropic circular bilayer graphene sheets embedded in the Winkler–Pasternak elastic medium is scrutinized. Using the nonlocal elasticity theory, the bilayer graphene sheets are modeled as a nonlocal double–layered plate that contains small scale effects and van der Waals (vdW) interaction forces. The vdW interaction forces between the layers are simulated as a set of linear springs...
-
HYGRO-MAGNETIC VIBRATION OF THE SINGLE-WALLED CARBON NANOTUBE WITH NONLINEAR TEMPERATURE DISTRIBUTION BASED ON A MODIFIED BEAM THEORY AND NONLOCAL STRAIN GRADIENT MODEL
PublicationIn this study, vibration analysis of single-walled carbon nanotube (SWCNT) has been carried out by using a refined beam theory, namely one variable shear deformation beam theory. This approach has one variable lesser than a contractual shear deformation theory such as first-order shear deformation theory (FSDT) and acts like classical beam approach but with considering shear deformations. The SWCNT has been placed in an axial or...
-
Buckling Analysis of a Micro Composite Plate with Nano Coating Based on the Modified Couple Stress Theory
PublicationThe present study investigates the buckling of a thick sandwich plate under the biaxial non-uniform compression using the modified couple stress theory with various boundary conditions. For this purpose, the top and bottom faces are orthotropic graphene sheets and for the central core the isotropic soft materials are investigated. The simplified first order shear deformation theory (S-FSDT) is employed and the governing differential...
-
Differential Quadrature Method for Dynamic Buckling of Graphene Sheet Coupled by a Viscoelastic Medium Using Neperian Frequency Based on Nonlocal Elasticity Theory
PublicationIn the present study, the dynamic buckling of the graphene sheet coupled by a viscoelastic matrix was studied. In light of the simplicity of Eringen's non-local continuum theory to considering the nanoscale influences, this theory was employed. Equations of motion and boundary conditions were obtained using Mindlin plate theory by taking nonlinear strains of von Kármán and Hamilton's principle into account. On the other hand, a...
-
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...
-
Accelerated degradation of organic coatings due to cyclic mechanical stress
PublicationPotrzeba okresowej renowacji wymalowań na obiektach technicznych wynika z naturalnej degradacji powłok ochronnych wskutek oddziaływania czynników obecnych w miejscu eksploatacji. W niniejszej pracy opisano synergiczny wpływ dwóch z nich - promieniowana ultrafioletowego i cyklicznych naprężeń mechanicznych - na trwałość komercyjnie stosowanego zestawu powłokowego przeznaczonego do ochrony konstrukcji mostowych.
-
Application of the dynamic electrochemical impedance spectroscopy to investigation of spontaneous electrochemical oscillations
PublicationPrzedstawione zostały wyniki impedancyjne uzyskane podczas oscylacji prądowych miedzi w kwaśnym środowisku zawierającym jony chlorkowe. Kształt chwilowych widm impedancyjnych jest skorelowany z uzyskanym przebiegiem prądowym. Badany proces anodowego roztwarzania miedzi kontrolowany jest na przemian aktywacyjnie i dyfuzyjnie.
-
Cavitacion erosion, influence of electrochemical corrosion on cavitation - a review
PublicationZjawisko kawitacji polega na narastaniu, a następnie zapadaniu się i implozji pęcherzy wypełnionych gazem lub parami. Zachodzi ono niemalże we wszystkich układach hydrodynamicznych np. w pompach, zaworach, na śrubach okrętowych, turbinach, hydropłatach itp. na skutek lokalnej, gwałtownej zmiany ciśnienia. W większości przypadków jest to zjawisko niepożądane, ponieważ siły generowane podczas implozji pęcherzy kawitacyjnych są tak...
-
Using impedance spectroscopy to characterize and monitor protection aspects of organic coating systems on metal
PublicationOrganiczne powłoki ochronne stosowane są powszechnie do ochrony konstrukcji metalowych przed korozją i zużyciem mechanicznym. W pracy zaproponowano nowy typ sensora impedancyjnego, który może być zastosowany do ciągłej oceny właściwości barierowych i adhezyjnych systemów powłokowych w warunkach terenowych w sposób nieniszczący, bez konieczności stosowania naczyń z elektrolitem. Przedstawiono koncepcję czujnika oraz przykładowe...
-
Modelling of strain localization in quasi-brittle materials with coupled elasto-plastic-damage model
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej dla zginania belki betonowej przy zastosowaniu połączonego modelu sprężysto-plastycznego z degradacja sztywności. Do opisu rys, model rozszerzono o nielokalność.
-
Boundary effects on behaviour of granular material during plane strain compression
PublicationW artykule przedstawiono wyniki symulacji lokalizacji odkształceń w materiałach granulowanych podzcas sciskania dwuosiowego. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych i mikropolarnego modelu hipoplastycznego. W pracy pokazano wpływ warunków brzegowych na globalne i loklane zachowanie sie materiału.
-
Calculations of fracture process zones on meso-scale in notched concrete beams subjected to three-point bending.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numeryczne MES modelowanie belek betonowych z nacięciem na poziomie skali mezo. Beton został opisany na poziomie skali mezo jako stochastyczny materiał 3-składnikowy złożony z kruszywa, zaczynu cementowego oraz stref kontaktu. Obliczenia wykonano przy wykorzystaniu modelu degradacji sztywności z nielokalnym osłabieniem. Zbadano wpływ stochastycznego rozkładu kruszywa, średnicy, kształtu oraz zagęszczenia...
-
Discrete element method simulations of fracture in concrete under uniaxial compression based on its real internal structure
PublicationThe paper describes experimental and numerical results of concrete fracture under quasi-static uniaxial compression. Experimental uniaxial compression tests were performed on concrete cubic specimens. Fracture in concrete was detected at the aggregate level by means of three non-destructive methods: three-dimensional X-ray microcomputed tomography, two-dimensional scanning electron microscope and manual two-dimensional digital...
-
Experimental and numerical investigations of concrete behaviour at meso-level during quasi-static splitting tension.
PublicationArtykuł omawia wyniki numeryczne dotyczące pękania betonu uzyskane stosując metodę elementów dyskretnych. Dwuwymiarowe obliczenia wykonano dla próbek betonowych podczas rozłupywania. Beton został opisany jako model 4-fazowy. Mikrostruktura betonu odpowiadała zdjęciom tomograficznym. Zbadano wpływ warunków brzegowych na proces pękania. W obliczeniach zwrócono uwagę na porzebieg zjawisk mikrostrukturalnych przebieg pękania. Wyniki...
-
A Generalized Framework Towards Structural Mechanics of Three-layered Composite Structures
PublicationThree-layered composite structures find a broad application. Increasingly, composites are being used whose layer thicknesses and material properties diverge strongly. In the perspective of structural mechanics, classical approaches to analysis fail at such extraordinary composites. Therefore, emphasis of the present approach is on arbitrary transverse shear rigidities and structural thicknesses of the individual layers. Therewith...