Search
Search results for: MOLECULAR MECHANICS
-
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...
-
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...
-
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...
-
Experimental validation of the use of energy transfer ratio (ETR) for damage diagnosis of steel-concrete composite beams
Publication -
Elastic-plastic properties of metal matrix composites: Validation of mean-field approaches
Publication -
The use of response surface methodology for reliability estimation of composite engineering structures
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...
-
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...
-
Cyclic deformation and fracture behaviour of additive manufactured maraging steel under variable-amplitude loading
PublicationThe cyclic deformation and fracture behaviour of 18Ni300 maraging steel produced by laser beam powder bed fusion is studied under variable-amplitude loading. The tests were conducted under fully-reversed strain-controlled conditions with a loading sequence comprising three ascending cycles and three descending cycles repeated sequentially until failure. After the tests, fracture surfaces were examined using height and volume surface...
-
Deformation of an elastic second gradient spherical body under equatorial line density of dead forces
PublicationWe consider deformations of an elastic body having initially a spherical shape. Assumed deformation energy depends on the first and second gradient of displacements. We apply an equatorial line density of dead loads, that are forces per unit line length directed in radial direction and applied along the equator of the sphere. We restrict ourselves our analysis to the case of linearized second strain gradient isotropic elasticity...
-
The elasto-plastic numerical study of crack initiation in notched PMMA specimens under uniaxial loading conditions – Tension and torsion
PublicationThis paper presents the results of FEM numerical calculations aimed at describing the plastic strain and stress fields under critical loading conditions: tensile force or torsional moment. The calculations were carried out with reference to the results of experimental tensile and torsional tests of flat PMMA specimens weakened with V-notches of different root radii: 0.5, 2 and 10 mm. The procedure for conducting nonlinear numerical...
-
Orientation effects on the fracture behaviour of additively manufactured stainless steel 316L subjected to high cyclic fatigue
PublicationIn this paper, stainless steel 316L (SS316L) bars were additively manufactured (AM) in three orientations (Z – vertical, XY – horizontal, ZX45 – midway between vertical and horizontal) by using the Laser Powder Bed Fusion Melting (LPBF-M) method. The AM specimens were subjected to load control fatigue testing under full tension and compression (R = -1) at stress amplitudes ±350, ±400 and ±450 MPa. The XY and ZX45 printing orientations...
-
Fracture prediction in flat PMMA notched specimens under tension - effectiveness of the equivalent material concept and fictitious material concept
PublicationThe fracture of notched elements under mode I loading (tension) remains an inexhaustible research topic, especially when it comes to the fracture of thermoplastic materials such as polymethylmethacrylate (PMMA), which experience considerable plastic strains under tension. The paper points out that traditional brittle fracture criteria such as mean stress (MS) or maximum tangential stress (MTS) criteria used to predict this phenomenon do...
-
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 use of a genetic algorithm in the process of optimizing the shape of a three-dimensional periodic beam
PublicationMechanical periodic structures exhibit unusual dynamic behavior thanks to the periodicity of their structures, which can be attributed to their cellular arrangement. The source of this periodicity may result from periodic variations of material properties within their cells and/or variations in the cell geometry. The authors present the results of their studies on the optimization of physical parameters of a three-dimensional axisymetrical...
-
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...
-
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...
-
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 -
Fe-Al based composite reinforced with ultra-fine Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> oxides for high temperature applications
Publication -
Assessment of fatigue life of aluminized, coarse-grained MAR247 alloy supported by full-field ESPI measurements
Publication -
Representative volume element in 2D for disks and in 3D for balls
Publication -
Use of Porosity in Models of Consolidation
Publication -
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.
-
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
-
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...
-
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...
-
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...
-
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...
-
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...
-
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...
-
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...
-
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...
-
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...