Search results for: mechanics
-
ADAPTATION OF ENGINEERING FEA-BASED ALGORITHMS TO LCF FAILURE AND MATERIAL DATA PREDICTION IN OFFSHORE DESIGN
PublicationThere is an ever growing industrial demand for quantitative assessment of fatigue endurance of critical structural details. Although FEA-based calculations have become a standard in engineering design, problems involving the Low-To-Medium cycle range (101-104) remain challenging. This paper presents an attempt to optimally choose material data, meshing density and other algorithm settings in the context of recent design of the...
-
Parameter estimation of a discrete model of a reinforced concrete slab
Publication -
Experimental validation of the use of energy transfer ratio (ETR) for damage diagnosis of steel-concrete composite beams
Publication -
Flexural buckling and post-buckling of columns made of aluminium alloy
PublicationThe paper concerns flexural buckling and initial post-buckling of axially compressed columns made of aluminium alloy described by the Ramberg-Osgood relationship. The non-linear differential equation of the problem is derived using the stationary total energy principle and the assumptions of classical beam theory within a finite range. The approximate analytical solution of the equation leading to the buckling loads and initial...
-
Development and test of fex, a fingers extending exoskeleton for rehabilitation and regaining mobility
PublicationThis paper presents the design process of an exoskeleton for executing human fingers' extension movement for the rehabilitation procedures and as an active orthosis purposes, together with its first clinical usability tests of a robotic exoskeleton. Furthermore, the Fingers Extending eXoskeleton (FEX) is a serial, under-actuated mechanism capable of executing fingers' extension. FEX is based on the state-of-art FingerSpine serial...
-
Determination of Mechanical Properties of P91 Steel by Means of Magnetic Barkhausen Emission
PublicationIn this work, an attempt at determination of mechanical properties by means of a method based on magnetic Barkhausen emission measurements was proposed. The specimens made of P91 steel were subjected to creep or plastic flow which were interrupted after a range of selected time periods in order to achieve specimens with an increasing level of strain. Subsequently, measurements of magnetic Barkhausen emission were carried out, and...
-
Channel Blockage and Flow Maldistribution during Unsteady Flow in a Model Microchannel Plate heat Exchanger
PublicationThis paper describes the problem of channel blockage as a result of flow maldistribution between the channels of a model mini channel plate heat exchanger consisting of one pass on each leg. Each leg of the heat exchanger contains 51 parallel and rectangular minichannels of four hydraulic diameters namely 461 μm, 571 μm, 750 μm and 823 μm. In addition, a more complex geometry has been investigated where for the sake of breaking...
-
Mitigation of the Flow Maldistribution in Minichannel and Minigap Heat Exchangers by Introducing Threshold in the Manifolds
PublicationIn the present paper, a detailed numerical investigation has been carried out to analyze the flow maldistribution in 50 parallel rectangular cross-section (1 mm depth and 1 mm width) minichannels and minigap section (1 mm depth and 99 mm width) with rectangular/trapezoidal manifolds in Z-type flow configuration. The author carried out numerical investigation with various mass flowrates, namely 0.05 kg/s, 0.1 kg/s and 0.2 kg/s which...
-
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...
-
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...
-
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...
-
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 -
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.
-
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 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...
-
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 -
Representative volume element in 2D for disks and in 3D for balls
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 -
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...
-
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...
-
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...
-
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...
-
Analytical predictions for the buckling of a nanoplate subjected to non-uniform compression based on the four-variable plate theory
PublicationIn the present study, the buckling analysis of the rectangular nanoplate under biaxial non-uniform compression using the modified couple stress continuum theory with various boundary conditions has been considered. The simplified first order shear deformation theory (S-FSDT) has been employed and the governing differential equations have been obtained using the Hamilton’s principle. An analytical approach has been applied to obtain...
-
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...
-
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...
-
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...
-
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...
-
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...