The use of T-FLEX program for solving problems of strength of materials, based on the example of the bending beam

Program T-FLEX służy zarówno do modelowania elementów jak i konstrukcji, a dzięki funkcjonalnym właściwościom wykorzystywany jest w projektowaniu produktów w wielu branżach przemysłu, np.: samochodowej, elektrycznej, mechanicznej, meblowej, budowlanej. Celem pracy było zaprezentowanie możliwości wykorzystania programu T-FLEX w celach dydaktycznych podczas prowadzenia ćwiczeń z przedmiotu Wytrzymałość Materiałów rozwiązując klasyczny przykład belki zginanej metodą analityczną i przy użyciu symulacji komputerowych. Porównanie wartości naprężeń z obu obliczeń, które były prawie w 100% zbieżne ze sobą wykazało, że T-FLEX jest użytecznym narzędziem przy wizualizacji pracy elementów konstrukcyjnych.T-FLEX program is used for modelling elements and constructions. Thanks to its functional characteristics, the program is used for designing products in numerous branches of industry including, e.g.: automotive, electrical, mechanical, furniture and construction industries. The aim of the study was to present the possibilities of using T-FLEX program for didactic purposes during exercises in Strength of Materials by analyzing a classic example of the bending beam using the analytical method and the computer simulations. The comparison of the stress values from both calculations, which are almost in 100% convergent, demonstrates that T-FLEX program is a useful tool for visualizing the behaviour of constructional elements

Use of the T-FLEX program to solve material strength problems

Celem pracy było zaprezentowanie możliwości wykorzystania programu T-FLE X w celach dydaktycznych podczas prowadzenia ćwiczeń z przedmiotu Wytrzymałość Materiałów, rozwiązując zarówno proste jak i złożone przykłady obliczeniowe, m.in.: elementów mimośrodowo rozciąganych bądź skręcanych, metodami analitycznymi i przy użyciu symulacji komputerowych. Porównanie wartości naprężeń z obu obliczeń, które były prawie w 100% zbieżne ze sobą wykazało, że T-FLE X jest użytecznym narzędziem przy wizualizacji pracy konstrukcyjnych elementów budowlanych.This work aims to present the possible applications of the T-FLE X program in teaching about strength of materials, by solving both simple and complex computational examples, including elements subject to eccentric tension or torsion, by analytical methods and using computer simulations. Comparison of the stress values obtained by the two calculations, which were in almost 100% agreement, shows that T-FLE X is a useful tool in the visualization of the functioning of structural elements in buildings

Strain Intensity Index as the Basic Parameter in Evaluation of Concrete Composite Resistance to Cracking

Odporność na pękanie jest jednym z najistotniejszych kryteriów, jakie trzeba wziąć pod uwagę projektując nowe kompozyty betonowe. Ta charakterystyka określana jest na podstawie badań eksperymentalnych, analitycznych bądź numerycznych jako tzw. krytyczna wartość współczynnika intensywności naprężenia.Cracking resistance is one of the most significant criteria which should be taken into consideration in designing of the new concrete composites. This characteristics is specified on the basis of experimental, analytical or digital test as, so called, critical value of strain intensity index

The relationship between macroscopic fracture toughness and size of microcracks in concretes containing fly ash additives

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące wpływu dodatku krzemionkowych popiołów lotnych (Fly ash – FA ), w ilości: 0,20 i 30% masy cementu, na procesy pękania w betonach zwykłych. Analizy przeprowadzono w oparciu o wyniki z badań makroskopowych i mikrostrukturalnych. Odporność na pękanie betonów ustalano na podstawie znajomości współczynników intensywności naprężeń dla wszystkich modeli pękania, a następnie wyznaczano uogólnioną odporność na pękanie Kc. W trakcie badań mikroskopowych oceniano wielkość pęknięć, występujących w warstwie stykowej (Interfacial Transition Zone – ITZ) kruszywa grubego z matrycą cementową. Eksperymenty wykonano po: 3, 7, 28, 90, 180 i 365 dniach dojrzewania.The paper presents results of tests on the effect of the addition of siliceous fly ashes (FA ) in the amount of: 0,20 and 30% by weight of cement on the fracture processes in plane concretes. The analyses were carried out based on the results of the macroscopic and microstructural tests. Fracture toughness of concretes was determined based on the critical stress intensity factors for all mode fracture, and then a generalized fracture toughness Kc was determined. During microscopic tests, the size of cracks occurring in the Interfacial Transition Zone (ITZ) of coarse aggregate with cement matrix was evaluated. The experiments were carried out after: 3, 7, 28, 90, 180 and 365 days of curing

Use of the aramis system to analyse the propagation of primary cracks in concretes with fly ash additive

Nowoczesne betony konstrukcyjne są kompozytarni, których skład jest często modyfikowany dodatkami mineralnymi i domieszkami chemicznymi. Wynika to przede wszystkim z coraz większych wymagań stawianych temu materiałowi dotyczących głównie jego parametrów wytrzymałościowych, trwałości oraz odporności na różnego rodzaju czynniki agresywne. Jednym z najczęściej stosowanych dodatków do betonu są krzemionkowe popioły lotne (pl) będące ubocznym produktem spalania węgla kamiennego w elektrowniach i elektrociepłowniach. Stanowią one cenny i pożądany surowiec przemysłu materiałów budowlanych.Modern construction concretes are composites whose composition is often modified with mineral additives and chemical admixtures. This is mainly a result of the ever greater demands made of that material, particularly with regard to its strength parameters, durability and resistance to various types of aggressive agents. One of the most often used concrete additives is silica fly ash, a side product of the combustion of coal in power plants and cogeneration plants. This is a valuable and sought-after raw material in the construction materials industry

Using methods of scanning microscopy to analyse images of the internal structure of damaged concretes

Prezentowany artykuł dotyczy możliwości wykorzystania metod mikroskopii skaningowej do analizy obrazów wewnętrznej struktury betonów po ich zniszczeniu. W części teoretycznej przedstawiono budowę mikroskopu skaningowego wraz z jego schematem blokowym, oraz opisano specyfikę zastosowania podstawowych detektorów elektronowych. Szczególną uwagę zwrócono na wymagania, jakie muszą spełniać próbki wykorzystywane do takich badań. Część praktyczna dysertacji przedstawia analizę podstawowych uszkodzeń w betonie, tj. szczelin prostych i skrzydłowych. Pokazano zdjęcia skaningowe takich defektów wraz z ich schematami i opisem teoretycznym. Jako możliwości modyfikacji struktury kompozytów betonowych, pod kątem ograniczenia powstawania w nich defektów, przytoczono nowoczesne metody nanotechnologii.This paper concerns the possibility of using methods of scanning microscopy to analyse images of the internal structure of damaged concretes. A theoretical section concerns the structure and functional scheme of the scanning microscope, and describes the specifics of the use of basic electron detectors. Particular attention is paid to the requirements which need to be met by the samples used in such investigations. The practical section of the paper contains an analysis of the principal types of damage to concrete, namely simple cracks and wing cracks. Scanning photographs of such defects are shown, together with diagrams and a theoretical description. Modern methods of nanotechnology are proposed as ways of modifying the structure of concrete composites to limit the occurrence of defects

Testing of the crack resistance of concrete composites with added fly-ash at a young age

W pracy przedstawiono badania odporności na pękanie betonów w młodym wieku, które zawierały O, 20 i 30% dodatku krzemionkowych popiołów lotnych. Eksperymenty przeprowadzono po 3, 7, 14 i 21 dniach od wykonania zarobów. Na podstawie przeprowadzonych badań ustalono, że betony z dodatkiem popiołów lotnych charakteryzują się w młodym wieku niższą odpornością na pękanie i większą kruchością.This paper describes testing of the crack resistance of young concretes containing 0%, 20% and 30% added silica fly-ash. The experiments were performed 3, 7, 14 and 21 days after the making of batches. It was found that, when at a young age, concretes with added fly-ash have lower crack resistance and are more brittle

Design of the reinforced concrete ground-based garage calculated as a fem slab-column structure

Wielokondygnacyjne garaże naziemne są najczęściej projektowane o żelbetowej konstrukcji szkieletowej płytowo-słupowej, a liczba kondygnacji w takich obiektach waha się zazwyczaj od 3 do 6. W artykule przedstawiono przykład wymiarowania głównych elementów konstrukcyjnych wielokondygnacyjnego garażu naziemnego, a mianowicie płyt stropowych, płyty fundamentowej oraz słupów. Do obliczeń zastosowano program Plato oparty na MES.Multi-storey ground-based garages are most frequently designed as reinforced concrete skeleton slab-column structures. The number of storeys in such buildings is usually between 3 and 6. The article presents an example of dimensioning the main structural elements of multi-storey ground-based garage (i.e. floor slabs, foundation plate and columns). Plato computer program (based on the finite element method - FEM) was applied for calculations

An analysis of fracture toughness, at third mode fracture in concretes containing fly-ash additives

W pracy przedstawiono wyniki badań odporności na pękanie, betonów z dodatkiem popiołów lotnych (pl), określane przy trzecim modelu pękania. Analizie poddano kompozyty betonowe wykonane z dodatkiem: 0, 20 i 30 % krzemionkowych pl. Badania odporności na pękanie przeprowadzono na maszynie osiowo skrętnej MTS 809 Axial/Torsional Test System, na próbkach walcowych o wymiarach 150/300 mm z obwodową szczeliną pierwotną wykonaną w połowie wysokości walców. W badaniach oceniano wpływ dodatku pl na wartość parametru KIIIc. Analiza uzyskanych wyników badań wykazała, że 20% dodatek pl powoduje wzrost KIIIc, natomiast dodatek 30% pl spadek odporności na pękanie.This paper presents the results of fracture toughness tests of concrete with fly ash (FA), specified at the third model fracture. Concrete composites with the additives of 0%, 20% and 30% siliceous FA were analysed. Fracture toughness tests were performed on axial torsion machine MTS 809 Axial/Torsional Test System, using the cylindrical specimens with dimensions of 150/300 mm, with a circumferential notch made in the half-height of cylinders. The studies examined effect of FA additive on the parameter KIIIc. The Analysis of the results revealed that a 20% FA additive causes increase in KIIIc, while a 30% FA additive causes decrease in fracture toughness

The Application of Berkovich nanoindenter to the study of interfacial transition zone in concretes containing fly-ash

W pracy przedstawiono wyniki badań nanotwardości (HB) w warstwach stykowych (Interfacial Transition Zone - ITZ) betonów z dodatkiem: 0, 20 i 30 % krzemionkowych popiołów lotnych (FA). Do badań wykorzystano kompaktową platformę firmy CSM Instruments. Podczas eksperymentów analizowano obszar w ITZ kruszywa grubego z zaczynem w pięciu punktach pomiarowych, tzn. w odległości: 5, 25, 50, 100 i 150 m od granicy ziarna. Odciski w betonie wykonywano wgłębnikiem Berkovicha z zastosowaniem techniki DSI. Analiza uzyskanych wyników badań wykazała, że 20% dodatek FA powoduje kilkuprocentowy wzrost nanotwardości, natomiast dodatek 30% FA kilkunastoprocentowy spadek HB. Na podstawie rozkładów nanotwardości ustalono, że najbardziej heterogeniczna jest strefa ITZ w odległości 25m od ziarna kruszywa.The paper presents the results of nanohardness (HB) in the Interfacial Transition Zones (ITZ) of concretes with the addition of 0, 20 and 30% siliceous fly ashes (FA). A compact platform CSM Instruments was used in the testing. An area in the ITZ of coarse aggregates with paste was analysed in the five measurement points during the experiments, i.e. at the distance of: 5, 25, 50, 100 and 150 m from the grain boundary. The indents in concrete were create by Berkovich indenter using DSI technique. Analysis of the results revealed that the 20% additive of FA causes a few percent increase in nanohardness, while 30% FA additive leads to between ten and twenty percent drop of HB. On the basis of nanohardness distributions in particular concretes, it was found that the most heterogeneous one is the ITZ zone within the distance of 25m from the aggregate grain