Structural Crack Identification in Railway Prestressed Concrete Sleepers Using Dynamic Mode Shapes

Railway prestressed concrete sleepers are a structural and safety-critical component in railway tracks. [...

Performance Evaluation of an Active PCM Thermal Energy Storage System for Space Cooling in Residential Buildings

This paper presents a numerical simulation-based study that evaluates the potential of an active phase change material (PCM) incorporated thermal energy storage (TES) system for space cooling in residential buildings. In the proposed concept, TES system is composed of stand-alone PCM storage units which are installed between the concrete ceiling slab and the ceiling finishing layer. Active control of the thermal energy storage is achieved by night cooling of a phase change material by means of cold water flowing within a capillary pipe system. Effectiveness of the system under the typical summer conditions of the Baltic States is analysed by using computational fluid dynamics (CFD) software Ansys Fluent. Results showed that installation of the active TES system has a positive effect on thermal comfort, reducing the average indoor air temperature by 6.8 °C. The outcome of this investigation would be helpful in selecting the key characteristics of the system in order to achieve the optimum performance of an active TES system for space cooling of buildings in similar climates

Nieliniowa analiza statyczna konstrukcji przekładkowej z wypełnieniem kratownicowym (typu sandwich) wg. trzypunktowego schematu zginania

An analysis of sandwich beams with truss core is an important issue in many fields of industry such as civil engineering, automotive, aerospace or maritime. The objective of the present study is a nonlinear static response of sandwich beams subjected to the three-point bending test configuration. The beams are composed of two parent components: upper and lower laminated face sheets (unidirectional tape) and a pyramidal truss core manufactured by means of 3D printing. A polyamide filament strengthened with chopped carbon fibres – CF-PA-12 is used for the core development. The both, experimental and numerical analyses are presented. A detailed numerical model of the sandwich beam was developed in Abaqus software. The numerical model considers modelling of the adhesive joint with an additional layer of material placed between the parent components of the beam. A continuum hybrid solid shell elements were used to model the adhesive layer. In addition, a special care was taken to use an appropriate material model for the CF-PA-12 filament. To do so, the uniaxial tensile tests were performed on 3D printed samples. Having acquired the test data, a hyperelastic material model was evaluated based on a curve fitting approach.Kompozytowe struktury przekładkowe z wypełnieniem kratownicowym (typu sandwich) są wytwarzane w postaci płyt, belek, oraz powłok cylindrycznych. Kompozyty te zbudowane są głównie z dwóch materiałów macierzystych, tj. okładzin zewnętrznych w postaci cienkich płyt lub taśm oraz wypełnienia wewnętrznego o geometrii przestrzennej kratownicy. Struktury te mogą być traktowane jako elementy konstrukcyjne ze względu na ich znakomite wskaźniki sztywności i wytrzymałości w stosunku do masy. Ponadto, ich komórkowa budowa poprawia możliwości wentylacyjne oraz umożliwia prowadzenia instalacji pomiędzy poszczególnymi komórkami całej struktury. Powoduje to, że oprócz funkcji nośnych, struktury te stanowią również elementy funkcjonalne. Zalety struktur przekładowych przyczyniły się do zintensyfikowania badań naukowych w zakresie analiz statycznych. Jako, że struktury te stanowią kompozyt, ich właściwości mechaniczne przyjmują różnorodne cechy w zależności od schematu obciążenia. Pociąga to za sobą dodatkowe trudności w procesie modelowania takich konstrukcji ze względu na bardzo szeroki zakres materiałów stosowanych do ich budowy oraz połączeń między nimi. Różnorodność ta przejawia się już w doborze okładzin zewnętrznych, które są wykonywane z trzech grup materiałów, tj. metali lub ich stopów (np. aluminium), laminatów warstwowych (np. laminaty włókniste), materiałów organicznych (np. sklejka). Kolejną kwestią jest materiał stosowany na budowę komórkowej warstwy wypełnienia. Ograniczając się do jednej geometrii tej warstwy, tj. do postaci przestrzennej kratownicy, materiałami stosowanymi do ich budowy, poza wyżej wspomnianymi, są polimery wytwarzane techniką przyrostową. Niestety zdecydowana większość opracowań naukowych pozostawia bez komentarza kwestie modelowania oraz nośności połączeń adhezyjnych w powyższych strukturach. W bieżącej pracy założono przeprowadzenie analizy statycznej wg schematu trzypunktowego zginania. W procesie budowy modelu numerycznego uwzględniono połączenia klejone pomiędzy elementami macierzystymi belki poprzez wprowadzenie dodatkowego materiału adhezyjnego. Do modelowania polimerowego wypełnienia kratownicowego (CF-PA-12) zastosowano hipersprężysty model materiału. Parametry sprężyste modelu materiałowego oszacowano na podstawie statycznej próby rozciągania próbek wytworzonych techniką przyrostową. Weryfikacja poprawności opracowanego modelu MES przeprowadzona została na podstawie porównania obliczeń numerycznych z przeprowadzonymi pomiarami laboratoryjnymi, uzyskując dużą zbieżność wyników. Przeprowadzone badania pozwoliły na opracowanie modelu numerycznego belki przekładkowej z uwzględnieniem warstwy adhezyjnej. Wykony model numeryczny belki może służyć do prognozowania jej odpowiedzi statycznej. Zastosowanie kontynualnych elementów skończonych pozwoliło na znaczną redukcję ilości elementów po grubości warstwy adhezyjnej

Kompozito materialu mehanisko ipasibu identifikacija

Abstract in Latvian, EnglishAvailable from Latvian Academic Library / LAL - Latvian Academic LibrarySIGLELVLatvi

Thermal and Sound Insulation Properties of Recycled Expanded Polystyrene Granule and Gypsum Composites

Up to now, primary resources have been the main choice of raw material selection for production. Now, global market tendencies have brought significant attention to secondary resources as the price has been raised for primary materials, and there is a shortage of their delivery. This could bring an additional effort to increase the recycling level of construction and demolition waste, including expanded polystyrene (EPS). Efforts have been made to develop new efficient building materials with a high content of recycled EPS. In this paper, composite insulation material made of gypsum hemihydrate and recycled EPS beads by casting and compression methods were evaluated, and properties were compared. Thermal and sound insulation properties were characterized. Density from 48 to 793 kg/m3 was obtained and the thermal conductivity coefficient from 0.039 to 0.246 W/(m·K) was measured. Compression strength was from 18 kPa to 2.5 MPa. Composites produced with the compression method have a sound absorption coefficient α > 0.9 in the range from 600 to 700 Hz, while the samples produced by casting showed poor sound absorption with wide deviation. Compression methods had an advantage over the casting method as more homogenous and lightweight materials were produced with improved insulation properties