Вісники та науково-технічні збірники, журнали
Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/12
Browse
14 results
Search Results
Item Injection of cracks in a RC beam with epoxy resin using the gravity flow method(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Клим, А. Б.; Бліхарський, Я. З.; Klym, A.; Blikharskyy, Ya.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityТріщини у залізобетонних балках створюють серйозну загрозу соціальній безпеці та навколишньому середовищу, через деякий час експлуатації чи навіть у ранньому віці, аж до повної втрати несучої здатності й руйнування. Відновлення несучої здатності залізобетонних балок способом ін’єктування тріщин є одним із найдієвіших та найрактичніших способів виконання ремонту відповідно до сучасних тенденцій. Сьогодні технологічний прогрес дає змогу удосконалювати матеріали для ін’єктування, а також власне заповнення тріщин цими матеріалами. Проте такий підхід із застосуванням спеціалізованого обладнання здорожчує ремонт пошкоджених залізобетонних балок, що не завжди раціонально. Тому в статті після аналізування методів ін’єктування тріщин у залізобетонних балках та конструкціях запропоновано економічно доцільний метод ін’єктування залізобетонних балок, що дасть змогу запобігти необхідності дорогого ремонту. Основний підхід запропонованого методу ін’єктування тріщини полягає у подаванні епоксидної смоли в тріщину, що відбувається самопливом (без спеціалізованого обладнання і тиску). У роботі також наведено послідовність підготовки бічної та внутрішньої ділянок тріщини залізобетонної балки до ін’єктування епоксидною смолою. Метод ін’єктування тріщин реалізовано комплексно із відновленням стиснутої зони бетону залізобетонної балки. Результати випробовування підтвердили ефективність методу ін’єктування тріщини, оскільки не виявлено новоутворених тріщин у місцях ін’єктування. Ін’єктуванням тріщин комплексно із методом відновлення стиснутої зони бетону розчином Sika MonoTop – 4012 також досягнуто відновлення несучої здатності пошкодженої залізобетонної балки на 115 %, що на 15 % більше, ніж під час попереднього випробовування непошкодженої балки-близнюка.Item A brief overview of stationary two-dimensional thermoelastic state models in homogeneous and piecewise-homogeneous bodies with cracks(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Zelenyak, Volodymyr; Kolyasa, Liubov; Klapchuk, Myroslava; Lviv Polytechnic National UniversityPurpose. A two-dimensional mathematical model of the problem of thermo-elasticity for piecewise-homogeneous component plate containing a crack has been built. The stress intensity coefficients in the vertices of the crack increase affecting strength of the body significantly. This leads to the growth of a crack and, as a result, to further local destruction of a material. Therefore, such a model reflects, to some extent, the destruction mechanism of the elements of engineering structures with cracks. Methodology. Based on the method of the function of a complex variable we have studied the two-dimensional thermoelastic state for the body with crack as stress concentrators. As result, the problem of thermoelasticity was reduced to a system of two singular integral equations (SIE) of the first and second kind, a numerical solution of which was found by the method of mechanical quadratures. Findings. The two-dimensional mathematical model of the thermoelastic state has been built in order to determine the stress intensity factors at the top of the crack and inclusion. The systems of singular integral equations of the first and second kinds of the specified problem on closed (contour of inclusion) and open (crack) contours are constructed. The influence of thermophysical and mechanical properties of inclusion on the SIF sat the crack types was investigated. The dependences of the stress intensity factor which characterizes the distribution of the intensity of stresses at the vertices of a crack have been built, as well as its elastic and thermoelastic characteristics of inclusion. This would make it possible to analyze the intensity of stresses in the neighborhoods of crack vertices depending on the geometrical and mechanical factors. As a result, this allows to determine the critical values of temperature in the three-component plate containing a crack in order to prevent the growth of the crack, as well as to prevent the local destruction of the body. It was found that the appropriate selection of mechanical and thermophysical characteristics of the components of a three-component plate containing a crack can be useful to achieve an improvement in body strength in terms of the mechanics of destruction by reducing stress intensity factors at the crack’s vertices. Originality. The solutions of the new two-dimensional problem of thermoelasticity for a specified region due to the action of constant temperature as well as due to local heating by a heat flux were obtained. The studied model is the generalization of the previous models to determine the two-dimensional thermoelastic state in a piecewise homogeneous plate weakened by internal cracks. Practical value. The practical application of this model is a more complete description of the stress-strain state in piecewise homogeneous structural elements with cracks operating under temperature loads. The results of numerical calculations obtained from the solution of systems of equations and presented in the form of graphs can be used in the design of rational modes of operation of structural elements. This takes into account the possibility of preventing the growth of cracks by the appropriate selection of composite components with appropriate mechanical characteristics.Item Modeling the influence of the shape of the local heat flow intensity distribution on the surface of a semi-infinite body on the stress state in the vicinity of a subsurface crack(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Zelenyak, Volodymyr; Kolyasa, Liubov; Klapchuk, Myroslava; Lviv Polytechnic National UniversityA mathematical model to determine the two-dimensional thermoelastic state in a semi-infinite solid weakened by an internal crack under conditions of local heating is examined. Heat flux due to frictional heating on the local area of the body causes changes in temperature and stresses in the body, which significantly affects its strength, as it can lead to crack growth and local destruction. Therefore, the study of the problem of frictional heat is of practical interest. This paper proposes to investigate the stress-deformed state in the vicinity of the crack tip, depending on the crack placement. The methods for studying the two-dimensional thermoelastic state of a body with cracks as stress concentrators are based on the method of complex variable function. Reducing the problem of stationary heat conduction and thermoelasticity to singular integral equations (SIE) of the first kind, the numerical solution by the method of mechanical quadrature was obtained. In this paper, we present graphical dependencies of stress intensity factors (SIF) at the crack tip on the angle orientation of the crack as well as forms of the intensity distribution of the local heat flux. The obtained results will be used later to determine the critical value of the intensity of the local heat flux from equations of limit equilibrium at which crack growth and the local destruction of the body occur. The scientific novelty lies in the fact that the solutions to two-dimensional problems of heat conduction and thermoelasticity for a half-plane containing a crack due to local heating by a heat flux were obtained. This would make it possible to obtain a comparative analysis of the intensity of thermal stresses around the top of the crack, depending on the form of distribution of the intensity of the heat flow on the surface of the body. The practical value is the ability to extend our knowledge of the real situation in the thermoelastic elements of engineering structures with the crack that operate under conditions of heat stress (frictional heat) in various industries, particularly in mechanical engineering. The results of specific values of SIF at the crack tip in graphs may be useful in the development of sustainable modes of structural elements in terms of preventing the growth of cracks.Item Mathematical modeling of stationary thermoelastic state in a half plane containing an inclusion and a crack due to local heating by a heat flux(Видавництво Львівської політехніки, 2020-01-01) М, Зеленяк В.; Zelenyak, V. M.; Нацiональний унiверситет “Львiвська полiтехнiка”; Lviv Polytechnic National UniversityРозглянуто двовимiрнi стацiонарнi задачi теплопровiдностi та термопружностi для напiвнескiнченного пружного тiла, що мiстить включення та трiщину. Для цього побудовано математичнi моделi цих двовимiрних задач у виглядi системи сингулярних iнтегральних рiвнянь (СIР) першого та другого роду. Числовий розв’язок системи iнтегральних рiвнянь одержано методом механiчних квадратур у разi пружної пiвплощини, що локально нагрiвається тепловим потоком i мiстить кругове виключення та теплоiзольовану прямолiнiйну трiщину. Отримано графiчнi залежностi коефiцiєнтiв iнтенсивностi напружень (КIН), якi характеризують розподiл iнтенсивностi напруженнь у вершинах трiщини, залежно вiд пружних та термопружних характеристик включення та матрицi, вiд вiдносного положення трiщини та включення. Отриманi результати використанi для визначення критичних значень теплового потоку, за якого трiщина починає рости. Ця модель є розвитком вiдомих моделей двовимiрних стацiонарних задач теплопровiдностi та термопружностi для кусково-однорiдних тiл з трiщинами.Item Mathematical modeling of the thermoelastic state in a circular disk with a crack due to the action of the heat source(Видавництво Львівської політехніки, 2019-03-20) Zelenyak, Volodymyr; Kolyasa, Liubov; Lviv Polytechnic National UniversityPurpose. To determine the two-dimensional thermoelastic state in a circular plate, weakened by an edge or internal crack induced by a stationary heat sourse. This paper proposes using singular integral equation (SIE) to investigate thermostressed intensity in the vicinity of the crack tip, depending on the local heat source placement and identify typical mechanical effects. Numerical results for the stress intensity factors (SIFs) can be potentially used to identify (with the limit equilibrium equations) critical values of the intensity of the local heat source at which crack begin to grow and the local destruction of the body. Methodology. The methods of studying two-dimensional thermoelastic state body with crack as stress concentrators based on the function of complex variable method by which the problem of stationary thermoelasticity are reduced to a SIE of the first kind, a numerical solution which was obtained by the method of mechanical quadratures. Findings. In this paper graphic dependences of stress intensity factors at the crack tip on the relative position of crack and local heat source placement and on the length of crack are obtained. Originality. Scientific novelty lies in the fact that the solutions of the new two-dimensional problems of thermoelasticity for a circular plate containing a crack under the influence of local heating of heat source. Practical value. The practical value is the ability to more fully take into account the real situation in the thermoelastic elements of engineering structures with cracks that operate under conditions of heat stress in various industries, particularly in mechanical engineering. The results of specific values in the crack tip SIF in graphs may be useful in the development of sustainable modes of structural elements in terms of preventing the growth of cracks.Item Збірно-монолітні залізобетонні двобалкові нерозрізні прогонові будови мостів для складних умов будівництва і їх розрахунок(Видавництво Львівської політехніки, 2018-02-26) Гнідець, Б. Г.; Запоточний, Р. М.; Hnidets, B.; Zapotochnyi, R.; Національний університет “Львівська політехніка”, кафедра автомобільних доріг та мостів; Lviv Polytechnic National University, Department of Roads and BridgesЗначне збільшення інтенсивності руху автомобільного і міського транспорту вимагає нових підходів до його впорядкування, особливо в місцях з існуючою щільною забудовою. Вирішенням цієї проблеми може бути вдосконалення транспортної мережі шляхом побудови нових шляхопроводів, естакад і транспортних розв’язок. У статті наведено результати дослідження запропонованих авторами конструктивних вирішень двобалкових нерозрізних збірно-монолітних залізобетонних конструкцій прогонових будов мостів для складних умов будівництва. Наведено результати експериментальних досліджень конструкції прогонової будови мосту, яка була виконана із прямолінійної і криволінійної частини, випробувана за різних статичних схем і схем навантаження. Проведено порівняння даних із результатами розрахунків за вимогами норм. Також наведено пропозиції до інженерної методики розрахунку двобалкових залізобетонних конструкцій прогонових будов мостів на криволінійних ділянках. Порівняно дані експерименту із результатами розрахунку за запропонованою методикою.Item Optimization of conditions of electroslag welding of bandings of rotary units(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2016) Dzyubyk, Andrii; Dzyubyk, Liudmyla; Zinko, Yaroslav; Biruk, StanislavThe design of banding shells of rotary units is analyzed. It is shown that combined welding and cast manufacturing of bandings is used in the case of large structural sizes. The basic materials (30, 35, 25 HSL and 30 HML), being used in this process, are characterized by the tendency of forming of hardening structures due to the thermal cycle of welding. As a result of this, the cracks in the heat-effected zone, which lead to the destruction of the connection under the influence of welding residual stresses. The analysis of literature sources has shown that the usage of electroslag welding is perspective during the manufacturing and welding of operational cracks. Thus it is important to define the correct parameters of the welding conditions. In the case of electroslag method they are different from the arc methods and are characterized by the larger amount. In the paper the technological process of welding of banding (tread) ring with the external diameter of 4600 mm, wall thickness of 300 mm and wideness of 500 mm, which is made of steel 35. The defining of regime parameters is made using the following recommended techniques: taking into account the chemical composition of the basic metal; according to the nomogram depending on the ratio of the thickness of the metal to the number of electrode wires; using the calculation (design) method according to the conditions of electroslag welding of the banding. Taking into account the tendency of the steel 35 to cracks forming (cracking), the evaluation of the structure and phase composition and mechanical properties of metal of heat-effected zone of the weld. In order to define the microstructure, the cooling rate of the metal in the range of structural transformations was determined and the diagram of anisothermal decomposition of austenite was used. The technique of determination of the metal cooling rate as a result of the influence of thermal cycle of electroslag welding is proposed in the paper. It is based on the usage of special nomograms which characterize the specific features of the process being studied. The cooling rate equals w= 0.1876 degrees per second when using the developed process parameters. Also the investigation of temperature distribution in the cross-section of the weld has been carried out. It is shown that there are no significant deviations of temperature when using the proposed regime parameters. This influences the reduction of the level of residual stresses along the thickness of the weld. The analysis of the diagram of austenite transformation has shown that the structure of the steel 35 in the initial state is ferrite one with the mixture of pearlite and bainite. As a result of welding carrying out the structure will have a similar composition with slightly larger content of perlite and bainite. It was defined that their content in the heat-effected zone is as follows: 39 % for ferrite, 61 % for the mixture of perlite and bainite. At the same time, the investigated technology of electroslag process ensures the slow heating and cooling of the areas around the weld and obtaining of satisfactory mechanical properties of the metal. Therefore, the combined usage of existent techniques of regime parameters determination is expedient. Also it is necessary to carry out the verification of physical and chemical properties of the metal of heat-effected zone in order to prevent the formation of hardening structures.Item Вплив морозної деструкції на тріщиностійкість дорожнього бетону(Видавництво Львівської політехніки, 2013) Солодкий, С. Й.; Ковальчик, П. І.Наведено результати дослідження тріщиностійкості бетонів за критеріями механіки руйнування після циклічного заморожування та відтаювання. This article presents the results of the study crack concrete after exposure to cycles of freezing and thawing on the criteria of fracture mechanics.Item Використання дискретного вейвлет-перетворення для обробки та аналізу сигналів швидкісної магнітної дефектоскопії залізничної колії(Видавництво Львівської політехніки, 2012) Ващишин, Л.; Нічога, В.; Сторож, І.Досліджено можливість застосування дискретного вейвлет-перетворення для попередньої обробки та аналізу дефектоскопічних сигналів.This paper is intended to investigate the possibility of using discrete wavelet transform for preprocessing and analize of flaw detection signals.Item Тріщиностійкість бетонів з малим вмістом фібри(Видавництво Львівської політехніки, 2012) Солодкий, С. Й.; Турба, Ю. В.Наведено результати дослідження тріщиностійкості бетонів, армованих фіброю на мінімально допустимому рівні. Встановлена можливість використання певних видів фібри в бетонах для дорожнього будівництва. This article provides the results of fracture toughness of concrete, fiber reinforced at the minimum acceptable level. The opportunity to use certain types of fibers in concrete for road construction.