Test dvostruke konzole (eng. Double Cantilever Beam (DCB) test) je najčešće korišteni test za izračun lomne žilavosti u modu I kod konstrukcijskih lijepljenih spojeva. Testni uzorci se sastoje od ...dvije jednake pločice koje se prvo međusobno zalijepe, a zatim izlože opterećenju, što uzrokuje širenje pukotine duž ljepila. Tijekom eksperimenta kontinuirano se mjeri pomak, sila i duljina pukotine. Koristeći ove podatke, lomna žilavost ljepila se može izračunati prema postupcima navedenim u odgovarajućem ISO standardu (BS ISO 25217: 2009). Proračuni se temelje na jednostavnoj grednoj teoriji i linearno-elastičnoj mehanici loma. U ovom radu predstavit ćemo standardnu metodu za izvođenje DCB testa, a potom i metodu obrade podataka potrebnu za izračun lomne žilavosti, što odgovara kritičnoj promjeni oslobođene energije (eng. Critical Energy Release Rate). Eksperimenti su izvedeni za ljepilo SikaPower® 4720, s kontroliranom debljinom ljepila između aluminijskih pločica. Nakon razdoblja stvrdnjavanja prema preporuci proizvođača ljepila, DCB uzorci su preko zglobnog prihvata šarkama opterećeni vlačnom silom s kidalice. Opterećenje na kidalici se nanosi kontrolom pomaka, tako da pri monotonom povećanju pomaka najprije imamo povećanje opterećenja, a kada se pukotina počne širiti, naneseno opterećenje pada. Koristeći optički mjerni sustav GOM Aramis, tijekom eksperimenta mjereno je polje pomaka, koje je onda korišteno za mjerenje stvarnog pomaka aluminijskih pločica (umjesto onog zabilježenog na kidalici) i položaja vrha pukotine. Nakon sinkronizacije mjerenja različitih uređaja određena je lomna žilavost ljepila i izvršena statistička analiza rezultata.
Rad donosi usporedbu različitih metoda izračuna faktora kritičnog intenziteta naprezanja (mod I.) KIC za bukovo drvo na tangencijalno-longitudinalnom (TL) presjeku. Prva je metoda ekstrapolacija ...faktora intenziteta naprezanja na udaljenosti 0 mm od vrha pukotine, druga je primjena, J integrala a treća se metoda temelji na razlikama energija deformacije iz kojih je dobivena brzina oslobađanja energije deformacije po jedinici duljine širenj pukotine. Četvrta metoda temelji se na izračunu deformacije materijala oko pukotine ili pomaka vrhova elementa trokuta, a peta se koristi općepoznatom jednadžbom za CT uzorak za deformaciju u ravnini izotropnog materijala. Koristeći se metodom konačnih elemenata, utvrđeno je da je metoda J integrala najmanje osjetljiva na veličinu i oblik elemenata. Ta je metoda primijenjena za izračun faktora kritičnog naprezanja KIC za bukovo drvo na TL presjeku. Dobivena je prosječna vrijednost od 0,56 MPa·√m, sa standardnom devijacijom od 0,047 MPa·√m.
Cilj ovog istraživanja bio je utvrditi ponašanje loma drva južnoga žutog bora (Pinus taeda L.) i crvenog hrasta (Quercus falcata) u tangentno-radijalnome i tangentno-longitudinalnom smjeru širenja ...pukotine primjenom kompaktne vlačne metode ispitivanja (model I.). Rezultati istraživanja pokazali su bitno drugačije ponašanje loma drva crvenog hrasta od drva južnoga žutog bora za svaki od dva načina širenja pukotine. Lomna žilavost drva crvenog hrasta bila je veća u tangentno-radijalnom smjeru širenja pukotine nego u tangentno-longitudinalnom smjeru, dok na drvu južnoga žutog bora nije uočena značajna razlika između dva načina širenja pukotine. Specifična energija loma u tangentno-longitudinalnom smjeru širenja pukotine za obje vrste drva bila je mnogo niža od one u tangentnoradijalnom smjeru. To znači da je bilo potrebno više energije po jedinici površine da se uzorak drva odvoji na dvije polovice u tangentno-radijalnom smjeru širenja pukotine. Razlika u ponašanju loma drva, odnosno u širenju pukotine može se objasniti strukturnim obilježjima ispitivanih uzoraka jer širenje pukotine u tangentno-radijalnom smjeru prelazi granicu goda i drvna vlakanca mogu premostiti površinu pukotine.
U radu se analizira otpornost čistih i polimerima modificiranih mješavina na širenje pukotina pri niskim temperaturama primjenom linearne i nelinearne mehanike loma. Razmatran je utjecaj dva veziva ...za modificiranje bitumena: stiren-butadien-stiren (SBS) i etilen-vinil-acetat (EVA). Ispitivanja su pokazala da pri padu temperature rastu vrijednosti lomne žilavosti, a smanjuju se vrijednosti maksimalne vertikalne deformacije. Ustanovljeno je da je u oba postupka primijenjena u ovom radu najniža vrijednost lomne žilavosti dobivena primjenom veziva EVA.
Cilj ovog istraživanja bio je utvrditi utjecaj sadržaja vode na parametre piljenja i obilježja loma smrekovine i hrastovine. Uzorci smrekovine (Picea abies (L.) H. Karst.) i hrastovine (Quercus robur ...L.) sušeni su do sadržaja vode potrebnoga za ispitivanje obradivosti na kružnoj pili. Rezultati pokazuju da se sila rezanja i posmična sila povećavaju s povećanjem sadržaja vode do točke zasićenosti vlakanaca (TZV). Kada se sadržaj vode poveća iznad TZV-a, postižu se najmanje vrijednosti sile rezanja i posmaka. Lomna žilavost i granica tečenja pri smicanju izvedene su na temelju provedenih istraživanja. S povećanjem sadržaja vode lomna se žilavost smanjuje. Najmanje vrijednosti lomne žilavosti zabilježene su pri sadržaju vode iznad TZV-a. Granica tečenja se pri smicanju linearno smanjuje s povećanjem sadržaja vode: smanjenje je do 17 % u usporedbi s uzorcima sa sadržajem vode pri TZV-u. Na temelju dobivenih rezultata razmatran je utjecaj sadržaja vode i vrste drva na obilježja piljenja i loma.
Određivanje energijskih veličina tijekom procesa obrade drva, poput snage rezanja i sile rezanja, vrlo je korisno pri projektiranju procesa proizvodnje drvenih predmeta. Za točnije predviđanje sila ...rezanja potrebno je ispravno odrediti vrijednost kuta smicanja, što se može postići primjenom različitih modela. U ovom su članku određene vrijednosti kutova smicanja za ortogonalno linearno rezanje borovine. Analizirano borovo drvo predstavljeno je dvjema skupinama uzoraka različitog udjela sadržaja vode, 12 i 20 %. Za određivanje vrijednosti kuta smicanja primijenjena su tri različita modela: Merchantov model utemeljen na prsnom kutu i kutu trenja; model zasnovan na omjerima kompresije strugotine i Atkinsov model, kojemu su glavna polazišta svojstva materijala (elementi mehanike loma). U radu je prezentirana usporedba dobivenih vrijednosti. Na temelju rezultata uočeno je da su vrijednosti kutova smicanja određene iz omjera kompresije strugotine veće od vrijednosti dobivenih Merchantovom jednadžbom. Kutovi smicanja određeni prema Atkinsovu modelu očekivano su niži od onih određenih uz pomoć Merchantova modela. Nadalje, vrijednosti kuta smicanja za uzorke sa sadržajem vode od 20 % veće su od kutova smicanja za uzorke sa sadržajem vode od 12 %.
U radu su prezentirana eksperimentalna istraživanja i numeričke simulacije procesa zavarivanja trenjem (FSW). Cilj rada je određivanje termo-mehaničkih i kinematičkih parametara procesa spajanja lima ...od aluminijske legure AlSi1MgMn debljine 7,8 mm. Eksperimentalna istraživanja su projektirana na temelju usvojenog višefaktornog plana (DoE), s variranjem faktora na dvije razine i ponavljanjem u središnjoj točki plana. Parametri varirani u eksperimentu su: brzina zavarivanja, kutna brzina okretanja alata, kut nagiba trna, promjer trna i promjer čela alata. Na temelju usvojenih geometrijskih parametara projektirana je i izrađena familija alata. Eksperiment je proveden u laboratorijskim uvjetima, koji su slični proizvodnom okruženju. Za numeričku simulaciju procesa FSW, korišten je programski paket DEFORM-3D. U radu je prikazana detaljna analiza i usporedba istraživanih parametara dobivenih eksperimentalnim putem i numeričkom simulacijom.
U klasičnom pristupu energijske se veličine (sile rezanja i snaga rezanja) tijekom procesa piljenja drva obično izračunavaju na temelju specifi čnog otpora rezanja, koji je pri rezanju drva funkcija ...više ili manje važnih čimbenika. Nasuprot tomu, problem određivanja sila rezanja i snage rezanja može se riješiti inovativnim pristupom uz primjenu temeljne analize mehanike piljenja koja se temelji na modernoj mehanici loma. Taj način pristupa određivanju sila rezanja i snage rezanja poboljšanje je s obzirom na tradicionalne metode, od kojih su mnoge empirijske i utemeljene na ograničenim podacima. Takve empirijske formule ne dopuštaju poopćenje prema novim uvjetima rada pilane, kao što je primjena tankih pila s malom širinom propiljka. Predstavljeni algebarski model za određivanje snage rezanja tijekom piljenja osim čvrstoće drva i trenja između alata i obratka uzima u obzir i svojstvo pod nazivom lomna žilavost (otpornost na pucanje), koje je ključni utjecajni čimbenik na snagu cutrezanja. Nadalje, predviđanje kuta smicanja ravnine opisanim modelom ostvarivo je čak i za male vrijednosti debljine strugotine. Osim toga, model je univerzalan i primijenjiv za određivanje energijskih veličina pri različitim kinematikama rezanja kao što su piljenje pilom jarmačom, tračnom pilom i kružnom pilom.
PDF
