This research analyses contact pressure, sliding distance, and wear rate at the trunnion interface of hip implants during various activities to understand post-hip replacement outcomes. The study uses a numerical model and ISO-7206–6:2013 constraints with an AML hip implant. Greater Fx, Fy, and Fz forces broaden contact pressure distribution. The highest pressure occurs on the proximal superolateral surface, with the lowest on the anterior and posterior surfaces. The HIGH100 (individuals weighing above 100 kg) weight category demonstrates 2 times higher maximum and average contact pressure compared to AVG75 (individuals weighing 75 kg) for sit-down and knee bend activities. Force components and the duration of a full gait cycle influence sliding distance. Stance activities show the highest sliding distance due to rapid changes in force load during the gait cycle. For sit-down and knee bend activities, the total sliding distance is 2.5 times higher in the HIGH100 weight category compared to AVG75. Sliding distance primarily occurs at the proximal superolateral-inferomedial-anterior-posterior contact surface, decreasing distally. Based on contact pressure, sliding distance, and wear volume rate, jogging and stance activities pose the highest risk for hip replacement patients, while cycling is the safest. The HIGH100 weight group exhibits 5- and 4-times greater wear volume rates than AVG75 in sit-down and knee bend activities, respectively. The research findings align with wear degradation observed in retrieved hip implants, validating the study. These insights can assist patients in making informed decisions about performing activities after surgery while enabling physicians to provide accurate guidelines.
: In this study, the hermetic elements of a remote-controlled valve were scrutinized, leading to the development of an advanced hermetic unit. The primary focus was on assessing the wear resistance of this crucial component. Through meticulous analysis and experimentation, graphs illustrating wear speed and intensity over time were constructed, revealing a substantial increase in resistance compared to existing designs. Employing a combination of detailed analysis and methodical experimentation, graphical representations delineating the evolution of wear speed and intensity over time were generated. The results underscored a notable increase in resistance when compared to prevailing designs, exemplifying the heightened efficacy of the newly devised hermetic unit, which demonstrated higher durability, crucial for effective valve operation across diverse conditions. These findings signify a significant advancement in engineering, promising enhanced reliability and extended service life for valves utilizing this innovative technology. The implications extend to various industries reliant on such valves, offering improved performance and durability. Further studies, including physical experiments for surface reinforcement, can deepen the understanding of parameters such as temperature change, velocity, pressure distribution, specific heat, thermal conductivity, and turbulence dissipation over the improved valve construction’s hermetic elements. The trajectory of this research aligns with the objective of refining the design and optimizing the performance of the hermetic unit, ensuring its resilience under diverse and demanding operational environments. This comprehensive exploration not only lays the groundwork for the evolution of future advancements in valve technology but also holds the potential to substantially elevate efficiency and longevity across a wide array of industrial applications.
PL
W ramach niniejszej pracy przeanalizowano hermetyczne elementy zdalnie sterowanego zaworu, w wyniku czego opracowano ulepszony moduł hydrauliczny. Główny nacisk położono na ocenę odporności tego kluczowego elementu na zużycie. W oparciu o szczegółową analizę i eksperymenty opracowano wykresy ilustrujące szybkość i intensywność zużycia w czasie, ujawniając znaczny wzrost odporności w porównaniu z istniejącymi konstrukcjami. Poprzez połączenie szczegółowej analizy i metodycznych eksperymentów, wygenerowano wykresy graficzne określające ewolucję prędkości i intensywności zużycia w czasie. Uzyskane wyniki wskazują na znaczny wzrost odporności w porównaniu z dotychczasowymi konstrukcjami, co świadczy o zwiększonej skuteczności nowo opracowanego modułu hermetycznego, który wykazał wyższą trwałość, kluczową dla skutecznego działania zaworu w różnych warunkach. Te odkrycia oznaczają znaczący postęp w inżynierii, który może przyczynić się do zwiększenia niezawodności i wydłużenia żywotności zaworów wykorzystujących tę innowacyjną technologię. Będzie to miało przełożenie na różne branże wykorzystujące takie zawory, zapewniając ich lepszą wydajność i trwałość. Dalsze badania, w tym eksperymenty fizyczne w zakresie wzmocnienia powierzchni, pozwolą lepiej zrozumieć parametry, takie jak zmiana temperatury, prędkość, rozkład ciśnienia, ciepło właściwe, przewodność cieplna i tłumienie turbulencji w hermetycznych komponentach ulepszonej konstrukcji zaworu. Kierunek tych badań jest zgodny z celem, jakim jest udoskonalenie konstrukcji i optymalizacja wydajności modułu hermetycznego, zapewniając jego odporność w zróżnicowanych i wymagających środowiskach operacyjnych. Ta kompleksowa eksploracja nie tylko kładzie podwaliny pod dalsze postępy w dziedzinie technologii zaworów, ale także może potencjalnie znacznie zwiększyć wydajność i żywotność w szerokim zakresie zastosowań przemysłowych.
The content of this article presents research on used and fresh engine oils. The aim of the experiment is to preliminarily develop a method for assessing the condition of engine oil subjected to service. A four-ball tester was used to compare the lubricating properties of the engine oil as one component of the tribosystem under laboratory conditions. The method used to determine the mashing load consisted of subjecting the kinematic node to a linearly increasing load with a build-up rate of 409 N·s-1 under operating conditions of approximately 20°C and a spindle speed of 500 rpm. The presented article is a continuation of the consideration of the lubricating properties of engine oils subjected to operation. The tests carried out made it possible to observe that fresh oils are characterised by their ability to carry higher loads in relation to oils subjected to service. This is evidenced by the obtained values of scuffing loads, which have a higher value for fresh oils (The average percentage increase in scuffing load for fresh oils was 62.23%). Comparing the friction torque characteristics with each other, it can be seen that the values of maximum friction torque are also higher for the fresh oils group. The modelling process made it possible to characterise changes in the tribological properties of the lubricating oil being used. In the future, the described model will be extended to include further input parameters (viscosity, contaminant content, fractional composition, etc.), which will allow a multi-parametric assessment of lubricating oil wear.
The article attempts to analyze the possible effects of using Ti−C:H DLC carbon coatings produced by pulsed magnetron sputtering (PVD) to reduce friction coefficient and wear in kinematic pairs found in internal combustion engines and powertrain systems used in automotive vehicles. The aim of such action is primarily to reduce internal losses in the aforementioned units. The coatings were deposited on heat-treated bearing steel 100Cr6, and examined using a scanning electron microscope FEI Quanta 200 Mark II with the chemical analyzer EDS EDAX Genesis XM 2i, tribotester T−01M examining the friction coefficient in the ball-disc correlation and Hommel Werke T8000 profilometers, additionally, in order to check the coating thickness, studies were carried out using the Calotest method. The results obtained indicate that both the friction coefficient and wear are drastically reduced concerning samples on which no DLC coatings were applied.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The methodology of enhancing the wear resistance of hybrid Metal Matrix Composites (MMCs) involves reinforcing the metal or alloy with robust materials. This study focuses on the manufacturing of a hybrid nanocomposite, which includes 0.6 vol.% of Silicon Carbide (SiC) and 0.2 vol.% of Boron Carbide (B₄C) nanoparticles with aluminum (Al) 6061 alloy. This is achieved through an ultrasonic assisted stir casting methodology, and a pin-on-disc tribometer is used to investigate the sliding wear rate and Coefficient of Friction (COF). Vicker's microhardness tester evaluated the microhardness of the nanocomposite, revealing it to be 18% harder than the Al 6061 alloy. Further, the metallurgical examination done through Hi-Resolution Scanning Electron Microscope (HRSEM) and X-ray diffraction (XRD) techniques confirmed the existence of SiC and B₄C nanoparticles. The wear experiment was done under diverse input wear experiment variables such as applied load, sliding velocity, and sliding distance, and optimization was done through Taguchi’s technique. Applied load contributed 40.9% to wear rate, and increasing load increased wear rate due to higher pin-counter disc contact pressure. Sliding speed contributed 42.18% to the COF, while increasing it decreased it due to lower pin-disc contact. The worn area inspection revealed an abrasive wear mechanism with substantial surface degradation at higher loads. The study may progress science and develop stronger materials for many purposes.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this present research work, the electrical discharge machining (EDM) characteristics of an Al7010/2%B4C/2%BN (the reinforcement particles are taken as wt.%) hybrid metal matrix nanocomposite (HMMNC) are discussed. The effect of the EDM process variables like the discharge current (I), pulse on time (Pon), pulse off time (Poff) and gap voltage (Vg) on the response characteristics like the material removal rate (MRR), tool wear rate (TWR), and surface roughness (SR) are presented. The results revealed that the MRR, TWR, and SR grew with an increase in Ip and Pon. MRR, TWR, and SR increased with a rise in Poff up to 25 μs then declined. MRR, TWR, and SR decreased with an increment in gap voltage. The highest MRR was observed for a discharge current of 8 A, Pon of 60 μs, Poff of 25 μs and Vg of 30 V. SR and TWR were the smallest at Ip of 2 A, Pon of 15 μs, Poff of 55 μs and Vg of 60 V. The scanning electron microscope (SEM) micrographs of the machined surfaces revealed voids, craters and micro cracks.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Titanium and its alloys are widely utilized in the biomedical sector, they still exhibit poor tribological properties and low wear resistance when employed against even weaker substances. The poor hardness, instability, high coefficient of friction, low load-carrying capacity, and insufficient resistance to not only abrasive but also adhesive wear are further disadvantages of titanium alloys. The focus of this investigation is on the tribological performance of Ti-6Al-4 V alloy in contact with WC carbide abrasive balls when subjected to nanodoped cooling and lubrication conditions. Tribological experiments were executed on Ti-6Al-4 V flat samples using a ball-on-flat tribometer in dry hybrid graphene/boron nitride combination nanoparticles (MQL, nano-3), nanographene with MQL (nano-1), and boron nitride with MQL (nano-2) conditions. After that, the most significant tribological characteristics were investigated, including volume loss, friction coefficient, wear rate, and micrographic structures. The outcomes also demonstrated that the hybrid nanoparticle situation experienced the least amount of volume loss.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Nowoczesne utrzymanie ruchu zmierza w stronę możliwie dokładnego przewidywania czasu przyszłej awarii. Instalowanie kolejnych czujników pozwala na monitorowanie stopnia zużycia coraz większej liczby elementów.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Strategia zrównoważonego rozwoju sprzyja dążeniu do optymalizacji procesów budowlanych, w tym do optymalnego wykorzystania materiałów i rozwiązań technologicznych z pespektywy generowania kosztów utrzymania budynku, wynikających z różnej trwałości zastosowanych materiałów i wpływu ich zużycia na częstotliwość napraw. W artykule zaprezentowano wielokryterialną analizę porównawczą wybranych rodzajów robót naprawczych na podstawie oceny stopnia zużycia technicznego budynku metodą wizualną. W celu wyboru najlepszej technologii i materiałów do pokrycia dachu oraz wykonania posadzki wykorzystano trzy różne metody wielokryterialne: TOPSIS; AHP oraz PROMETHEE. Na podstawie uzyskanych wyników określono najkorzystniejsze rozwiązanie, pokazując jednocześnie przydatność wykorzystanych metod w procesie podejmowania decyzji.
EN
The sustainable development strategy favors the pursuit of optimization of construction processes, including the optimal use of materials and technological solutions from the perspective of generating the maintenance costs of the building resulting from the different durability of the materials used and the impact of wear on the frequency of repairs. The aim of the work is a multi-criteria comparative analysis of the proposed types of repair works based on the assessment of the degree of technical wear of the building using the visual method. In order to select the best technology and materials for roofing and flooring, three different multi-criteria methods were used, i.e.: TOPSIS, AHP and PROMETHEE. On the basis of the obtained results, the most favorable solution was determined, while showing the usefulness of the methods used in the decision-making process.
Autorzy prezentują w pracy innowacyjny przyrząd do graficznego wyznaczania stanu zużycia główki szyny podsuwnicowej wywołanego wieloletnią eksploatacją zespołu: most suwnicowy – szyny podsuwnicowe. Przedstawiony profilograf oraz sposób pomiaru mają istotne znaczenie dla precyzyjnego ustalania punktów kontrolowanych dla obserwacji niwelacyjnych. Uwzględnienie stopnia zużycia oraz ubytków wskutek ścierania bocznych i górnych powierzchni główki szyny proponowaną metodą pozwala na graficzne wyznaczanie i analityczną interpretację kształtu profilu poprzecznego główki szyny oraz ustalenia jej aktualnego, przestrzennego położenia oraz pochylenia poprzecznego.
EN
The authors present in the work an innovative device for graphical determination of the state of wear of the crane rail head caused by many years of operation of the assembly: crane bridge - crane rails. The presented profilograph and the method of measurement are important for the precise determination of control points for leveling observations. Taking into account the degree of wear and losses due to abrasion of the side and upper surfaces of the rail head with the proposed method allows for the graphical determination and analytical interpretation of the shape of the cross profile of the rail head and determination of its current, spatial position and transverse inclination.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Każdy budynek w miarę upływu czasu ulega zużyciu, a więc jego stan techniczny stale się pogarsza. Budynki nieremontowane podlegają ciągłym procesom destrukcyjnym o zróżnicowanym przebiegu. Niezbędnym ratunkiem dla takich budynków są prace zapobiegające dalszej degradacji. W artykule przedstawiono wpływ prac zabezpieczających wybranych elementów budynku na poprawę stanu technicznego całego budynku.
EN
Every building, with the passing of time, is subject to wear and the continuous degradation of its technical state. Non-renovated buildings are subject to constant destructive processes which can take a various course. Necessary rescue for non-renovated buildings are security repairs. The article presents dependencies of the impact of security works on selected building elements on the improvement of the technical condition of the entire building.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Over the course of their use, building structures are subject to constant destructive processes, which can take various courses. Over time, performance characteristics deteriorate, and can be partially restored as a result of repair works. The article presents a proposal for the prediction of changes in the performance characteristics of a building based on the adaptation of principles applied in predicting the operational reliability of technical objects.
PL
Obiekty budowlane podczas użytkowania podlegają ciągłym procesom destrukcyjnym o zróżnicowanym przebiegu. W miarę upływu czasu następuje obniżanie właściwości użytkowych, a częściowe ich przywrócenie następuje w wyniku napraw. W artykule przedstawiona jest propozycja prognozy zmian właściwości użytkowych budynku oparta na adaptacji zasad stosowanych w prognozowaniu niezawodności eksploatacyjnej obiektów technicznych.
Purpose. Investigate the impact of current collection system parameters and external factors on the resource of friction pair “contact wire – contact strip”. Relevance. The level of electrified railways reliability depends on the reliability and durability of the individual objects of power supply system and the locomotive facilities, in turn, the current collection quality depends on design of contact network and pantographs, contact wires materials, contact strips and external influencing factors. The resource system “contact wire – contact strip” is an important technical and economic characteristics, and its average actual resource is much less established. It means that the actual resource does not reach the optimum value from an economic point. Increasing velocity of the electric rolling stock exacerbates the problem of improving the current collection quality, becomes an actual task of increasing the resource friction pair “ contact wire – contact strip” for mainline railways. Scientific novelty. This work determined the influence structural parameters of the friction pair, the current collection system parameters and external factors on the wear rate of the friction pair “contact wire – contact strip”. Proposed to create a predictive mathematical model that uses the dependence of the influencing parameters obtained in this work to assess the wear and resource of contact wire and contact strips. Practical importance. Developed the device for wear researching of friction pairs in laboratory conditions allows assessing the wear rate of the system “contact wire – contact strip” and their residual resource at different combinations of the friction pair and external factors. The obtained results allow us to construct a predictive mathematical model to evaluate wear rate of the elements of the friction pair “contact wire – contact strip” and identify their residual resource.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Perspektywa utrzymania budynków mieszkalnych w odpowiednim stanie technicznym narzuca zadania optymalnego planowania prac remontowych, a prawidłowe opracowanie zakresu i programu remontu wymaga ustalenia diagnozy. Diagnostyka stanowi podstawę właściwie prowadzonej działalności remontowej w każdym obiekcie technicznym. Diagnoza obejmuje zadania dotyczące zarówno oceny aktualnego stanu technicznego jak i prognozy rozwoju zmian tego stanu. Prognostyczny opis czasu życia budynku w ujęciu matematycznym pozwala na opracowanie precyzyjnych strategii przywracających odpowiedni poziom efektywności eksploatacyjnych. Opracowany model predykcji właściwości użytkowych budynku pozwala na przewidywanie zmian stanu technicznego budynku. W artykule przedstawiona jest problematyka badania ewolucji stanu technicznego wykonanego w technologii tradycyjnej. Budynek i jego elementy składowe w każdej chwili użytkowania znajdują się w pewnym stanie technicznym, a zmiany stanu technicznego traktuje się jako ciąg stanów uporządkowanych według wartości zmiennej czasowej. W artykule zaprezentowana jest także ocena zgodności zaproponowanego modelu z wynikami kontroli okresowych budynków w Żarach.
EN
The prospect of maintaining residential buildings in an adequate technical state calls for the optimal planning of renovation work, while proper determination of the scope and program of the renovation requires a diagnosis to be made. Diagnostics is a basis for properly carried out renovation work in every technical object. Technical diagnostics covers issues connected with assessing the technical condition of an object, as well as the possibilities of its continued use. The diagnosis regards issues connected with the assessment of the current condition, as well as prediction of the development of changes in this condition. The prognostic description of the lifespan of a building in the mathematical approach makes it possible to prepare precise strategies returning an appropriate level of operational performance. The prepared model for predicting the performance of a building makes it possible to foresee the technical condition as well as model scenarios of renovation works. Prediction processes cover the means of processing information on the past of the occurrence as well as the means of changing over from processed information to a prediction. Predicting is comprised of two phases: diagnosing the past and determining the future. The building and its components of are characterized by a given technical state at every moment of use. Changes in the technical state are treated as a series of states sorted according to the value of the time variable. The article also presents an assessment of the agreement of the proposed model with empirical data - the results of the periodical inspections of buildings in the town of Żary.
The scope of renovation works depends, above all, on the state in which a historical site has been preserved. All actions ought to be preceded by an assessment of the technical condition of the buildings. The article presents a method for determining the scale of needs for renovating existing buildings constructed in traditional technology. The established planning decision criteria, determined by measures of decision criteria and the weights of these criteria comprise output data for establishing a matrix of indicators for the order in which works ought to be carried out. Results of using it on inhabited residential buildings located in Gorzów Wielkopolski have also been presented.
PL
Zakres zadań renowacyjnych zależy przede wszystkim od stanu zachowania zabytkowego miejsca. Wszelkie działania powinny być poprzedzone oceną stanu technicznego obiektów. W artykule została przedstawiona metoda określania rozmiaru potrzeb renowacji istniejących budynków, wykonanych w technologii tradycyjnej. Ustalone kryteria decyzyjne planowania prac renowacyjnych określone przez mierniki kryteriów decyzyjnych oraz wagi tych kryteriów stanowią dane wyjściowe do wyznaczania macierzy wskaźników kolejności wykonywania prac. W metodzie przyjęto następujące kryteria: stopień zużycia elementu budynku; struktura budynku; okres trwałości elementu; wpływ zniszczenia elementu na inne elementy; współzależność remontu elementu związana z remontem innego; lokalizacja obiektu; wartość kulturowa obiektu. Zaprezentowane zostały także wyniki wykorzystani zaproponowanej metody dla aktualnie użytkowanych budynków mieszkalnych zlokalizowanych w Gorzowie Wlkp.
The dry sliding wear behavior of heat-treated super duplex stainless steel AISI 2507 was examined by taking pin-on-disc type of wear-test rig. Independent parameters, namely applied load, sliding distance, and sliding speed, influence mainly the wear rate of super duplex stainless steel. The said material was heat treated to a temperature of 850°C for 1 hour followed by water quenching. The heat treatment was carried out to precipitate the secondary sigma phase formation. Experiments were conducted to study the influence of independent parameters set at three factor levels using the L27 orthogonal array of the Taguchi experimental design on the wear rate. Statistical significance of both individual and combined factor effects was determined for specific wear rate. Surface plots were drawn to explain the behavior of independent variables on the measured wear rate. Statistically, the models were validated using the analysis of variance test. Multiple non-linear regression equations were derived for wear rate expressed as non-linear functions of independent variables. Further, the prediction accuracy of the developed regression equation was tested with the actual experiments. The independent parameters responsible for the desired minimum wear rate were determined by using the desirability function approach. The worn-out surface characteristics obtained for the minimum wear rate was examined using the scanning electron microscope. The desired smooth surface was obtained for the determined optimal condition by desirability function approach.
The patterns of process situations play an important role in the monitoring of diagnostic processes. The adaptation of mathematical models describing the degradation processes in mechanical and electronic devices creates opportunities to develop diagnostic standards for buildings erected in traditional technology. This article presents a proposal for the prediction of building operational reliability, which is a prognostic process model within the full period of its use.
PL
Planowanie działań związanych z prawidłowym utrzymaniem budynku należy do zadań niełatwych. Brakuje wiarygodnych modeli matematycznych, które pozwalałyby na oszacowanie niezawodności eksploatacyjnej budynku, określanej często zmianami właściwości użytkowych. W przypadku urządzeń technicznych (mechanicznych, elektronicznych) podejmowane są próby wyznaczania predykcji niezawodności eksploatacyjnej, jednak dla obiektów budowlanych podaje się jedynie orientacyjne wykresy zmian właściwości użytkowych. W artykule przedstawiona jest metodyka prognozowania niezawodności eksploatacyjnej budynku, a wartości właściwości użytkowych określone zostały parametrami dystrybuanty rozkładu Rayleigha.
Podstawą diagnostyki obiektów technicznych są informacje procesowe zbierane przez system pomiarowy i generowane przez odpowiednie procedury obliczeniowe. W przypadku budynków mieszkalnych parametrem opisującym symptomy sprawności / niesprawności elementów składowych obiektu jest stopień zużycia, określany podczas kontroli okresowych. Stopnie zużycia elementów składowych budynków wykonanych w tej samej technologii, o podobnej konstrukcji, ze zbliżonych materiałów stanowią kluczowe dane w predykcji niezawodności budynku. W artykule przedstawiona jest propozycja wyznaczania zmian niezawodności eksploatacyjnej ścian murowanych z cegły, a predykcje zużycia ścian, określone dystrybuantą rozkładu Rayleigha, zostały zweryfikowane wynikami oceny stanu technicznego budynków w Zielonej Górze (woj. lubuskie).
EN
The basis for diagnosis of technical buildings includes information collected by the measurement system and generated by suitable computational procedures. In the case of residential buildings, the parameter describing the symptoms of efficiency / inefficiency of components of a building is defined as the degree of wear, determined during periodic inspections. The degrees of wear of components of a building performed in the same technology. i.e. similar structure-strength systems, and with similar materials are the key figures in the prediction of the reliability of a building.The article presents the methodology of predicting operational reliability of masonry walls. The predictions of the degree of wear for walls, described with the Rayleigh distribution function, have been verified with the assessment of the technical condition of buildings in Zielona Góra.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.