BazTech - Yadda

1

Symulacja metodą MES rozkładu i wartości naprężeń generowanych w osnowie podczas chłodzenia kompozytu Ti6Al4V/TiCxNy po spiekaniu

Pawlak W., Młotkowski A., Wendler B.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 5

1170-1173

PL

W pracy przedstawiono sposób wykorzystania metody elementów skończonych do symulacji rozkładu i wartości naprężeń generowanych w osnowie kompozytu metalowo-ceramicznego Ti6A14V/TiCxNy podczas chłodzenia po spiekaniu. Model obliczeniowy oparty był na zależnościach dotyczących odkształceń (nie naprężeń). Symulację rozkładów naprężeń przeprowadzono przy pomocy programu ANSYS w wersji 8 dla dwóch rodzajów zbrojenia z ceramiki - TiC oraz TiN - przy założeniu, że faza zbrojąca będzie nieciągła, w postaci sferycznych cząstek o średnicach od 50 nm do 100 um. W rezultacie przeprowadzonych symulacji stwierdzono, że rozkład naprężeń w osnowie jest niejednorodny, a największe naprężenia są generowane w mostkach między sąsiednimi cząstkami zbrojenia. Rozmiar cząstek ceramiki umacniających osnowę miał względnie niewielki wpływ na wartość generowanych naprężeń. W konkluzji stwierdzono, że gdyby wybór zbrojenia kompozytu z układu Ti6A14V/TiCxNy uzależnić od najmniejszych wartości naprężeń zredukowanych generowanych podczas jego chłodzenia po spiekaniu kompozytu, należałoby jako zbrojenie wybrać fazę TiN.

EN

A procedure allowing simulation by means of FEM methode of stresses generated in the metal matrix of the composite Ti6A14V/TiCxNy during the cooling step after sintering of the composite. The calculations have been based on the strain model and the simulations have been performed with use of the ANSYS programme (version 8) for two different ceramic reinforcements - TiC or TiN - at the assumption, that the reinforcement will have a discontinuous form of spherical particles of the dimension from the interval [50 nm, 100 um]. As a result of the simulations it has been found that the stresses generated in 3 the matrix are inhomogenous and that the highest stresses are observed in the junctions from the metal matrix between the particles of the spherical reinforcement. In the difference the dimension of the spherical reinforcement didn't influence the stress values to a great extent. It has been concluded that if the choice of the reinforcement was related to the smallest stress values in the metal matrix, it would be better to use the TiN particles.

2

Badania doświadczalne i numeryczne pękania próbek ze zbrojeniem

Niezgodziński T., Młotkowski A.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2005

|

z. 83

143-150

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań elastooptycznych oraz analogicznych obliczeń numerycznych próbek zbrojonych ze sztuczną szczeliną poddanych ścinaniu płaskiemu (mode II). Badano stan naprężenia (rozkład izochrom), a także obciążano próbki aż do zniszczenia określając wartość kątów odchylenia kierunku pęknięcia od kierunku sztucznej szczeliny. Przeprowadzono także obliczenia numeryczne metodą elementów skończonych; obliczano numeryczny model próbki poddany ścinaniu. Wykonano obliczenia metodą elementów traconych, co umożliwiło analizę zniszczenia próbki oraz ustalenie kąta odchylenia pęknięcia.

EN

The paper contains results of numerical calulation and their comparison with experimental tests carried out on the specimens CTS. The investigated specimen is subjected to longitudinal shear (mode II of cracking). The models were made of epoxy resin reinforced by thin copper roods. The experimental investigation is solved by photoelastic method. The numerical results were obtained using finite element method package ANSYS 9. The angle between the direction of crack propagation and the direction of the artificial crack was measured.

3

Numeryczne modelowanie pękania lamelarnego

Niezgodziński T., Kubiak T., Młotkowski A.

Przegląd Mechaniczny

|

2004

|

nr 3

34-38

4

Design and experience for lifnite and bitumionus coal fired boilers with supercritical steam parameters

Marling T.-M., Młotkowski A.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Konferencje

|

2003

|

z. 23

223--237

EN

The paper describes current design development of large lignite and bituminous coal fired steam generators. Within latest 30 years several decisive design improvements were made, mainly comprising of application of supercritical steam parameters and cycle optimization, what resulted that the efficiency of modern power generating units increased by 10 %-points in comparison to the units built in the 70-ties. It is expected that in coming years boilers will be build which allow for reaching total efficiency of generating units above 50%. Alstom Power Boiler GmbH contributes significantly to the research work and is a supplier of several world most modern boilers designed for burning lignite or bituminous coals.

PL

Referat opisuje dotychczasowe kierunki rozwoju konstrukcji dużych kotłów energetycznych opalanych węglem kamiennym i brunatnym. W ciągu ostatnich 30 lat dokonano istotnych udoskonaleń kotłów, głownie przez przejście na parametry nadkrytyczne pary i optymalizację obiegu, dzięki którym sprawność nowoczesnych bloków wzrosła o 10 punktów procentowych w stosunku do budowanych w latach 70-tych. Przewiduje się, że w najbliższym 10-leciu powstaną kotły umożliwiające osiąganie sprawności bloku węglowego powyżej 50%. Firma AIstom Power Boiler GmbH wnosi istotny wkład w te badania i jest dostawcą szeregu najnowocześniejszych na świecie kotłów na węgieł kamienny i brunatny.

5

Rozkład naprężeń w stali z powłoką TiC w obszarze styku skoncentrowanego.

Wendler B., Młotkowski A.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 5

613-616

PL

Zwiększenie odporności narzędzi i części maszyn na zużycie o charakterze adhezyjnym, ściernym bądź dla ochrony przed korozją lub zacieraniem uzyskuje się, między innymi, przez osadzanie cienkich powłok z materiałów ceramicznych o dużej twardości. Podczas niektórych procesów osadzania w powłokach powstają samorzutnie naprężenia ściskające, które z kolei wywołują powstanie naprężeń rozciągających w samym podłożu. Naprężenia takie mogą mieć niekorzystny wpływ na wytrzymałość doraźną i zmęczeniową oraz powodować zmiany kształtu i wymiarów elementów, w których występują. Dlatego znajomość wartości i rozkładu naprężeń w powłokach i w podłożu jest istotna zarówno dla technologów wytwarzających powłoki (w celu właściwego kształtowania wartości i rozkładu naprężeń), jak i użytkowników powłok (dla świadomego wykorzystywania pozytywnych skutków istniejącego stanu naprężeń). W poprzednich pracach autorzy przeprowadzili metodą MES analizę rozkładu naprężeń w powłoce i w podłożu bez udziału sił zewnętrznych. Celem niniejszego artykułu jest symulacja rozkładu naprężeń w stali z powłoką TiC w obszarze styku skoncentrowanego pod obciążeniem. Przeprowadzona w pracy symulacja wpływu grubości powłoki TiC oraz temperatury stalowego podłoża wykazała, że osadzanie powłok ceramicznych na narzędziach i częściach maszyn może powodować obniżenie odporności materiału podłoża na zmęczenie, tym większe, im grubsza jest osadzona powłoka ceramiczna. Dla uzyskania jak najkorzystniejszego wpływu osadzonych powłok, narzędzia i części maszyn, w których przy temperaturze otoczenia w powłokach występują naprężenia ściskające, powinno się stosować do pracy przy podwyższonej temperaturze. Słuszne jest także twierdzenie odwrotne, a mianowicie, że narzędzia i części maszyn, w których przy temperaturze otoczenia w powłokach występują względnie niewielkie naprężenia ściskające, należy stosować do pracy przy temperaturach obniżonych.

EN

Residual stresses in substrate and/or hard ceramic coatings may decrease in some cases the fatigue resistance of tools or machine parts. In the former papers the authors have presented the application of the finite element method (FEM) to the analysis of the values and distribution of the residual stresses in coatings and substrates without the external forces. It is the aim of the present paper to show the results of a simulation of stresses in the contact area cylinder/plane under the effect of the contact force. It has been concluded, among others, that tools with coatings under high compressive stresses should be applied rather to high working temperature and vice-versa: the tools with coatings under low compressive stresses should be applied rather to low temperature working.

6

Zjawisko pękania lamelarnego w ujęciu numerycznym

Niezgodziński T., Kubiak T., Młotkowski A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Mechanika

|

2001

|

Z. 73

233-239

PL

W niniejszej pracy rozpatrywano zachowanie sie modelu numerycznego struktury perlityczno-ferrytycznej stali z wtrąceniami niemetalicznymi w postaci pasmowej. Nagromadzenie takich wtrąceń może prowadzić do pęknięć lameralnych - równoległych do powierzchni blachy. Model numeryczny zbudowano dla trzech warstw wtrąceń ułożonych w różnorodny sposób, a następnie obciążono wzdłuż i w poprzek wtrąceń pasmowych. Otrzymane wyniki obliczeń numerycznych potwierdziły teorię, że pękanie lamelarne powstaje w wyniku dużych odkształceń prostopadłych do pasm wtrąceń; zjawisko to występuje przy dużej koncentracji wtrąceń oraz niekorzystnym ich ułożeniu względem siebie.

EN

In this paper behavior of numerical model of ferritic structure with non-metallic inclusion in band distributed was analyzed. Concentration of non-metallic inclusion occur lamellar teatring - parallel to surface of sheet. Analyzed model was loaded in directionparallel or perpendicular to band of inclusion. The results of numerical calculation confirm theory that lamellar tearing appear when load casuses large strain in direction perpendicular to band of inclusion. Lamellar tearing phenomenon appear only in specific cases: specific distribution of non-metallic inclusion and inclusion concentration.

7

Analiza numeryczna termicznego prostowania imperfekcji blach środnikowych

Kubiak T., Młotkowski A., Niezgodziński T.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2001

|

z. 64

231-238

PL

W oparciu o wyniki badań doświadczalnych zbudowano model numeryczny pozwalający analizować metody prostowania blach poprzez nagrzewanie.

EN

The numerical calculations have been conducted by FEM using software package ANSYS 5.4.

8

Wytrzymałościowe obliczenia wysokociśnieniowego rozpylacza silnika o zapłonie samoczynnym

Zbierski K., Młotkowski A., Kędziora S.

Archiwum Motoryzacji

|

1999

|

Nr 4

225-231

PL

Charakterystyczną cechą rozwijających się układów zasilania silników o zapłonie samoczynnym jest bardzo wysokie ciśnienie wtrysku paliwa osiągające obecnie wartość 200MPa. Prognozowany jest dalszy wzrost tego ciśnienia. W pracy przedstawiono wytrzymałościowe obliczenia rozpylacza obciążonego takim i wyższym ciśnieniem osiągającym wartość 300MPa. Na podstawie tych obliczeń stwierdzono, że ciśnienie wtrysku wynoszące 200MPa, jest granicznym z punktu widzenia wytrzymałości rozpylacza. Zwiększenie tego ciśnienia powoduje niebezpieczny wzrost naprężeń i przy osiągnięciu ciśnienia około 300MPa może nastąpić uszkodzenie studzienki rozpylacza.

EN

Advanced diesel engine fuel injection systems are characterised by very high injection pressure reaching 200 MPa now. A further pressure increase is still anticipated. Strength calculations of a nozzle operating at such pressure (and higher - equal to 300 MPa) are presented. On the basis of the results of these calculations, it has been found that the injection pressure equal to approx. 200 MPa is a limiting value from the viewpoint of the nozzle resistance. An increase in the pressure is followed by an increase in stresses and can cause a damage of a blind hole at the pressure of approx. 300 MPa.