Modelowanie metodą elementów skończonych metody penetratora do badań naprężeń własnych

• Autorzy: Głowacki D. , Krzesiński G. , Marek P. , Zagrajek T.

Warianty tytułu

EN

Finite element modelling of non destructive method of penetration for determining residual stresses

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy jest zbadanie przydatności symulacji numerycznej metodą elementów skończonych do analizy naprężeń własnych, a w szczególności do oceny i doskonalenia nieniszczącej metody penetratora. Metoda ta została zaproponowana przez J.H. Underwooda w 1973 [7], a następnie rozwijana na Politechnice Warszawskiej przez M. Bijak-Żochowskiego [1]. Istota metody polega na wciskaniu w badany element stęmpla do momentu pojawienia się odpowiedniej wielkości plastycznego wypływu. Składowe tensora naprężenia, jakie panują w badanym elemencie, szacujemy na podstawie kształtu wypływu, a w szczególności z wielkości wzniosu wypływki jaki powstaje na zewnętrznej stronie odcisku. W symulacjach numerycznych pokazano silną zależność kształtu wypływu od wielkości naprężeń własnych w materiale oraz dużą zgodność z danymi doświadczalnymi. W pracy pokazano również symulację procesu wciskania rolki w próbkę cylindryczną z wstępnie wywołanymi, wskutek obróbki hartowaniem, naprężeniami własnymi. Pokazano wpływ tego wciskania na zmianę rozkładu naprężeń własnych.

EN

The subject of this paper is the application of FE modelling for development of the penetration method and improvement of its accuracy. The method was proposed by J.H. Underwood [7] and later developed by M. Bijak-Żochowski [1, 2]. It is based on the phenomenon that the residual surface deformation around an indentation of an axisymmetrical punch (a bali, a cone etc.) is strongly dependent on the state of stress in the surface layer of the material. The detailed finite element simulation may provide information about this dependence reducing the number of necessary experiments and improving the accuracy of the stresses measurements. The presented analyses confirm the reliability of FEM and show the conformity of the numerical and experimental results.

Słowa kluczowe

PL

MES (metoda elementów skończonych); metoda penetratora; naprężenia własne

EN

FEM; penetration method; residual stresse

• Wydawca: Instytut Górnictwa Odkrywkowego "Poltegor-Instytut"
• Czasopismo: Górnictwo Odkrywkowe
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 51, nr 3
• Strony: 298--303
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz.

Twórcy

autor

Głowacki D.

autor

Krzesiński G.

autor

Marek P.

autor

Zagrajek T.

• Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Bijak-Żochowski M.: Zastosowanie metody penetratora do badań naprężeń własnych, Arch. Budowy Maszyn, 1988, Vol. XXXV, z. 4.
• [2] Bijak-Żochowski M.: On Contemporary methods of residual stress analysis, The Archive of Mechanical Engineering, Vol. XLVII 2000.
• [3] Karlikowski Z., Bijak-Żochowski M.: Numerical and Experimental Investigation s of some problems o fplastic contact, Arch. Budowy Maszyn, 1993, Vol. XL, z. 4.
• [4] Orłoś Z.: Doświadczalna analiza odkształceń i naprężeń, PWN 1977.
• [5] Patorski K., Kujawińska M., Sałbut L.: Interferometria Laserowa z automatyczną analizą obrazu, Oficyna WPW 2005.
• [6] Sinesa G.,Waismana J.L. Praca zbiorowa : Zmęczenie Metali (Metal Fatigue), WNT, Warszaw 1962.
• [7] Underwood J.H.: Residual-stress Measurement Rusing Surface Displacements Around an Identation, Experimental Mechanics nr 9, 1973.
• [8] Withers P.J.,Bhadeshia H.K.D.H.: Residual stress - Measurement techniques, Materials Sciennce and Technology, Vol 17, April 2001.