Analiza naprężeń w tulei podczas realizacji stożkowego połączenia wciskowego

• Autorzy: Sawicki J. , Śnieżek L. , Zimmerman J.

Warianty tytułu

EN

Stress analysis in a bush while assembling a conical interference fit joint

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań teoretycznych i doświadczalnych odkształceń i naprężeń w tulei podczas realizacji stożkowego połączenia wciskowego z uwzględnieniem wpływu demontażu i powtórnego wcisku. Przedmiotem badań były próbki wykonane z ulepszonej cieplnie stali C45. Przeprowadzono obliczenia numeryczne, dla których opracowano model uwzględniający osiowe przemieszczanie się czopa względem tulei, zgodnie z zarejestrowanymi pomiarami w trakcie praktycznej realizacji połączenia. Wyniki badań rozkładów naprężeń przedstawiono w postaci graficznej. Wartości naprężeń zastępczych uzyskanych podczas pomiarów tensometrycznych na powierzchni tulei są niższe o 2-35% od wyników uzyskanych na drodze numerycznej w zależności od siły wcisku. Symulacja demontażu połączenia wykazała obecność warstwy umocnionej, której granica plastyczności przekracza o 50 MPa granicę plastyczności materiału rodzimego elementów połączenia. Trwała deformacja tulei wywarła wpływ na wyliczone wartości i rozkład naprężeń w złączu podczas ponownej realizacji połączenia.

EN

This paper presents theoretical and experimental study of stress and strain distribution in a conical interference fit joint. This study deals with the process of disassembling and reassembling the joint. Specimens used during the research were made of heat treated steel C45. The finite element method (FEM) was used to perform the calculation. Numerical analyses required creating a model based on laboratory research which includes axial shaft displacement. The stress and strain distributions were presented as bands and graphs. The effective stress obtained on laboratory research using strain gauge differs from effective stress based on FEM calculation and is lower of about 2-35%. The calculation revealed existence of the strengthened layer in a bush which has 50 MPa higher yield point. The presence of residual stress aft er disassembling the joint infl uenced stress and strain distribution after reassembling the joint.

Słowa kluczowe

PL

budowa i eksploatacja maszyn; połączenia wtłaczane; analiza numeryczna

EN

machinary maintenace; mechanical engineering; interference fit joints; finite element method

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 59, nr 1
• Strony: 179--195
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Sawicki J.

autor

Śnieżek L.

autor

Zimmerman J.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Mechaniki i Poligrafii, 02-524 Warszawa, ul. L. Narbutta 85

Bibliografia

• [1] S. Guzowski, Analiza zużycia frettingowego w połączeniach wciskowych na przykładzie osi zestawów kołowych pojazdów szynowych, seria: Mechanika, Monografia, 284, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków, 2003.
• [2] S. Kisiel, Z. Broniec, Identyfikacja naprężeń w tulei połączenia wciskowego w badaniach eksperymentalnych, Zeszyty Naukowe Politechniki Opolskiej, seria: Mechanika, 69, 271, 2001, 27-34.
• [3] S. S. Kimm, D. G. Lee, Design of the hybrid composite journal bearing assembled by interference fit, Elsevier, Composite Structures, 2006, 222-230.
• [4] K. Grudziński, A. Gąska, Obliczanie nośności płaskiego połączenia wciskowego przy uwzględnieniu poślizgów lokalnych, XVII Sympozjum PKM, Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin-Nałęczów, 1995, 301-306.
• [5] Y. Zhang, B. McClain, X. D. Fang, Design of interference fits via finite element method, Elsevier, Mechanical Sciences, 2000, 1835-1850.
• [6] C. Goss, J. Sawicki, L. Śnieżek, T. Ślęzak, Badania nośności stożkowych połączeń wciskowych z uwzględnieniem stref odkształceń plastycznych, XXII Sympozjon Podstaw Konstrukcji Maszyn, Gdynia Jurata, 3, 2005, 65-70.
• [7] C. Goss, J. Sawicki, L. Śnieżek, T. Ślęzak, Analiza doświadczalna trwałości zmęczeniowej stożkowych połączeń wtłaczanych, IX Międzynarodowe Sympozjum IPMiT „Pojazdy 2005”, Rynia, 1, 2005, 273-280.
• [8] C. Goss, J. Sawicki, L. Śnieżek, Analiza doświadczalna naprężeń w stożkowych połączeniach wciskowych, XXIII Sympozjon Podstaw Konstrukcji Maszyn, Przemyśl, 2007, 38-45.
• [9] A. Krukowski, J. Tutaj, Połączenia odkształceniowe, wyd. I, PWN, Warszawa, 1987.