Badania teoretyczne i doświadczalne nośności stożkowych połączeń wtłaczanych ze strefami laserowego wzmocnienia

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

Warianty tytułu

EN

Theoretical and numerical investigations of conical interference fit joints witch laser reinforcement zones

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Tematem pracy są badania porównawcze nośności stożkowych połączeń wtłaczanych i połączeń wtłaczanych ze strefami laserowego wzmocnienia. W trakcie badań przeprowadzono obliczenia rozkładu odkształceń i naprężeń w czopie i tulei podczas procesu realizacji połączenia, po realizacji wcisku oraz po przyłożeniu liniowo narastającego momentu skręcającego. Do obliczeń zastosowano Metodę Elementów Skończonych. Określono zależności nośności połączenia od siły wcisku oraz przeprowadzono badania doświadczalne nośności stożkowych połączeń wtłaczanych. Stwierdzono wzrost nośności stożkowych połączeń wtłaczanych ze strefami laserowego wzmocnienia względem połączeń standardowych o około 50% przy tym samym przemieszczeniu osiowym elementów połączenia. W badaniach eksperymentalnych uzyskano większą nośność tego połączenia (około 25%) w porównaniu z połączeniem bez ścieżek.

EN

The subject of the paper is the comparative research of the carrying capacity of conical interference fit joints and interference fit joints with laser reinforcement zones. The objective of the paper is the analysis of strain and stress in the conical interference fit joints taking into consideration plastic strain in bush and friction on contact surfaces in torsional load conditions. During the research, the chemical composition and structure were analyzed as well as microhardness and mechanical properties of steel (C45) used for the manufacture of joint elements were tested before and after laser processing. The friction coefficient between contact surfaces of a shaft and a bush was determined. The calculations of strain and stress distribution in the shaft and the bush were carried out: during the joining process, after interference and after application of torsional moment. For these calculations, the Finite Element Method (ADIN A 8.5) was used. The dependences of joint carrying capacity on interference force were determined and experimental tests of the capacity of conical interference fit joints were carried out. The increase in the capacity of conical interference fit joints with laser reinforcement zones was found in comparison with the standard joints by approx. 50% in case of the same axial displacement of joint elements and by 14% in case of the same interference force.

Słowa kluczowe

PL

stożkowe połączenia wtłaczane; nośność połączeń wtłaczanych; MES (metoda elementów skończonych)

EN

conical interference fit joints; torque capacity; FEM

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 60, nr 1
• Strony: 385--404
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Zimmerman A.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechaniczny, Katedra Budowy Maszyn, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

autor

Śnieżek L.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechaniczny, Katedra Budowy Maszyn, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

autor

Zimmerman J.

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

Bibliografia

• [1] A. Bokota, A. Kulawik, Model and numerical analysis of hardening process phenomena for medium-carbon steel, Archives of Metallurgy and Materials, 52, 2, 2007, 337-346.
• [2] S. Guzowski, S. Kowalski, The influence of surface finish rolling on fretting wear development in clamped joint, Tribologia, 39, 2008, 35-46.
• [3] S. S. Kimm, D. G. Lee, Design of the hybrid composite journal bearing assembled by interference fit, Composite Structures, 75, 2006, 222-230.
• [4] S. W. Lee, D. G. Lee, Torque transmission capability of composite-metal interference fit joints, Composite Structures, 78, 2007, 584-595.
• [5] N. Sundarraj, B. Dattaguru, T. S. Ramamurthy, Analysis of a double shear lap joint with interference fit pin, Computer & Structures, 55, 2, 1992, 357-363.
• [6] Y. Zhang, B. McClain, X. D. Fang, Design of interference fits via finite element method, Int. J. Mechanical Sciences, 42, 2000, 1835-1850.