Umocnienie odkształceniowe materiału blach poddawanych wytłaczaniu decyduje o charakterze zjawisk tribologicznych w strefie kontaktu oraz determinuje konstytuowanie się topografii powierzchni blach, w szczególności wykazujących anizotropię właściwości mechanicznych. Materiałem badawczym były blachy stalowe walcowane na zimno, gatunku DC04, przeznaczone do obróbki plastycznej na zimno. Wpływ odkształcenia blachy na wielkość rzeczywistej powierzchni kontaktu powierzchni blach z narzędziem w procesie wytłaczania badano za pomocą wciskania wgłębnika z płaską powierzchnią roboczą. Po przekroczeniu pewnej wartości nacisku, zależnej od stopnia odkształcenia blachy, obserwowano brak wpływu wartości nacisku na zmianę pola powierzchni nośnej wierzchołków nierówności. Określono również, że wartość podstawowych parametrów chropowatości powierzchni zmienia się nieproporcjonalnie w stosunku do nacisku wgłębnika.
EN
The strain hardening of the sheet material subjected to deep drawing determines the nature of tribological phenomena in the contact area and determines the formation of the topography of the sheet surface exhibiting anisotropy of mechanical properties. The investigations were carried out on cold-rolled deep-drawing quality steel sheets DC04 destined for cold sheet metal forming. The influence of the sheet deformation on the true area of the contact of the sheet surfaces with the tool in the deep drawing process was examined by pressing the flat indenter into the sheet surface. After exceeding a certain pressure value depending on the degree of sheet deformation, no clear effect of the pressure value on the change of the bearing area ratio was observed. It was also determined that the value of the basic parameters of the surface roughness varied disproportionately with the pressure of the indenter.
Rapid maxillary expansion is employed for the treatment of cross-bite and deficiency of transversal dimension of the maxilla in patients with and without cleft of palate and lip. The aim of this study is the finite-element analysis of stresses and displacements of skull, with and without unilateral cleft, after application of the HYRAX orthodontic device. Three different constructions of the orthodontic Hyrax device with different positions of the screw - in the occlusal horizontal plane, near occlusal horizontal plane and near the palate - are considered. Application of the orthodontic device corresponds to the rotation of the screw on one-quarter turn. It is established that the screw position significantly affects the stress patterns in skull and displacements of the cranium with and without unilateral palate cleft. Depending on the construction of the orthodontic appliance, the maxilla halves in the transversal plane are unfolded or the whole skull is entirely rotated in the sagittal plane. The obtained results can be used for designing of orthodontic appliances with the Hyrax screw, as well as for planning of osteotomies during the surgical assistance of the rapid maxillary expansion.
PL
Do leczenia przekrwienia i niedoboru wymiarów przekroju poprzecznego szczęki u chorych z rozszczepem lub bez rozszczepu podniebienia i wargi stosowana jest szybka ekspandacja szczęki. Celem tego badania jest analiza naprężeń oraz przemieszczeń czaszki, z/bez jednostronnego rozszczepu, po zastosowaniu urządzenia ortodontycznego HYRAX. Uwzględniane są trzy różne konstrukcje przyrządu HYRAX z różnymi pozycjami śruby - w płaszczyźnie poziomej zgryzu, w pobliżu płaszczyzny poziomej okluzji i pod podniebieniem. Ustalono, że pozycja śruby w znaczący sposób wpływa na rozkłady przemieszczeń i naprężeń w czaszce z/bez jednostronnego rozszczepu podniebienia. W zależności od konstrukcji urządzenia ortodontycznego przemieszczane są połówki szczęki w płaszczyźnie poprzecznej lub cała czaszka jest całkowicie obracana w płaszczyźnie strzałkowej. Uzyskane wyniki mogą być wykorzystane do projektowania urządzeń ortodontycznych za pomocą śruby Hyrax, a także do planowania osteotomii podczas chirurgicznego wspomagania szybkiego rozszerzania się szczęki.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Finite element analysis of the stress-strain state of a human skull after the expansion of the maxilla with using different designs orthodontic appliance HYRAX was carried out. Finite element model of craniofacial complex and supporting teeth are obtained on the basis of tomographic data. An orthodontic appliance differs by the localization of the screw relative to the palate. The design with location of the rods and screw of device in the same horizontal plane as well as the design with the location of the screw at the 8 mm closer to the palate relative to the horizontal localization are considered. Deformations at the intact skull and a skull with a cleft palate were derived. The regions of the largest deformations of the skull bone structures are defined for different orthodontic device designs. Effect of the orthodontic device design on displacements of the supporting teeth is analyzed. The results can be used to design devices HYRAX for the orthodontic correction and treatment of the cross-bite patients.
PL
Analizę stanu naprężeń oraz odkształceń ludzkiej czaszki po rozszczepie szczęki górnej za pomocą różnych aparatów ortodontycznych wykonano za pomocą metody elementów skończonych. Model numeryczny MES zespołu twarzowo-czaszkowego oraz zębów podporowych uzyskano na podstawie danych tomograficznych. Przyrządy ortodontyczne różnią się lokalizacją śruby względem podniebienia. Uwzględniano konstrukcję złożoną z prętów i śrub w tej samej płaszczyźnie poziomej oraz konstrukcję ze śrubą zlokalizowaną 8 mm bliżej podniebienia względem lokalizacji poziomej. Otrzymano odkształcenia w nienaruszonej czaszce oraz w czaszce z rozszczepieniem podniebienia. Miejsca największych odkształceń struktury kości czaszki zdefiniowano dla różnych projektów aparatów ortodontycznych. Analizowano wpływ konstrukcji aparatu ortodontycznego na przemieszczenia zębów podporowych. Wyniki mogą być wykorzystane w projektowaniu aparatów HYRAX do ortodontycznej korekcji i w leczeniu pacjentów ze zgryzem krzyżowym.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents a method of determining the anisotropic friction model for sheet metal forming processes based on experimental data obtained from the pin-on-disk tribometer test. The frictional investigations presented in this work were conducted for deep drawing quality cold-rolled steel sheet. The anisotropic friction model corresponded to experimental results was implemented into a finite element (FE) model built using the ABAQUS software. In the numerical investigations the hemispherical contact against an elastic-plastic flat was analysed. Both material and friction anisotropy influenced the non-uniformity of the stress distribution around the hemisphere axis, which is clearly visible for higher values of hemispherical solid indentations. It was found that the change of isotropic friction to anisotropic conditions for both material models slightly influences – the value and change of equivalent plastic strain distribution in contact zone.
PL
Artykuł prezentuje metodę wyznaczania anizotropowego modelu tarcia dla procesów kształtowania blach na podstawie danych eksperymentalnych otrzymanych w próbie trobotestera o skojarzeniu trzpień na tarczy. Badania tarciowe przedstawione w pracy wykonano dla zimno-walcowanych blach stalowych głęboko tłocznych. Anizotropowy model tarcia odpowiadający wynikom eksperymentalnym zaimplementowano do modelu elementów skończonych z wykorzystaniem programu ABAQUS. W badaniach numerycznych analizowano kontakt powierzchni półkulistej ze sprężysto-plastyczną powierzchnią płaską. Anizotropia materiału oraz tarcia wpływa na nierównomierność rozkładu naprężeń dookoła osi półkuli, co jest wyraźnie widoczne dla większych zagłębień bryły półkulistej. Zmiana modelu tarcia z izotropowego na anizotropowy nieznacznie wpływa na wartość i zmianę rozkładu naprężeń oraz odkształceń zastępczych w strefie kontaktu.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.