Celem prowadzonych badań było zbadanie wpływu zastosowania pulsacyjnego przepływu prądu o dużej gęstości (z wykorzystaniem zasilacza superkondensatorowego) na żywotność zmęczeniową badanych próbek. W tym celu przeprowadzono analizy eksperymentalne dla grupy próbek niepoddanych pulsacji prądowej i po ekspozycji prądowej. W pracy przedstawiono wyniki badań dla stali austenitycznej AISI 304 (0,04% C, 1,2% Mn, 18,16% Cr, 8% Ni, 0,335% Mo, 0,041% Si) w zakresie ograniczonej wytrzymałości zmęczeniowej. Eksperymenty prowadzono na próbkach płaskich z karbem (SENT – Single Edge Notched Tension Specimen) U-kształtnym wykonanym metodą elektroiskrowego drążenia (W = 15 mm, t = 0,5 mm, a0 = 2,5 mm). Zastosowano impulsy prądowe dodatnie o różnych czasach trwania oraz częstotliwościach. Badania przeprowadzono na pulsatorze hydraulicznym MTS 810, sterowano stałą amplitudą siły Fmax = 1100 N. Uzyskane, wstępne wyniki zachęcają do dalszych analiz i studiów nad szeregiem czynników pozwalających wykorzystać zjawisko elektropulsacji wysokoprądowej w kontekście zwiększania trwałości zmęczeniowej narzędzi lub wyrobów otrzymywanych obróbką plastyczną.
EN
The purpose of the study was to investigate the effect of the use of high density pulsed current (using supercapacitor) on the fatigue life of the tested specimens. For this purpose, experimental analyses were carried out for a two group of samples: without current pulsation and after current exposure. The results of the study for AISI 304 steel (0.04% C, 1.2% Mn, 18.16% Cr, 8% Ni, 0.335% Mo, 0.041 %Si) for fatigue strength were presented. The experiments were performed on single edge notched tensile specimen (SENT) with U-shaped electro-drilling (W = 15 mm, t = 0.5 mm, a0 = 2.5 mm). Positive current pulses with different durations and frequencies were used. The tests were carried out on a hydraulic pulsator MTS 810, controlled by a constant force amplitude Fmax= 1100 N. Obtained initial results encourage for further analyzes and studies with a number of factors that allow the use of high current electricity in the context of increasing the fatigue life of tools or products obtained by plastic metal forming.
Zagadnienia wyznaczania wytrzymałości elementów konstrukcyjnych poddanych działaniu koncentratorów naprężeń są istotne z punktu widzenia projektowania nowych konstrukcji, a także analizy już istniejących. Jedno z podejść teoretycznych określane mianem Teorii Krytycznych Dystansów pozwala na wyznaczanie stałych materiałowych związanych z procesem pękania. w artykule zaprezentowano metodę wyznaczania stałych Teorii Krytycznych Dystansów; dystansu krytycznego L i charakterystyczną wytrzymałość materiału 𝜎0 dla stali 42CrMo4 (40HM) przy użyciu Metody Punktowej (PM) i Metody Liniowej (LM). Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych – rozciągania próbek z bocznym koncentratorem naprężeń o zróżnicowanym promieniu zaokrąglenia dna karbu oraz symulacji numerycznych w środowisku SIMULIA ABAQUS. Przeprowadzone analizy numeryczne pozwalają na uzyskanie dystrybucji naprężeń przed frontem szczeliny dla różnych konfiguracji geometrii karbów. Na tej podstawie dla badanego materiału wyznaczono dystans krytyczny L wynoszący dla metody punktowej 0,4 mm i odpowiadającą mu charakterystyczną wytrzymałość 2250 MPa (dla metody liniowej odpowiednio 0,47 mm i 1945 MPa).
EN
The article presents the methodology of the Theory of Critical Distances applied for steel 42CrMo4(40HM). The following article demonstrate the use of FEM numerical simulations in an SIMULIA ABAQUS environment for determination of notch stress distribution in SENT (Single Edge Notched Tension) specimen along the notch axis with different configuration of root radius. In order to obtain correct values of the numerical simulation, static tensile test was carried out. In order to estimate basic material properties and strength leading to the rupture of the notched component sample, the point (PM) and line method (LM) were used. In the article, it was examined whether the characteristic length L is independent of the notch configuration. Based on the obtained results, experimental studies and numerical simulations have been designated critical loading conditions for the test material. Finally, it was calculated a critical value of Kc. For 42CrMo4 steel, the critical distance L is equal 0,4mm with characteristic strength estimated on the level: 2250 MPa (for LM method 0.47, 1945MPa correspondingly).
W pracy zaprezentowano przypadek zmęczeniowego uszkodzenia wałka atakującego samochodu klasy WRC. Opisano procedurę badawczą zmierzającą do ustalenia przyczyn przedwczesnej zużycia zmęczeniowego wałka. Zaprezentowano wyniki analiz mikroskopowych (mikroskopia świetlna oraz skaningowa mikroskopia elektronowa). Analizie poddano także powierzchnię pęknięcia. Wykazano obecność wady w postaci karbu mechanicznego będącego wynikiem obróbki mechanicznej zębów.
EN
This article presents an analysis of both macro- and microfractographs as an example of a fatigue damage evolution in a driveshaft differential gear of a WRX class racing car. Results of the analysis allowed the identification of the probable main factor initiating this phenomenon. Fatigue fracture surface is a very essential source of cognitive and usable information about the potential damage causes of various mechanical components. In the investigated part, the structural notch was a main cause of fatigue (pre-mature) damage.
W artykule omówiony został przedstawiony problem detekcji zjawisk mikrostrukturalnej degradacji z wykorzystaniem badań potencjodynamiczych – korozyjnych. Na podstawie badań własnych, jak również prowadzonych w innych ośrodkach, wykazano diagnostyczną rolę tego typu badań w ocenie stanu zdegenerowania mikrostruktur. Z punktu widzenia technicznego, szczególnie narażone na obecność procesów degradacji mikrostruktur są elementy konstrukcyjne wykonywane ze stali zgrzewnych i niskowęglowych stali zlewnych (nieuspokojonych). Te zabytkowe gatunki materiałów są jeszcze wciąż użytkowane w obiektach infrastruktury kolejowej i inżynierii mostowej. Obecność procesów degradacji mikrostrukturalnej przyczynia się do istotnego obniżenia ciągliwości materiału i utraty jego zapasu trwałości zmęczeniowej. W pracy przedstawiono także wyniki analiz numerycznych mających na celu ocenę ubytku trwałości zmęczeniowej (z punktu widzenia propagującej szczeliny) na skutek obecności procesów degradacyjnych. Udokumentowano także typowe, dla długotrwale eksploatowanych stalowych elementów konstrukcyjnych, zmiany degradacyjne.
EN
In the paper, the problem of microstructural degradation processes detection (in terms of the corrosion resistance test) has been discussed. Based on the author's experimental data and according to the reports from another laboratories, the diagnostic role of this type of research in the assessment of degeneracy of microstructures has been confirmed. From the technical point of view, structural components made of wrought iron (puddled) and old, mild rimmed steel are particularly endangered to the presence of degradation processes in microstructures. These ancient materials are even still used in the railway infrastructure and bridge engineering. The presence of microstructural degradation processes contributes to a significant decrease in the material toughness and the loss of fatigue life. The paper presents the results of numerical analysis of the fatigue crack growth lifetime. The simulations were performed in order to ilustrate the loss of fatigue life caused by the mentioned microstructural degradation processes. It is well documented in the images from light microscopy (LM) and scanning electron microscopy as well.
Poliuretanowe elastomery zastępują w układach zawieszenia pojazdów mechanicznych materiały gumowe. W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych elastomerów poliuretanowych. Główną uwagę poświęcono odporności na pękanie i rozdzieranie elastomerów poliuretanowych w dwóch różnych konfiguracjach twardości – 80ShA – zbliżonej do twardości seryjnie użytkowanych gumowych elastomerów i 90ShA dedykowanej dla pojazdów, gdzie wymagana jest większa sztywność zawieszenia. Zbadano wpływ twardości tworzywa na odporność na pękanie wyrażoną w krytycznej wartości energii Wf oraz odporności na rozdzieranie. Wykazano, że wśród powszechnie stosowanych materiałów o dwóch twardościach; 80ShA i 90ShA, występują znacząco różne mechanizmy dyssypatywne przed frontem szczeliny. Pomimo zbliżonych wartości wydłużenia całkowitego przy zerwaniu (statyczna próba rozciągania próbek gładkich) zaobserwowano istotnie różną skłonność materiału do pochłaniania energii, jak również odporności na rozdzieranie. Z perspektywy użytkowej parametry te są kluczowe w kontekście dynamicznego charakteru pracy tego typu materiałów.
EN
In the paper, the experimental results of the mechanical investigation have been presented. The main attention was paid to fracture toughness and tearing resistance of polyurethane elastomers in terms of two different hardness configurations; 80ShA and 90ShA. The impact of material hardness on the fracture resistance is reflected in experimental results. For fracture toughness characterization, the EWF (essential work of fracture) method was involved. It has been shown, that the 80ShA and 90ShA materials demonstrate completly different behavior under high stress concentration condition - see the results for the cracked DENT specimens. The higher values of the essential work of fracture for the 90ShA material confirm a higher ductility level of this material. From the perspective of usefulness of fracture mechanics, the energy approach seems to be crucial in the context of the real operating conditions of the bushing in suspension system of vehicles.
W artykule omówione zostało zagadnienie odporności na pękanie stalowych elementów konstrukcyjnych obiektów mostowych ze stali zgrzewnych (XIX wiek). Obiektem zainteresowań autorów były fragmenty konstrukcji stalowych hali Dworca Głównego we Wrocławiu (ozn. B) oraz przepustu kolejowego na trasie Jelenia Góra-Żagań – szlak Lwówek Śląski (ozn. A). Dokonano analiz metalograficznych wybranych elementów konstrukcyjnych. W toku przeprowadzonych badań wykazano obecność procesów degradacyjnych tych zabytkowych gatunków stali. Procesy te polegały głównie na wydzieleniach kruchych faz we wnętrzach ziaren ferrytu jak również na ich granicach. Wyznaczono właściwości mechaniczne oraz odporność na pękanie metodą całki J dla próbek pobranych z elementów Dworca Głównego we Wrocławiu. Wykazano, że odporność na pękanie – wyrażona krytyczną wartością całki J – w kierunku walcowania jest znacząco wyższa niż w kierunku poprzecznym do walcowania. Przeprowadzono także symulację komputerową inicjacji wzrostu pęknięcia. Uzyskane na drodze symulacji numerycznych (w środowisku Abaqus) wyniki dobrze korespondują z danymi doświadczalnymi krzywych J-R. Wartym odnotowania jest fakt, że każdorazowo, uzyskane wyniki (na drodze symulacji) wykazują tendencję do „przeszacowania” wartości odporności na pękanie wyrażonej w krytycznych wartościach całek J w stosunku do danych eksperymentalnych. Mimo to, uzyskane wyniki są dalece niższe od wartości krytycznych całek J charakteryzujące współczesne niskowęglowe stale konstrukcyjne (S235JR lub S355JR).
EN
The results of tests of nineteenth century structural elements from the "Dworzec Główny" Main Railway Station in Wrocław and the structural elements from the culvert located along the train line Jelenia Gora - Lwowek Slaski are presented. The presence of micro-structural degradation processes in each investigated material have been identified. The results of static ten-sile strength have been also presented. The fracture toughness (based on J integral) results and J-R resistance behavior have been discussed. The methodology for the determination of JR curves using the finite element method in Abaqus environment is presented and discussed in the numerical parts of issue.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono przykład wykorzystania elementów kompozytowych jako nawierzchni pomostu do obsługi taśmociągu w wiszącym moście technologicznym nad rzeką Odrą. Bezpośrednią przyczyną wymiany nawierzchni był awaryjny stan pierwotnej konstrukcji z blach ryflowanych pokrytych warstwą asfaltu lanego. Ze względu na zaawansowane procesy degradacyjne elementów kratowych przęseł mostu wiszącego konieczny był ich remont, zaś w strefie nawierzchni pomostu jego wymiana na elementy Fiberline typu kratka na chodnikach, a pod taśmociągiem typu Plank. Badaniom wytrzymałościowym poddano materiały typu kratka oraz panele typu Plank. Porównano właściwości mechaniczne obydwóch grup materiałowych i określono podstawowe parametry wytrzymałościowe. Badania potwierdziły zasadność stosowania ich jako elementów konstrukcyjnych w inżynierii mostowej.
EN
This paper is devoted to the practical use of composite elements as bridge structural elements in the suspension bridge over the Oder river. The main cause of resurfacing the bridge platform was an obsolete condition of the corrugated steel sheet. The advanced degradation processes in trusses elements have been identified. The completion of maintenance activities are paving the complete replacement of the bridge on the type of grid elements Fiberline on the sidewalks, and the conveyor belt Plank type. The strength tests were performed using two exemplary types of materials structures; the structure of a "grid" and the panels "Plank" one. The mechanical properties of both material structureshave been comparedin the paper. The basic strength parameters have been also obtained. The strength test results have confirmed the legitimacy of using a such type of structures in bridge engineering.
W pracy przedstawiono i omówiono problematykę degradacji mikrostrukturalnej zabytkowych gatunków stali pochodzących z przełomu XIX i XX wieku. Jako typowe przejawy i symptomy degradacji mikrostruktur wskazuje się na następujące procesy; aktywnie postępujące procesy wydzieleniowe (głównie azotków i węglików), tworzenie lokalnych siatek wydzieleń kruchych faz na granicach ziaren ferrytu, zmiany morfologii wydzieleń a także zmiany struktury dyslokacyjnej materiału. Uwagę skupiono na stalach zlewnych. Zaprezentowano przykłady mikrostruktur o różnym stopniu nasilenia procesów degradacyjnych. Na podstawie teorii degradacji [4] i jej materiałowych aspektów [11] przedstawiono wyniki badań własnych stali pochodzącej z mostu blachownicowego nad Kanałem Gliwickim w Pławniowicach (rok bud. 1935-1939). Omówiono wyniki badań materiałowych i wytrzymałościowych tej stali. Przedstawiono także wyniki badań odporności na pękanie. Nie udokumentowano istotnych zmian degradacyjnych w mikrostrukturze badanego materiału. Wskazano na potrzebę przeprowadzenia dalszych analiz związanych z mechaniką wzrostu pęknięć zmęczeniowych.
EN
The issues of microstructural degradation processes in old steel have been discussed. In the 19th and early 20th century there were available two type of steel; the puddled and rimmed mild steel. As a typical symptoms of the microstructural degradation processes can be treated the following processes; actively progressing precipitation processes (mainly nitrides and carbides), the creation of the local networks of the brittle phase precipitates at the grain boundaries of ferrite, changes in the morphology of the precipitates and dislocation structure in material. In this paper, the main attention has been focused on the early mild rimmed steel. In the paper, an exemplary degenerated microstructures have been presented. On the basis the Theory of Degradation [4] and its material aspects [11], the authors presents the results of their experimental results of the bridge over the Kanał Gliwicki in Pławniowice (erected in 1935-1939). The results of metallographic observations and strength examination indicate that, there are no significant degradation changes in material structure. It has been well documented with high mechanical properties of the investigated steel.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents the results of historical types of steel after over 100 years of operating. The object of interest were parts of steel structure of the hall historic 19th-century Main Railway Station in Wroclaw. The study has shown the presence of the microstructural degradation processes in puddled steel. In all the analysed steels (low carbon puddled steel) microstructure degradation processes were related to: presence of numerous precipitations of carbides and nitrides (or the carbides–nitrides) of iron inside the ferrite grains, presence of continuous precipitations of cementite at ferrite grain boundaries. In order to restore the initial state of the microstructure, all tests were carried out in two stages of heat treatment; as-received state and after the normalisation (950 °C, 2 h, cooled in air) state. The microstructures degradation significantly influenced the mechanical properties. Its influence is most strongly emphasized in the impact resistance test results. It has been shown that the presence of degradation processes significantly changes the type of fracture; from ductile to the cleavage. This fact is well illustrated by the SEM-images of crack path. Results of the fatigue crack growth rate test indicate for worsening of resistance to the fatigue crack propagation of the material depending on the degree of degradation processes intensity in tested steel. The differences in the kinetics of fatigue cracking are also well illustrated by the SEM-images along the fatigue crack path. The authors have proposed a new kinetic equation of the fatigue crack growth rate for puddled steel.
W artykule przedstawiono problem mikrostrukturalnej degradacji XIX-wiecznych stali zgrzewnych. Zaprezentowano wyniki badań materiałowych i wytrzymałościowych XIX-wiecznych elementów konstrukcyjnych. Wykazano, że obecność przejawów mikrostrukturalnych procesów degradacyjnych wpływa negatywnie na proces rozwoju zmęczeniowego pękania. Zaproponowano nową zależność opisującą kinetykę pękania zmęczeniowego otrzymaną na drodze analizy wymiarowej.
EN
The subject of the Authors research were elements of steel structures (of puddled steel) coming from the turn of the 19th and 20thcenturies. Material for the investigation comes from the main hall of the Main Wroclaw Railway Station. The works were focused on the phenomenon of microstructural degradation of those steels and its potential influence on their strength properties from the mathematical point of view. The obtained results of own tests and those presented in work [19] indicate for proportionality of the fatigue cracking kinetics equation to the member ∆K5. By means of dimensional analysis approach, the initial functional form of the model was fixed, and supplementing it with the asymptotic member ∆Kth 5enables relatively good (in relation to the existing models), universal description of fatigue cracking kinetics based at one identifiable parameter. The author shave verified the possibility of reconstruction of the fatigue cracking kinetics for two steel types in the non-degraded state (normalised) based at the empirical data from the after operation state. Such situation can be useful while attempting quantitative evaluation of the microstructural degradation processes, in the aspect of the remained safe operating period of a structural part containing a crack.
W pracy przedstawiono wyniki badań wytrzymałościowych i obserwacji metalograficznych stalowych elementów konstrukcyjnych pochodzących z remontowanego przepustu kolejowego (1909 r.). Materiał do badań pozyskano w trakcie przebudowy obiektu. Uzyskane rezultaty badań wytrzymałościowych (statyczna próba rozciągania, udarność) oraz obserwacji metalograficznych (mikroskopia świetlna, skaningowa mikroskopia elektronowa) potwierdzają fakt przynależności analizowanego materiału do grupy zabytkowych stali zgrzewnych. Wykazano, że przeszło 100-letni okres eksploatacyjny spowodował istotne zmiany mikrostrukturalne, które negatywnie rzutują na właściwości wytrzymałościowe dostarczonych do badań elementów konstrukcyjnych.
EN
The results of strength tests and metallographic observation of structural elements from the repaired railway culvert in 1909 have been discussed in this paper. The results of strength tests (static tensile strength, impact strength) and metallographic observation (light microscopy, scanning electron microscopy) confirm the fact that they belong to a group of material analyzed historic puddled steel. It has been shown that the 100-year operating time caused significant changes in microstructure. These changes combined with the big number of non-metallic inclusions are the main risk factor in brittle type of fracture of this material.
Przedstawiono wyniki badań materiałowych XIX-wiecznych stali zgrzewnych pochodzących z konstrukcji stalowej mostu Piaskowego we Wrocławiu (1861) oraz z szyny stropowej z konstrukcji Dworca Głównego we Wrocławiu. Wykazano, że przeszło 100-letni okres użytkowania spowodował znaczące zmiany degradacyjne w ich mikrostrukturze. Zmiany te przejawiają się głównie w postaci wydzieleń kruchych faz wewnątrz ziaren ferrytu, jak również na ich granicach oraz degeneracji obszarów perlitu.
EN
The results of material investigations of the nineteenth-century puddled steel from the “Most Piaskowy” in Wrocław (1861) and the puddled steel (from the floor of the main hall) from the “Dworzec Główny” in Wrocław were presented. It has been shown that over 100 year operating time of these objects caused significant changes in their microstructure. These changes are manifested mainly in the form of brittle seperations of the carbides within the ferrite grains and on their boundaries with degenerations of pearlite areas.
W pracy przedstawiono wyniki badań stali zgrzewnych z XIX wieku. Opisano także problem strukturalnych procesów degradacyjnych tych stali i ich wpływ na własności wytrzymałościowe. Zaprezentowano także wyniki badań eksperymentalnych rozwoju pękania zmęczeniowego w stalach zgrzewnych. Implementacja uzyskanych rezultatów do środowiska pakietu FRANC2D/3D umożliwiła analizę numeryczną zachowania się elementów konstrukcyjnych podczas obciążeń statycznych i cyklicznych.
EN
In the work, the authors have presented and discussed the investigation of fatigue crack propagation in old bridge steel - the puddled one. This ancient type of steel shows tendency to the microstructural degrading processes. The evaluation of mechanical properties is priority thing in safety of constructions such as bridges. Results of the material investigation of puddle steel are presented in this work. Implementation of the experimental results to the FRANC2D/3D (boundary elements method) software allows the numerical analysis of structural behavior during static and cyclic loading. The obtained results (from experiment and simulation) have been compared and discussed in this paper.
W pracy przedstawiono wyniki badań stali zgrzewnych pochodzących z XIX-wiecznych stalowych elementów konstrukcyjnych. Zaprezentowano rezultaty badań statycznych po przeszło 130-letnim okresie eksploatacyjnym - statyczną próbę rozciągania, całkę J, a także wyniki badań cyklicznych - rozwój pękania zmęczeniowego oraz dynamicznych - udarność. Wyniki wskazują na znaczący wpływ procesów degradacji mikrostruktur na właściwości eksploatacyjne stali zgrzewnych. Badania prowadzono dla materiału w dwóch stanach, tj. poeksploatacyjnym i normalizowanym. Zgodnie z wytycznymi opracowanymi w ramach teorii degradacji [4] i jej materiałowymi aspektami [8], normalizowanie ma na celu odtworzenie mikrostruktury stali w stanie wyjściowym. Przedstawione w pracy wyniki pozwalają wyciągnąć wnioski dotyczące określenia charakteru i tendencji przyszłych zmian właściwości wytrzymałościowych.
EN
In the paper the investigation results of puddled steel from nineteenth-century constructions are presented. The results of static tensile tests after more than BO-year operating period: fracture toughness, the critical value of the J integral and the fatigue crack growth, and dynamic tests toughness results are presented in this article. The results show a significant effect of degradation processes. The abovementioned processes caused the brittleness of puddled steel. All the tests were performed for the material in two states, i.e. post-operated and normalised ones. In accordance with the guidelines developed in the framework of the degradation theory [4J and its material aspects [8J, normalising is designed to reproduce the microstructure of steel in the initial state. The results presented allow us to draw the conclusions about trends related to the nature and future negative changes in mechanical properties.
In the paper, the authors have presented and discussed the investigation of fatigue crack propagation in the old bridge steel – the puddled one. This ancient type of steel shows a tendency to microstructural degrading processes. The evaluation of mechanical properties is a priority thing for safety of constructions such as the bridges. In this work, the results of the material investigation of the oldest bridge in Wroclaw (Piaskowy Bridge - built in 1861) are presented.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Biometria jest współczesną techniką sprawdzania tożsamości. Biblioteka nie wymaga, zazwyczaj, zachowania tak wysokiego poziomu bezpieczeństwa. Jednak zastosowanie biometrii w bibliotece może być bardzo użyteczne, może ułatwić korzystanie ze zbiorów. Praca przedstawia możliwość realizacji takiego zadania. Opisana została jedna z pierwszych w Polsce prób implementacji komputerowego systemu bibliotecznego z wykorzystaniem biometrii.
EN
Biometry is a contemporary technique of testing the identity. The library doesn't require, usually, keeping the high of the safety this way. However applying biometry at the library can be very useful, it can facilitate collection usage. The work presents the possibility of such tusk realization. The implementation of the computer library system with biometry identification is described. It is probably the first polish attempt of biometry application in library.
Na terenie Dolnego Śląska znajduje się (wciąż w eksploatacji) znaczna liczba konstrukcji stalowych, powstałych w na przełomie XIX i XX wieku. W szczególności dotyczy to użytkowania stalowych mostów, a także wiaduktów kolejowych. Obiektem badań autorów były stalowe elementy konstrukcyjne pochodzące z XIX wiecznej stali zgrzewnej. W pracy przedstawiono wyniki analiz chemicznych, obserwacji metalograficznych, a także podstawowych badań wytrzymałościowych tj. statycznej próby rozciągania i udarności. Badania zostały przeprowadzone dla dwóch stanów materiału tj. w stanie poeksploatacyjnym oraz normalizowanym - symulującym stan wyjściowy materiału sprzed blisko 150 lat. Uzyskane wyniki wskazują na znaczne zaawansowanie procesów degradacyjnych mikrostruktur badanych materiałów.
EN
In Lower Silesia exists (still in operation) a significant number of steel constructions manufactured in the late nineteenth and early twentieth century. In particular, it is used as a steel bridges, and railway viaducts. The object of the investigation were steel structural components made from the nineteenth century puddled steel. The results of chemical analysis, metallographic observations and basic static strength tests, i.e. tensile and impact strength have been presented in this paper. The tests were performed for two material states - namely: post-operated state and normalized state - which simulates the initial state of the material (references state for comparison with the post operated state). The results indicate a prominent advancement of degrading processes of microstructures in tested materials.
W pracy przedstawiono wnioski z badań dotyczących starych, stalowych konstrukcji szczególnie tych wzniesionych na przełomie XIX i XX w. Obiektem zainteresowań autorów były wrocławskie mosty Pomorskie; Środkowy i Północny (1885r., 1930) oraz most Piaskowy (1861r.). Materiałem stosowanym na konstrukcję tych mostów była stal zgrzewna lub zlewna. W toku wieloletniej eksploatacji stale te (zwłaszcza zgrzewna) wykazują skłonności do procesów degradacyjnych. W pracy zamieszczono wyniki badań metalograficznych (mikroskopia świetlna, SEM) oraz badań własności mechanicznych (pomiary twardości, próba statycznego rozciągania) obrazujących stan strukturalnego zdegradowania. Zaprezentowano takSe wstępne wyniki badań stali zgrzewnej pochodzącej z mostu Piaskowego dotyczące procesu rozwoju szczeliny zmęczeniowej. Wyznaczono podstawowe wielkości opisujące kinetykę pękania zmęczeniowego.
EN
Structural degradation processes are taken into account in old steels. It is particularly visible in the steels manufactured at the turn of 19th and 20th centuries. Structural degradation processes consist of the decomposition of pearlite or bainite areas into carbides and ferrite. Also, separation processes (carbides and nitrides) are taken into account. These structural changes strongly influence the rudimentary mechanical properties, i.e. an increase in material hardness and strength, and a decrease in ductility, impact resistance and crack resistance. These processes are more intense in puddled steels (produced until the end of 19th century) rather than in cast steels. In the paper, the authors present the study of a cyclic behaviour of old puddled steel taken from the oldest bridge in Wroclaw: the Piaskowy Bridge (erected in 1861). With the ASTM E64 the measurement stand and an experimental procedure were set up. The M(T) specimens were tested on the testing machine MTS 810 with the force controlling method. The tests were performed for 10 Hz frequency and the sinusoidal force signal. The specimens were tested in two states: the post operational state and the normalised one.
Stalowe konstrukcje mostowe pochodzące z XIX i XX wieku były wznoszone najczęściej ze stali zgrzewnej (ok. do końca XIXw.) oraz ze zlewnej (XXw.) Stale te na skutek długotrwałej eksploatacji wykazują skłonności do procesów degradacyjnych mikrostruktur (zgrzewne w większym stopniu niż zlewne). Obiektem badań autorów były fragmenty konstrukcji stalowych Mostów Pomorskich we Wrocławiu. W pracy przedstawiono wyniki badań udarnościowych stali zgrzewnej i zlewnej pochodzącej z elementów konstrukcyjnych Mostu Pomorskiego Środkowego (1885r.) i Północnego (1930r.). Wykazano, że obecność procesów degradacyjnych (polegających m.in. na licznych wydzieleniach azotków i węglików) mikrostruktur w sposób znaczący obniża udarność tych stali.
EN
The most popular metallic material for bridge steel construction at the turn on 19th and 20th century was the puddled (the second half of 19th century) or cast steel (early 20th century). As a result of long-term operation, mentioned types of steel show a tendency to degradation processes at the microstructure level (the puddled steel more than cast one). The object of investigation were fragments of steel construction from Pomorskie Bridges i.e. Pomorski Środkowy (1885 year) and Pomorski Północny (1930 year). Two types of steel were tested; the puddle (from Pomorski Środkowy) and the cast (from Pomorski Północny). In this paper, the impact resistance test results have been presented. It has been shown that, the Microstructural degrading processes have significantly decreased the impact resistance of the tested steel.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań własnych rozwoju szczeliny zmęczeniowej w stali zgrzewnej z 1861 r. pochodzących i z elementów konstrukcyjnych Mostu Piaskowego we Wrocławiu. Przedstawiono podstawowe własności wytrzymałościowe tej stali po blisko 150 latach eksploatacji. Wykonano także model numeryczny rozwoju pęknięć w stabilnym zakresie w programk FRANC2D oraz AFGROW. Uzyskano dobrą zgodność pomiędzy wartościami z badań eksperymentalnych i uzyskanymi w modelu numerycznym.
EN
In this paper, the authors have been shown the experimental test results of fatigue crack growth rate in old (puddled steel) from Piaskowy Bridge (erected in 1861 year in Wrocław). Mechanical properties of puddled steel (after 150-years operating) are also presented and described in this issue. Numerical model of the stable fatigue crack growth has been prepared FRANC2D (based on FEMJBEM) and Afgrow software. It is shown below, that the numerical results are in a good conformity with experimental data.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.