The paper describes the method of determining fatigue charts ΔS-N, which is particularly useful in the description of fatigue properties of welded and soldered joints. This method is based on IIW (International Institute of Welding) guidelines and FITNET procedures. This method makes it possible to design ΔS-N charts in a probabilistic approach, which is important in the reliability analysis of structural elements. The work also contains examples of charts resulting from the development of test results for selected welded and soldered joints.
W artykule omówiono metodę uzyskiwania próbek oraz badania właściwości mechanicznych kleju metakrylowego w warunkach monotonicznie narastających wartości obciążeń rozciągających i ściskających. Uzyskane wartości porównano z wynikami badań producenta i zweryfikowano możliwości ich stosowania do wyznaczania poszczególnych danych materiałowych.
EN
Article discusses specimens manufacturing methods and testing the mechanical properties of methacrylate adhesive under monotonically increasing compressive and tensile loads conditions. The values obtained were compared with the manufacturer's results.
Oryginalnym osiągnięciem pracy jest przedstawienie metody diagnostycznej znajdującej zastosowanie w ocenie wytrzymałości złączy klejonych stosowanych w łączeniu szyby z konstrukcją nośną pojazdu lub budynku. Metoda ta pozwala na wyznaczenie maksymalnej wartości strzałki ugięcia lub kąta skręcenia, przy której następuje inicjacja uszkodzenia złącza klejonego. Badania realizowane były na maszynach wytrzymałościowych z zastosowaniem próbek o oryginalnej postaci.
EN
The original achievement of the presentation is the diagnostic method used in assessing the strength of the adhesive joints used in connecting the pane to the vehicle or building support structure. This method allows to determine the maximum value of the deflection arrow or the angle of twist at which initiation of glue joint failure initiates. The research is carried out on endurance machines using samples of original design.
Poddanie elementów maszyn obciążeniom o charakterze zmiennym prowadzi do zmian właściwości materiału wywołanych na skutek splotu wielu zjawisk. Zachodzące zmiany określane są mianem zmęczenia materiału i zależą m.in. od wartości obciążenia oraz czasu jego trwania. Pomiary sił/momentów obciążających i odkształceń pozwalają na wyznaczenie pętli naprężeniowo-odkształceniowej, której postać jest związana z zakresem zmęczenia. Na podstawie pętli dla zakresu nisko- i wysokocyklowego zmęczenia można określić wartość parametru energii będącego kryterium obliczeń trwałości zmęczeniowej. Kumulacja rozproszonej energii na skutek działającego obciążenia zmiennego obejmuje sumowanie energii odkształcenia plastycznego i sprężystego.
EN
The machine components are subjected to variable loads which lead to changes in material structure. These changes are called material fatigue, and depend on the load value and the time of their duration. Measurement of force, torque or deformation allow to determine hysteresis loop which character is related with the type of fatigue. Based on the low-cycle and high-cycle hysteresis loop can determine the value of the energy parameter. The aim of the paper is to present the results of research and their analysis of steel 41Cr4 in energy terms. The paper includes a description of the conditions for carrying out the strength research, and their results, and analysis in energy terms.
Do przeprowadzenia obliczeń analitycznych, jak i numerycznych połączeń adhezyjnych niezbędna jest znajomość właściwości mechanicznych zastosowanego tworzywa adhezyjnego. Wyznaczenie wykresu naprężenieodkształcenie dostarcza informacji o module Younga, doraźnej wytrzymałości, granicy plastyczności, maksymalnym odkształceniu, a także danych do przeprowadzenia analiz dla zakresu odkształceń plastycznych. Odlewanie próbek do badań wymaga zastosowania specjalnych metod ze względu na dużą adhezję odlewanego materiału, egzotermiczny charakter procesu sieciowania i konieczność uzyskania powtarzalnych produktów niezwierających wad. Celem pracy jest przedstawienie konstrukcji nowej maszyny, która łączy zalety dwóch sposobów uzyskiwania próbek z tworzyw adhezyjnych.
EN
To carry out the analytical and numerical calculations of adhesive bonded joints is necessary to know the mechanical properties of the adhesive material. Determination of stress-strain diagram provides information on the modulus emergency strength, yield strength, maximum deformation, and data to perform the analyzes for a range of plastic deformation. Casting specimens requires the use of special methods due to the high adhesion of the cast material, the exothermic nature of the crosslinking process and the need to achieve reproducible products are not short-circuiting defects. Currently existing equipment for the manufacture of molded specimens of adhesive has advantages and disadvantages. This article presents the design of a new machine, which combines the advantages of two methods for casting specimens of adhesive materials.
Do przeprowadzenia obliczeń analitycznych, jak i numerycznych połączeń klejonych niezbędna jest znajomość właściwości mechanicznych zastosowanego tworzywa adhezyjnego. Wyznaczenie wykresu naprężenie-odkształcenie dostarcza informacji o module Younga, doraźnej wytrzymałości, granicy plastyczności, maksymalnym odkształceniu, a także danych do przeprowadzenia analiz dla zakresu odkształceń plastycznych. Metody uzyskiwania powyższych danych dla tworzyw adhezyjnych, różnią się od standardowych metod stosowanych dla metali i tworzyw sztucznych. W pracy porównano różne metody wyznaczania wykresu naprężenie-odkształcenie z zaznaczeniem zalet i wad pozwalających badaczowi na wybór metody i odpowiednie zinterpretowanie otrzymanych wyników.
EN
To carry out the analytical and numerical calculations bonding joint bonding is necessary to know the mechanical properties of the used adhesives. Determination of stress-strain curves, provides information on the elastic modulus, yield strength, maximum displacement and data to perform analyzes for a range of plastic deformation. Methods for obtaining these data for the adhesives are different from the standard methods used for metals and plastics. The article compares the different methods of determining the stress-strain curves, indicating the advantages and disadvantages of allowing the researcher to choose the appropriate methods and interpret the results.
This paper presents issues of fatigue life calculations in operational load conditions. The assumed runs were so processed as to get a set of sinusoidal cycles by using the following methods: full cycles counting method and rainflow counting method. On the basis of such sets of cycles of the varying parameters Sm i and Sa i were prepared block load spectra of equivalent amplitudes Saz , obtained with the use of an original method of these authors, in which two-parameter fatigue characteristics were applied. The work resulted in comparison of fatigue life results for load spectra determined by using the assumed cycles counting methods and the assumed two-parameter fatigue characteristics: the model IM, model II, model III and model IV, respectively.
W artykule omówiono hybrydową metodę obliczeń trwałości zmęczeniowej stali konstrukcyjnych, na przykładzie stali C45. Hybrydowa metoda obliczeń polega na założeniu, że w zakresie niskocyklowego zmęczenia (LCF) cykliczne własności stali opisane są w ujęciu odkształceniowym wykresem Mansona–Coffina, natomiast w zakresie wysokocyklowego zmęczenia (HCF), cykliczne własności stali opisane są wykresem Wöhlera w ujęciu naprężeniowym. Wymieniona metoda obliczeń ma zastosowanie w przypadkach, gdy obciążenie eksploatacyjne leży w wymienionych zakresach, tzn. część cykli obciążenia osiąga wartości z zakresu LCF, a pozostałe w zakresie HCF. Praca zawiera opis metody hybrydowej, wyniki i analizę wyników obliczeń dla stali C45 w warunkach obciążeń wielostopniowych, z których część zawarta była w zakresie LCF. Wyniki obliczeń porównano z wynikami badań doświadczalnych, z których wynika potrzeba zastosowania zmodyfikowanej hipotezy sumowania uszkodzeń zmęczeniowych.
Elementy konstrukcyjne maszyn w warunkach eksploatacji poddawane są obciążeniom o charakterze losowym. Na postać obciążenia ma wpływ wiele czynników, z których najważniejszymi są charakter pracy maszyny, zmienność parametrów roboczych, warunki środowiskowe itp. Realizacja obliczeń oraz badań trwałości zmęczeniowej wymaga zastąpienia przebiegu obciążeń widmem obciążenia. Postać widma zależy od charakteru obciążenia eksploatacyjnego oraz od przyjętej metody zliczania cykli. Zarówno postać widma, jak i metoda zliczania cykli, mogą istotnie wpływać na wyniki obliczeń i badań trwałości zmęczeniowej. W pracy zostaną przedstawione zagadnienia dotyczące realizacji programowanych badań zmęczeniowych na przykładzie stopu aluminium D16CzATW.
Na tle wykresu trwałości zmęczeniowej Wöhlera można wyróżnić cztery obszary odpowiadające zakresom zmęczeniowym: niskocyklowego zmęczenia, wysokocyklowego zmęczenia, granicy zmęczenia oraz gigacyklowego zmęczenia. W każdym z wymienionych zakresów zmęczenia obserwuje się powstawanie pętli histerezy, której wielkość (tj. zakres naprężeń i zakres odkształcenia plastycznego) zależy od poziomu amplitudy naprężeń Sa. Celem pracy jest przedstawienie metody wyznaczania pętli odkształceniowo-naprężeniowej dla wydzielonych cykli sinusoidalnych obciążenia eksploatacyjnego.
Elementy konstrukcyjne maszyn w warunkach eksploatacyjnych poddawane są obciążeniom wywołujących naprężenia mieszczące się w zakresie 2 Rm. Powoduje to, że podczas obliczeń trwałości zmęczeniowej w warunkach losowych w przebiegu obciążeń występują cykle z zakresu nisko- i wysokocyklowego zmęczenia. Taka sytuacja utrudnia wybór metody obliczeń i może prowadzić do niewłaściwych wyników. W pracy zostaną przedstawione wyniki obliczeń oraz ich doświadczalna weryfikacja dla obciążenia zmiennoamplitudowego, w skład którego wchodzą cykle o współczynniku R = -1 i zmiennej wartości amplitudy.
W pracy przedstawiono istniejący stan wiedzy dotyczący egzoszkieletów palców ręki. Na podstawie analizy istniejących rozwiązań konstrukcyjnych scharakteryzowano egzoszkielety ręki. Celem pracy jest prezentacja własnej koncepcji urządzenia, będącej modyfikacją egzoszkieletu Shieldsa. Mimo dużego popytu na egzoszkielety ręki, obecne rozwiązania nie spełniają oczekiwań pacjentów i lekarzy. Ze względu na wiele stopni swobody, jakie ma ludzka ręka, konieczny jest kompromis pomiędzy uproszczeniem urządzenia a umożliwieniem wykonania chwytów podstawowych.
EN
This article presents prezent knowledge of a hand exoskeleton. This paper describes characterization of hand exoskeletons based on an analysis of existing design solutions. The aim is to present own concept device, which is a modification of Shields exoskeleton. Despite the high demand for exoskeletons hand, current solutions do not meet the expectations of patients and physicians. The human hand has many degrees of freedom. Therefore, the need is to simplify the design of the device and provide the ability to perform basic hand grips at the same time.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This article presents the results of fatigue tests of D16CzATW under the following loadings: constant amplitude loading (R=-1), service loading and programmable loading. Experimental tests were conducted with the use of standard Falstaff no. 130 loading, which provided the basis for construction of a two-parameter load spectrum in the form of a correlation table. A loading program with random sequence of cycles was created with the use of the spectrum. The results of experimental fatigue tests for programmable loadings lie on the safe side of the fatigue life diagram for service loadings.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents the calculation results and experimental tests of fatigue life for chromenickel steel 1.4301 (mark of steel: X5CrNi18-10) in programmable load conditions. A 10- step loading program with sequence of cycles Lo-Hi-Lo was used. Calculations of fatigue were carried out with the use of the following methods: stress based approach, strain based approach and stress-strain based approach. The results of calculations and experimental tests prove that the material cyclic properties and conditions of their determination have an influence on consistency of the results.
This study is a presentation of state of the art in the field exoskeletons of hand fingers. Exoskeletons of hand fingers have been characterized on the basis of an analysis of currently existing structural solutions. The goal of this research is to present a new concept of the device being a modification of Shield’s exoskeleton. Despite a large demand for hand exoskeletons the currently available solutions often fail to meet requirements of doctors and patients. Due to many freedom degrees characteristic of a human hand a compromise is necessary between simplicity of the device and the possibility of performing basis grasps.
In this study there are presented ISO 6336 standard and recommendations of classification society CN 41.2-DNVGL regarding calculations of cylindrical toothed gears used in all oceanic ships and oil rigs. The calculation method presented in this study allows to perform calculations of the safety coefficient for stress at the tooth base SF and for contact stress SH. The calculations have been performed for gears with different geometric parameters and for three load spectra. The obtained results enable to determine the values of relative differences in δF and δH, which are: δF = 16,7% to 42,8% and δH = 10,4% to 22,6%.
W pracy przedstawiono współcześnie stosowane metody poprawy efektywności energetycznej procesów technologicznych polegających na przechwytywaniu i wykorzystywaniu energii odpadowej. Energia taka stanowi skutek uboczny wielu procesów przemysłowych. Pojawia się ona najczęściej w postaci ciepła i pomimo dobrych wskaźników jakościowych (temperatura, entropia) jest wydalana do otoczenia. W bilansie energetycznym procesu ujmowana jest w obszarze strat. Obecnie podstawowym kryterium branym pod uwagę przy budowie tego typu systemów są bezpośrednie korzyści ekonomiczne dające wymierny efekt w stosunkowo krótkim czasie. Nie mniej istotny jest jednak aspekt ekologiczny problemu. Stosowanie takich układów na szerszą skalę może spowodować, że przemysł będzie mniej uciążliwy dla środowiska naturalnego.
EN
The thesis shows modernly use methods of energy efficiency technological processes involving the interception and exploitation waste energy. This energies is a side effect of many industrial processes. It occurs most often in the form of heat and despite good indicators of ąuality (temperature, entropy) is excreted into the environment. In the energy balance of the process is recognized in the area of loss. Now the primary criterion taken into account in construct of such systems arę direct economic benefits giving measurable effect in a relatively short period of time. No less important is the environmental aspect of the problem. The use of such systems on a large scalę can cause that the industry will be less disruptive to the environment.
Podstawę oceny trwałości zmęczeniowej elementów konstrukcyjnych w procesie projektowo-konstrukcyjnym stanowią wyniki obliczeń. Powyższe wynika z faktu, że w tej fazie istnienia wytworu brak materialnych obiektów badań. Ważnym elementem w obliczeniowej ocenie trwałości jest wiarygodność wyników obliczeń trwałości, którą można ocenić z porównania tych wyników z wynikami badań doświadczalnych. W artykule dokonano analizy wybranych czynników istotnie wpływających na zgodność wyników obliczeń i badań doświadczalnych trwałości zmęczeniowej, związanych z podstawowymi elementami algorytmu obliczeń, obejmujących: - opracowanie i analizę obciążeń eksploatacyjnych elementu konstrukcyjnego, - wyznaczenie i analizę własności cyklicznych materiałów konstrukcyjnych, - dobór hipotezy sumowania uszkodzeń zmęczeniowych, stanowiącej fenomenologiczny opis procesu zmęczenia. Wymienioną analizę zilustrowano przykładami z badań zmęczeniowych zrealizowanych w Zakładzie Podstaw Konstrukcji Maszyn Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy w ramach projektu badań własnych nr 2221/B/T02/2010/39 finansowanego przez MNiSW oraz NCN.
EN
Calculation results are the base for evaluation of fatigue life of structural elements during machine design processes. It results from the fact that there are no material objects in the phase of existence of a product. Reliability of tests results is an essential element in the calculation fatigue life evaluation method and it can be evaluated by comparison of the results with experimental ones. In the paper there was performed an analysis of the chosen factors essentially influencing conformity of calculation results and experimental test ones connected with basic elements of a calculation algorithm including: elaboration and analysis of service loadings of a structural element, determination and analysis of cyclic properties of structural elements, selection of fatigue damage accumulation hypothesis being a description of fatigue life processes. The mentioned analysis was illustrated with examples of fatigue life tests performed in the Machine Design Department of the University of Technology and Agriculture within the research grant no. 2221/B/T02/2010/39 financed by The Ministry of Science and Higher Education and National Science Centre.
Doskonalenie i potrzeba unifikacji metod obliczeniowych trwałości zmęczeniowej elementów konstrukcyjnych spowodowała opracowanie odpowiednich procedur obliczeniowych. Procedury tego typu powstały początkowo z przeznaczeniem do zastosowań w specjalistycznych dziedzinach techniki, takich jak lotnictwo, okrętownictwo i energetyka. Próbą opracowania uniwersalnej procedury jest praca zbiorowa wydana 2006 roku pod nazwą FITNET. W pracy dokonano analizy wybranych zagadnień związanych z procedurą obliczeń zmęczeniowych. Do analizy wybrano wykładnik potęgi m stosowany w opisie wykresu zmęczeniowego oraz granicę zmęczenia. Wymienione parametry mają zasadniczy wpływ na opis wykresu zmęczeniowego stanowiącego podstawę metody obliczeń trwałości zmęczeniowej. Analizę danych literaturowych uzupełniono wynikami badań własnych w postaci wykresów zmęczeniowych wybranych gatunków stali i stopów aluminium.
EN
Development and the need of unification of fatigue life calculation methods of structural elements led to elaborate proper calculation procedures. The procedures were initially developed to apply in specialist areas of technique such as: aviation, ship building industry and power engineering. The attempt of elaboration of a universal procedure was released in 2006 and called FITNET. In the paper there was performed an analysis of chosen problems connected with the fatigue life calculation procedure. A m exponent of a power applied in a description of fatigue life calculation and the fatigue limit were chosen for the analysis. The mentioned parameters essentially influence the description of a fatigue life curve that is a base for the fatigue life calculation method. The analysis of literature data was completed with own research results in the shape of fatigue life curves of chosen grades of steel and aluminum alloys.
W pracy podjęto próbę analizy modeli wykresów zmęczeniowych możliwych do zastosowania w obliczeniach trwałości zmęczeniowej elementów maszyn. Analizę ograniczono do wykresów zmęczeniowych w ujęciu naprężeniowym, uwzględniając cykliczne obciążenia z zakresu niskocyklowego zmęczenia (NCZ), wysokocyklowego zmęczenia (WCZ), granicy zmęczenia (GZ) oraz zakresu gigacyklowego zmęczenia (GCZ), występujących w widmie obciążeń jednocześnie. Wybrane modele analizowanych wykresów zmęczeniowych zilustrowane zostaną wynikami badań stali i stopów aluminium.
EN
In the paper there was attempted to analyse models of fatigue life curves possible to apply in calculations of fatigue life of machine elements. The analysis was limited to fatigue life curves in stress approach enabling cyclic stresses from the range of low cycle fatigue (LCF), high cycle fatigue (HCF), fatigue limit (FL) and giga cycle fatigue (GCF) appearing in the loading spectrum at the same time. Chosen models of the analysed fatigue live curves will be illustrated with test results of steel and aluminium alloys.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.