Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Problem of lattice rotation due to plastic deformation. Example of rolling of f.c.c materials

Wierzbanowski K., Wroński M., Baczmański A., Bacroix B., Lipiński P., Lodini A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 3

575-584

EN

Rotations of grain crystal lattice are responsible for texture formation during plastic deformation. The classical definition of lattice rotation leads in some cases to different texture predictions than the definition based on the orientation preservation of selected sample directions and/or planes. For example, if classical <110>{111} slip is taken into account for f.c.c. materials, the former approach enables to predict both copper and brass types of rolling texture, while classical approach predicts only the first one. The analysis of rolling process was done for two types of lattice rotation and in function of grain-matrix interaction parameter used in a deformation model. Correlation factors estimating the similarity of predicted and experimental textures as well as the shares of ideal orientations are discussed.

PL

Obroty sieci krystalograficznej ziaren są odpowiedzialne za powstania tekstury podczas odkształcenia plastycznego. Klasyczna definicja obrotu sieci prowadzi w pewnych przypadkach do innych przewidywań tekstury niż definicja oparta na warunku zachowania wybranych kierunków lub płaszczyzn próbki. Na przykład biorąc pod uwagę systemy poślizgu <110>{111}, użycie tej drugiej pozwala przewidzieć zarówno teksturę typu miedzi jak i mosiądzu, podczas gdy definicja klasyczna umożliwia przewidywanie jedynie tekstury typu miedzi. Dokonano analizy odkształcenia przez walcowanie dla obu definicji obrotu uwzględniając równocześnie wpływ parametru oddziaływania ziarna z otaczającym materiałem. W celu porównania przewidzianych i zmierzonych tekstur wyliczono i przedyskutowano współczynniki korelacji oraz udziały orientacji idealnych.

2

Use of genetic algorithms for optimisation of materials properties

Tarasiuk J., Wierzbanowski K., Lodini A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 1

35-39

EN

The genetic algorithm method was applied in order to decompose the texture function and to optimize elastic constants by an approprite choice of texture function. These example applications of genetic algorithm method show its potential in the field of material engineering.

PL

Metodę algorytmów genetycznych zastosowano do analizy tekstury oraz do optymalizacji stałych sprężystych poprzez dobór odpowiedniej tekstury. Te przykładowe zastosowania metody pokazują jej potencjalne możliwości w dziedzinie inżynierii materiałowej.

3

Corrections for residual stress in X-ray grazing incidence technique

Wroński S., Wierzbanowski K., Baczmański A., Braham C., Lodini A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 1

275-281

EN

Grazing incidence technique (called also GID-sin2ψ method) can be used to study samples with important stress gradients. Using this method, it is possible to perform a non-destructive analysis of the heterogeneous stress field for different (and well defined) volumes below the surface of the sample. Moreover, the stress can be measured at very small depths of the order of a few um. Asymmetric geometry is used in this technique. The penetration depth of radiation is almost constant in a wide 20 range for a given incidence angle a. It can be easily changed by an appropriate selection of a angle (or also by using a different type of radiation). This enables the investigation of stress variation with depth below the sample surface. There are, however, some factors which have to be corrected in this technique. The most important is the refraction of X-ray wave (with refraction coefficient smaller than one). It changes the wave length and direction of the beam inside a sample. These two effects cause some shift of a pick position, which should be taken into account in data treatment. For small incidence angles (α ≤ 10°) the correction is significant and it can modify the measured stress even of 70 MPa. The refraction correction decreases, however, with increasing the incidence angle. Other corrections (absorption, atomic factor, Lorentz-polarization factor) are less important for the final results. The studied corrections were tested on ferrite powder samples and on a sample of AlS1316L stainless steel.

PL

Metoda stałego kąta padania (zwana taże metodą GID-sin 2ψ) może być zastosowana do badania materiałów o dużym gradiencie naprężeń własnych. Przy jej pomocy można dokonać nieniszczącej analizy niejednorodnych naprężeń w różnych (dobrze zdefiniowanych) częściach próbki poniżej jej powierzchni. Naprężenia mogą być wyznaczone na bardzo małych głębokościach, rzędu kilku µm. W metodzie używa się geometrii asymetrycznej. Głębokość wnikania jest prawie stała w szerokim przedziale kąta 20 przy ustalonej wartości kąta padania α. Głębokość tę można łatwo zmieniać dobierając odpowiednio wartość kąta α (oraz także używając różnego typu promieniowania). Wszystko to pozwala wyznaczyć zmienność naprężeń w głąb próbki. Omawiana technika wymaga jednak uwzględnienia kilku czynników korygujących. Najważniejszym z nich jest załamanie fali promieniowania rentgenowskiego (współczynnik załamania mniejszy od jedności). Zmienia ono zarówno długość jak i kierunek propagacji fali wewnątrz próbki. Oba to efekty powodują delikatne przesuniecie piku dyfrakcyjnego, które powinno być uwzględnione przy analizie wyników pomiaru. Dla małych Icqt6w padania (α ≤ 10°) poprawka jest znacząca i może ona zmienić wartość wyznaczanych napręzeń nawet o 70 MPa. Poprawka wynikająca z załamania fali rentgenowskiej maleje jednak ze wzrostem kąta padania. lnne poprawki (absorpcja, czynnik atomowy, czynnik Lorentza-polaryzacji) są mniej istotne dla dokładności pomiarów. Powyższe poprawki zostały przetestowane na próbkach proszkowych żelaza oraz na próbce stali nierdzewnej AISI316L.

4

Elasto-plastic models of polycrystalline material deformation and their applications

Wierzbanowski K., Baczmański A., Lipiński P., Lodini A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2007

|

Vol. 52, iss. 1

77-86

EN

Then elasto-plastic models, used for analysis of polycrystalline material deformation are presented and discussed. Two models are presented in details: the Leffers-Wierzbanowski model and the elasto-plastic self-consistent model, developed by Lipinski, Berveiller and Zaoui. The crystallographic mechanisms of plastic deformation, being the basis of the models, are evoked. The both models have many common elements, they differ, however, in the type of assumed grain-matrix interaction. Some current applications of the decribed models are shown. They are e.g.: prediction of deformation textures, stress-strain curves and distribution of the stored energy as well as the interpretation of residual stress measurement by diffraction technique.

PL

W pracy przedstawiono podstawowe modele typu sprężysto-plastycznego, używane do opisu odkształcenia materiałów polikrystalicznych. Omówiono w szczegółach dwa modele: model Leffersa-Wierzbanowskiego oraz sprężysto-plastyczny model samo-uzgodniony, opracowany przez Lipińskiego, Berveillera i Zaoui. Scharakteryzowano mechanizmy krystalograficzne odkształcenia plastycznego, leżące u podstaw modeli. Oba modele mają wiele wspólnych elementów, róznią się one jednak typem założonego oddziaływania pomiędzy ziarnem i otaczającym go materiałem. Pokazano kilka najczęstszych zastosowań omówionych modeli. Są nimi np.: przewidywanie tekstur odkształcenia, makroskopowych krzywych umocnienia oraz rozkładu energii zgromadzonej w materiale jak również interpretacja dyfrakcyjnych badań naprężeń wewnętrznych.

5

Tuning of deformation models by residual stress measurements

Wierzbanowski K., Baczmański A., Wroński S., Braham C., Lodini A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2005

|

Vol. 50, iss. 2

463-470

EN

Deformation models are generally used for prediction of mechanical tests, crystallographic textures and for interpretation of residual stress measurements. Existing models have very different levels of interaction between a grain and the surrounding material. If an isotropic interaction is assumed, the relation between micro- and macroscopic quantities contains only one interaction parameter (L). The simplest plastic deformation models, proposed by Sachs and Taylor, are based on the limiting assumptions of strain or stress homogeneity within the polycrystalline material; consequently L=0 in Sachs model and L&rarr&infin in Taylor model. In more realistic approaches the L parameter has some finite value (and different from zero). In the early version of the self-consistent model (Berveiller and Zaoui), the L parameter was expressed as: L=&alphaG (G being the shear modulus and &alpha — the elasto-plastic accommodation parameter from the range [0, 1]). The aim of the present work is to find a real level of the interaction parameter for highly rolled steel. The estimation was done by comparing predicted and experimental data for residual stress and crystallographic textures.

PL

Modele deformacji sa na ogół używane do przewidywania rezultatów testów mechanicznych, tekstur krystalograficznych oraz do interpretacji pomiarów naprężeń wewnetrznych. Istniejące modele charakteryzują się bardzo różnym poziomem oddziaływania pomiędzy danym ziarnem i otaczającym materiałem. Jeśli założy się oddziaływanie izotropowe, to relacja pomiędzy wielkościami mikro- i makroskopowymi opisywana jest tylko jednym parametrem (L). Najprostsze modele deformacji, sformułowane przez Sachsa i Taylora, opierają się na granicznych założeniach jednorodności naprężenia lub deformacji w materiale; w konsekwencji otrzymujemy L=0 w modelu Sachsa oraz L&rarr&infin w modelu Taylora. W bardziej realistycznym opisie deformacji elasto-plastycznej, parametr L posiada określoną, skończoną wartość (i różną od zera). We wczesnej wersji modelu samo- uzgodnionego (Berveiller, Zaoui), parametr L wyrażony został jako: L=&alphaG (gdzie G jest modułem scinania, zas &alpha jest współczynnikiem akomodacji elasto-plastycznej, przyjmującym wartości z przedziału [0, 1]). Celem obecnej pracy jest znalezienie realistycznego poziomu parametru oddziaływania dla walcowanej stali. Oszacowania tego dokonano przez porównanie przewidywanych i zmierzonych naprężeń szczątkowych oraz tekstur krystalograficznych.

6

Internal Stress and Stored Energy in Recrystallized Polycrystalline Copper

Wierzbanowski K., Baczmański A., Wawszczak R., Tarasiuk J., Gerber P. H., Bacroix B., Lodini A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2005

|

Vol. 50, iss. 1

201-208

EN

The multi-reflection X-ray method was used to determine the stress level in deformed and recrystallized polycrystalline copper samples. The anisotropic diraction elastic constants were calculated using the self- consistent model and crystallographic texture. A significant decrease of the first order residual stresses was observed during recrystallization, but they start to decrease already during recovery. Diraction peak widths and intensities were also examined. A complementary study, using synchrotron radiation and electron back scattering diraction techniques, was done in order to determine the stored energy in the examined material. This latter is strongly orientation dependent and has the lowest value in the cubic orientation, which is dominating one in recrystalization texture.

PL

Użyto rentgenowskiej metody wielo-odbiciowej w celu wyznaczenia naprężeń wewnętrznych w odkształconej i wyżarzonej rekrystalizująco polikrystalicznej miedzi. Anizotropowe dyfrakcyjne stałe spreżyste wyliczono stosując model samo-uzgodniony oraz funkcje tekstury. Zaobserwowano wyraźne zmniejszenie naprężeń wewnetrznych podczas rekrystalizacji, chociaż efekt ten rozpoczyna się już podczas zdrowienia. Zbadano również szerokość oraz intensywność pików dyfrakcyjnych. Przeprowadzono dodatkowe badania przy użyciu dyfrakcji promieniowania synchrotronowego oraz dyfrakcji elektronów rozproszonych wstecznie w celu wyznaczenia energii zgromadzonej w odkształconym materiale. Zależy ona silnie od orientacji krystalograficznej i ma najmniejszą wartość dla orientacji sześciennej, która jest dominujacą składową tekstury rekrystalizacji.

7

Estimation of smimmers anthropometric parameters and surface areas in real swimming conditions

Taiar R., Lodini A., Rouard A., Toshev Y.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2005

|

Vol. 7, nr 1

85-95

EN

The main aim of this study was to propose and to test a reliable method allowing us to obtain data both from static numeric images and numeric video images taken in real swimming conditions and using appropriate computer procedure. Based on these images it is possible to estimate the swimmer's anthropometric parameters and the projected frontal surface (PFS) during swimming. Measurements of sportsmen anthropometric parameters, including swimmers, are usually carried out in a static anatomic position using standard anthropometric method. In the present study, this common method is compared with a new approach which enables us to carry out the anthropometric measurements using numeric images collected both in static and in real swimming conditions. This method offers two advantages: the results are obtained in real dynamic conditions and the measurements are characterized by a high precision and repeatability. The proposed measurement approach is suitable also for other applications in the field of biomechanics.

8

Performance modelling of butterfly swimmers: links between morphometric, kinematic and hydrodynamic variables

Taiar R., Toshev Y., Lodini A., Rouard A., Toshev Y.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2004

|

Vol. 6, nr 2

77-88

EN

The aim of the study is to explain the performance of butterfly swimmers over 100 m butterfly using a set of selected morphometric, kinematic and hydrodynamic parameters. Parametric modelling and mul-tivariate analysis are used in order to define synthetic variables (indices) describing kinematic and morphometric parameters. The possibility of predicting the performance V]00 (mean velocity over 100 m butterfly) using morphology variables is tested. The results showed that the parametric model proposed describes well the performance. The selected kinematic parameter X|lip (instantaneous hip displacement) varies little among the swimmers, whereas for the parameter k (describing the variation of the displacement patterns) highly different values have been obtained. Hip displacements vary essentially according to their shapes - high k values corresponding to swimmers acceleration at the end of the cycle, and low k values corresponding to swimmers with more regular displacements. Thus, k was selected as the only parameter to describe the hip displacement patterns. A negative relation between the performance and the hydrodynamic variables has been obtained confirming that every increase of flow resistance get worse performance. A positive relation between the performance and the individual morphological data has been found, i.e. light and sharp swimmers have in general higher performance. No relation between k and the morphology has been observed. On the contrary, a negative relation between the hydrodynamic variables and the morphology has been obtained.