Following paper introduces the nonlinear method of determining the velocity of a vehicle before the impact-the Equivalent Energy Speed (EES). To estimate the magnitude of EES, the method utilizes the deformation work Wdef of the vehicle, defined by the quotient of deformation coefficient Cs and plastic deformation. Combined with the introduction of the B-spline tensor products and least square approximation with probabilistic weights, method shows promising results.
Celem pracy była ocena zjawisk na poziomie mikrostrukturalnym w procesie odkształcania popularnego w zastosowaniach medycznych materiału jakim jest miedź, a w szczególności zbadanie wpływu parametrów indentacji tj. prędkości odkształcenia, czasu przetrzymania i siły obciążania/odciążania na jej właściwości mechaniczne. Szczególną uwagę zwrócono na zależności między strukturą materiału, charakterem odkształcenia i właściwościami mechanicznymi. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że największy wpływ na parametry określone w procesie indentacji spośród badanych zmiennych ma siła, z jaką wgłębnik zagłębia się w materiał. Najwyższą twardość odnotowano przy sile 500 mN i prędkości 5000 mN/min. Również na wielkość energii odkształcenia niesprężystego największy wpływ ma siła obciążenia/odciążenia – jej wzrost o 50% powoduje dwukrotny wzrost pracy odkształcenia niesprężystego.
EN
The aim of the paper was to evaluate phenomena at the microstructural level in the deformation process of copper – a material popular in medical applications, and in particular to investigate the influence of indentation parameters, i.e. strain rate, holding time and loading / unloading force on its mechanical properties. Particular attention was paid to the relationships between the structure of the material, the nature of the deformation and the mechanical properties. As a result of the conducted tests, it was found that from the tested variables the force with which the indenter sinks into the material has the greatest influence on the parameters determined in the indentation process. The highest hardness was recorded at the force of 500 mN and the strain rate of 5000 mN/min. Also, in the inelastic, the loading/unloading force plays has the most important role greatest influence on the amount of inelastic and total work – its increase by 50% causes the twofold increase in the value of the inelastic deformation work.
One of the basic ways to estimate vehicle speeds at the reconstruction of vehicle collisions is the use of methods generally referred to as “energy methods”, where a relation between the “energy equivalent speed” (EES) and the size of permanent vehicle deformation is described. There are several mathematical models used in practice to describe such a relation. Usually, a linear relation between the deformation size (depth) and the energy consumed to cause the deformation (“deformation work”) is assumed. In contrast, the deformation itself and the deformation energy are described in various ways. In consequence, different EES values may be obtained from the calculations, depending on the model used. In the accident reconstruction practice, an increasingly important role is played by the uncertainty and reliability of the analysis results obtained. This article is dedicated to the uncertainty of estimation of the energy equivalent speed (EES). The uncertainty calculation results obtained with the use of one of the typical methods of determining it, i.e. the total differential method, have been presented. The calculations were carried out for five analytical models used to determine the deformation work, based on the deformation size, for several real cases of post-impact vehicle deformation. The calculation results have been presented in the form of tables and graphs, thanks to which comparisons between both the EES values and the values of their absolute and relative uncertainty could be made. The whole analysis has ended with conclusions concerning the values obtained; they may be a source of information on the uncertainty in determining the EES parameter depending on the computation model used.
PL
Jednym z podstawowych sposobów stosowanych przy rekonstrukcji zderzeń samochodów, wykorzystywanym w celu oszacowania ich prędkości, jest grupa tzw. metod energetycznych. W metodach tych opisuje się związek między prędkością równoważną energii EES (z ang. energy equivalent speed), a rozmiarem trwałego odkształcenia pojazdu. Istnieje kilka praktycznie wykorzystywanych modeli matematycznych opisujących ten związek. Zazwyczaj zakładają one liniową zależność między wspomnianym rozmiarem (głębokością) deformacji, a energią zużytą na jej powstanie (tzw. pracą deformacji). W różny sposób natomiast opisywana jest sama deformacja oraz energia deformacji. W zależności od zastosowanego modelu możemy otrzymać inne wartości poszukiwanej prędkości EES. W praktyce rekonstrukcji wypadków coraz istotniejszą rolę odgrywa niepewność i wiarygodność otrzymanych wyników. Przedmiotem artykułu jest niepewność oszacowania prędkości równoważnej energii EES. W pracy zostały przedstawione wyniki obliczeń otrzymane przy użyciu jednej z typowych metod jej określania – metody różniczki zupełnej. Obliczenia zostały wykonane dla pięciu modeli analitycznych wyznaczania pracy deformacji, na podstawie jej rozmiaru, dla kilku rzeczywistych odkształceń pozderzeniowych pojazdów. Wyniki przedstawiono w postaci tabelarycznej oraz wykresów, umożliwiających porównanie zarówno wartości parametru EES, jak i wyznaczonych dla niego niepewności bezwzględnych oraz względnych. Całość została podsumowana wnioskami odnoszącymi się do otrzymanych wartości. Mogą one być źródłem informacji na temat niepewności w wyznaczaniu prędkości EES w zależności od zastosowanego modelu obliczeniowego.
Materials other than standard and advanced high strength steels are remarkable for the thin-walled structures of the car-body in recent years in order to safety enhancement, weight and emission reduction, corrosion resistance improvement. Thus, there are presented in the paper the deformation properties of laser welded austenitic AISI 304 and ferritic AISI 430 stainless steels compared to these one measured for the high strength low alloyed steel H220PD. The properties were researched by tensile test and 3-point bending test with fixed ends on specimens made of basic material and laser welded one. The specimens were welded by solid state fiber laser YLS-5000 in longitudinal direction (the load direction). The deformation properties such as strength, stiffness and deformation work were evaluated and compared. The strength and stiffness were calculated from tensile test results and the deformation work was calculated from both, tensile test and 3-point bending test results. There has been found only minor effect of laser welding to the deformation properties for high strength low alloyed steel H220PD and austenitic stainless steel AISI 304. Otherwise, the laser welding strongly influenced the deformation work of the ferritic stainless steel AISI 430 as well as the elongation at tensile test.
The paper presents the method for prediction the deformation work and the stiffness constant based on the numerical simulation of 3-point bending test. Experiments performed using drawing quality steels, high strength low alloyed steel, dual phase steel, 59 Trip steel and austenitic and ferritic stainless steels have been used to verify the numerical simulation results. Based on the tests of mechanical properties, normal anisotropy ratio and strainhardening exponent performed on TiraTEST 2300 material model by Krupkowski have been determined for numerical simulations and Hill48 as the yield law has been used as well. The deformation work and the stiffness constant have been calculated by trapezoidal approximation of area under bending force-bending path curve and linear regression of the curve. Considering the deformation work, the most suitable are Trip and DP steels at side impact and austenitic stainless steel at frontal impact. Reached results have shown good agreement of experimental tests and numerical simulation.
PL
W pracy przedstawiono metodę prognozowania pracy odkształcenia i stałej sztywności na podstawie symulacji numerycznej 3-punktowego testu zginania. Eksperymenty badawcze przeprowadzono przy użyciu: stali wysokiej jakości, wysokiej wytrzymałości stali niskostopowych, stali dwufazowej, stali typu TRIP (bardzo wysokiej wytrzymałości) i austenitycznych oraz ferrytycznych stali nierdzewnych. Miały one na celu sprawdzenie wyników symulacji numerycznych. Na podstawie badań właściwości mechanicznych, współczynnika anizotropii normalnej i wykładnika umocnienia wykonywanych na maszynie wytrzymałościowej TiraTEST 2300 z wykorzystaniem materiałowego modelu Krupkowskiego, zostały określone parametry dla symulacji numerycznych. Wykorzystano również kryterium plastyczności Hill 48. Praca odkształcenia i stała sztywność zostały obliczone poprzez trapezowe aproksymacje powierzchni pod krzywą: siła zginająca-ścieżka gięcia i poprzez wykorzystanie regresji liniowej do aproksymacji krzywej. Biorąc pod uwagę pracę odkształcenia, najbardziej odpowiednie są stale typu TRIP i dwufazowa przy zderzeniu bocznym oraz nierdzewna stal austenityczna przy zderzeniu czołowym. Osiągnięte wyniki wykazały dobrą zgodność badań eksperymentalnych i symulacji numerycznych.
W artykule przedstawiono analizę parametrów energetycznych procesu walcowania wspomaganego naprężeniami ścinającymi (tzw. walcowanie MEFASS) z uwzględnieniem wartości odkształcenia, jaką można uzyskać w trakcie tego procesu. Badania przeprowadzono dla pasm z miedzi elektrolitycznej, walcowanych w siedmiu przepustach, co pozwoliło na uzyskanie odkształcenia zastępczego równego około 50. Na podstawie zarejestrowanych parametrów procesu walcowania obliczono parametry energetyczne procesu. Uzyskane wartości porównano z procesem walcowania konwencjonalnego. Wykazano, że w procesie walcowania MEFASS można uzyskać większe wartości odkształcenia przy mniejszym względnym zużyciu energii niż w procesie walcowania konwencjonalnego.
EN
Analysis of the energy parameters of the rolling process aided by shear stress (MEFASS rolling) with respect to the strain valuethat can be achieved during this process. The study was conducted for the copper strips, which was rolled in seven passes, which allowed to obtain value of total equivalent strainequal 50. Based on the measured parameters of rolling process deformation work was calculated. Obtained values were compared with the conventional rolling process. It was shown that during the MEFASS rolling process higher values of strain can be obtained, while using less power than in conventional rolling process.
W artykule przedstawiono porównanie wyników procesu walcowania z wymuszoną drogą odkształcenia dla różnych materiałów. Badania były prowadzone dla dwóch materiałów o różnym charakterze płynięcia plastycznego. Głównym celem tych badań było uzyskanie maksymalnej wartości całkowitego odkształcenia zastępczego w materiale. Efekt ten uzyskano poprzez obniżenie prędkości walcowania, zastosowanie maksymalnej częstotliwości ruchu poosiowego i możliwie dużej wartości przemieszczenia osiowego walców. Na skutek wymuszenia drogi odkształcenia zaobserwowano zmniejszenie względnej pracy odkształcenia w trakcie procesu.
EN
Comparison of rolling process with induced strain path research for different metals are presented in this paper. Research was conducted for copper and austenitic steel, which are very different materials in view of plastic flow. The main aim of this research was to obtain maximum value of total equivalent strain during the process. This aim can be achieved when the process is conducted with low value of rolling velocity, maximum value of transverse rolls movement frequency and the biggest possible isplacement of working rolls. Lowering of relative deformation work was observed as effect of induced strain path during the process.
W ostatnich latach w wielu gałęziach przemysłu zastosowanie znajdują nowoczesne materiały, jednak ciągle dominującą rolę odgrywają metale i ich stopy. Wymagane są jednak od tych materiałów coraz lepsze właściwości wytrzymałościowe i użytkowe. Za rozwojem materiałów musi nadążać rozwój technologii ich wytwarzania. Prowadzone w ostatnich latach badania wskazują, że jedną z możliwości dla konwencjonalnych procesów przeróbki plastycznej metali są procesy z wymuszoną drogą odkształcenia. W artykule zaprezentowano wyniki badań procesu walcowania MEFASS prowadzone w Katedrze Modelowania Procesów i Inżynierii Medycznej Politechniki Śląskiej. Badania te miały na celu określenie pracy odkształcenia wykonanej w procesie walcowania MEFASS. Otrzymane wyniki wskazują, że wprowadzenie dodatkowego ruchu narzędzi w procesie walcowania powoduje znaczący wzrost zapotrzebowania energetycznego procesu. W artykule przedstawiono również wyniki badań strukturalnych pasm po procesie walcowania z cykliczną zmianą drogi odkształcenia. Zaprezentowano efekty, jakie zmiana drogi odkształcenia wywołuje w materiale. Badania strukturalne wykazały, że szczególnie istotny jest dobór parametrów prowadzenia procesu walcowania MEFASS ze względu na występującą niejednorodność struktury materiału po odkształceniu.
EN
Modern non-metal materials are applied many industries last years, but still dominant part play metals and metal alloys. However higher demands are set for metals and metal alloys, concerning mechanical and utilitarian properties. Development of the materials must be balanced by development of metal production technology. Results of conducted research indicate, that alternative for conventional metal forming processes are processes with change of the strain path. In this paper research results of MEFASS rolling process are presented. This research were conducted in Department of Process Modelling and Medical Engineering of Silesian University of Technology. One of the most important problems in this work was to evaluate the consumed energy in the process, because research in this area were not done yet. Research results indicated, that additional movement of working rolls caused significant increase of consumed energy during the process. Metallographic research results are also presented in this paper. Structural effects caused by change of the strain path are presented. This research were conducted in Department of Material Science and showed significant influence of process parameters on structure homogeneity of deformed material after rolling
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Cechy funkcjonalne mieszanek mineralno-asfaltowych zależą w dużej mierze od właściwości lepiszczy asfaltowych. Jedną z cech lepiszczy, która wpływa na właściwości mieszanek mineralno-asfaltowych jest kohezja. Na podstawie analizy literatury i przeprowadzonych badań własnych autorów można stwierdzić, że jednymi z najlepszych parametrów do oceny kohezji lepiszczy asfaltowych są parametry uzyskane w badaniu siły rozciągającej w duktylometrze z pomiarem siły: praca odkształcenia, maksymalna siła rozciągająca i wydłużenie. W artykule przedstawiono rozważania nad określeniem umownej pracy sprężystości i plastyczności z pracy odkształcenia uzyskanej w badaniu ciągliwości.
EN
Functional properties of mineral-asphalt mixes notably depend on parameters binder asphalt. One of the bitumen's parameter which influents at properties of mineral-asphalt mixes is cohesion. By on literature analysis and author's own researches it is possible to affirm that one of the best parameters to value cohesion of asphalt binder are parameters receive in ductility test with measurement of strength at once: deformation work, maximum tensile strength and ductility. At the paper presents speculation of evaluate contractual elasticity work and contractual plasticity work receive with ductility test.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The basic properties of bast fibers are discussed with respects of differences between flax and hemp fibers. The main part is devoted to description of influence of enzymatic cottonization on the selected mechanical properties of ultimate flax fibers. For characterization of ultimate strength the Weibull distribution is used. The initial modulus and deformation work are estimated from experimental data.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.