Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ocena dekohezji łopatki turbiny gazowej metodą tomografii komputerowej

Chalimoniuk M., Kułaszka A.

Przegląd Spawalnictwa

|

2013

|

R. 85, nr 12

42--45

PL

W procesie eksploatacji lotniczych silników turbinowych podstawową metodą diagnozowania stanu łopatek wirnikowych jest metoda wizualna (wideoendoskopowa), a wyniki potwierdza się badaniami metalograficznymi, metodą niszczącą. W artykule omówiono metodę – rentgenowską tomografię komputerową (CT) oraz możliwości jej stosowania do diagnozowania zmian stanu łopatek turbin gazowych, jako metodę badań nieniszczących (NDT). Tomografia jest transmisyjną techniką diagnostyczną umożliwiającą uzyskiwanie warstwowych obrazów detalu. Jest ona wykorzystywana w laboratoriach naukowo-badawczych i stosowana w procesie kontroli jakości produkcji. Artykuł przedstawia wyniki badań oceny stanu eksploatowanych łopatek turbiny gazowej metodą wizualną oraz rentgenowską tomografią komputerową. Wyniki te zweryfikowano badaniami metodą metalograficzną. Stwierdzono, że metoda radiograficzna, generując przestrzenny obraz wnętrza łopatek, umożliwia rozpoznanie rodzaju wad, ich wielkości i umiejscowienia. Ponadto zaprezentowano możliwości techniczne tomografu V/tome/x m o mocy lampy 300 kV oraz możliwości obróbki danych w programie do rekonstrukcji VG Studio Max2. Równolegle prowadzone są prace z lampą do nanotomografii o mocy 180 kV i rozdzielczości do 0,5 μm, szczególnie przydatną do badań materiałów kompozytowych.

EN

The basic diagnostic method usually applied to assess technical condition of rotor blades is the visual inspection carried out with use of a video endoscope. The outcome of such an inspection is validated by means of destructive tests by investigation of metallographic polished specimen. This paper outlines the innovative technique of Computer Tomography (CT) and presents its applicability and diagnostic advantages when the method is used for Non-Destructive Tests (NDT) aimed at determination how much blades of gas turbines are deteriorated due to the effect of the operational environment. The method is used by research and scientific laboratories as well as in other fields, including quality control at manufacturing plants. The paper compares results for evaluation of technical condition demonstrated by gas turbine blades and acquired from visual inspections against the ones from investigations by means of Computer Tomography. Finally, the results were validated by investigation of metallographic microsections. It was found out that the X-ray method is capable of producing 3D images for inner spaces of blades and thus enables identification of defect types, their sizes and locations. In addition, the paper presents technical performances of the V/tome/x m tomography with the X-ray tube for 300 kV voltage and capabilities of the VG Studio Max2 software designed for reconstructions of images. In parallel, investigations with the use of a tube for nanotomography for the voltage of 180 kV and resolution of 0.5 μm are also in progress since that type of tube is particularly useful for investigation of composite materials.

2

Classification of internal damages of the sample with a layer based on acoustic emission and microscopic observations

Piątkowska A., Kucharski S.

Diagnostyka

|

2012

|

nr 4(64)

49-53

EN

An acoustic emission (AE) method was used to detect internal damages of diamond-likecarbon (DLC) thin layer deposited on silicon substrate. The AE signals were recorded during the entire indentation test using a broadband piezoelectric microsensor with measuring range 80Hz-1950kHz. Depending on the indenter's load, observations of surface by scanning electron microscopy (SEM) did not reveal any damage or showed single small cracks in the Vickers impression area. Therefore, it was assumed that the majority of the AE pulses originate from internal damages. Using the method of Focused Ion Beam (FIB) ion milling, indenter impression cross sections were performed. In this way, internal damages caused by indentation, such as decohesion of DLC-layer, DLC-layer cracking and the Si-substrate cracking, were revealed. As a result of microscopic and AE signal data comparison, it was possible to identify the type of failure and to describe the progress of damage during indentation. The results will be helpful in the selection of parameters during hardness tests of layered materials and in the analysis of the strength properties of the samples with layers.

PL

W niniejszej pracy metoda pomiarów emisji akustycznej (EA) została zastosowana do detektowania wewnętrznych uszkodzeń cienkiej warstwy DLC nałożonej na krzemowe podłoże. Uszkodzenia realizowane były w teście indentacji, a rejestracji sygnałów EA dokonywano podczas całego procesu obciążania i odciążania wgłębnika Vickersa. W zależności od wielkości maksymalnego obciążenia na powierzchni odcisków obserwowano za pomocą mikroskopu skaningowego brak bądź występowanie małych pęknięć warstwy DLC. Zarejestrowane sygnały EA pochodziły głównie z uszkodzeń wewnętrznych, które były ujawnianie za pomocą trawienia wiązką jonów. Zaobserwowano uszkodzenia różnego rodzaju, takie jak dekohezja i pęknięcia lateralne warstwy i/lub podłoża. Za pomocą parametrów sygnału EA możliwe było określenie rodzaju oraz zasięgu wewnętrznych uszkodzeń.

3

Zdarzenia rzadkie. Awaria mechanizmu zwodzenia wysięgnika załadowczego koparki

Dudek D., Pękalski G., Wojnicz W., Woźniak Z.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2011

|

R. 52, nr 3-4

118-121

PL

Opis i analiza wyjątkowego przypadku awarii śrubowego mechanizmu zwodzenia wychylnej końcówki wysięgnika odbierającego koparki SRs-1200. Nieoczekiwany zbieg okoliczności doprowadził do dekohezji rdzenia śruby zwodzącej i opadnięcia końcówki wysięgnika wraz z kabiną operatora na poziom roboczy.

EN

Description and analysis of rare cases offailure of SRs 1200 excavator boom luffing screw gear have been presented. Unexpected coincidences caused decohesion of screw core of the luffing and fracturing of the outrigger end along with driver's cage.

4

Modelowanie numeryczne procesu wykrawania z uwzględnieniem fazy pękania

Kut S.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2008

|

Vol. 57, nr 3

431-438

PL

W pracy przedstawiono symulację numeryczną procesu wykrawania z uwzględnieniem fazy pękania ciągliwego. Początek fazy oraz przebieg jej trajektorii prognozowano w oparciu o tzw. wskaźnik wykorzystania odkształcalności. Opracowano oraz zaimplementowano do programu MSC MARC/Mentat specjalny podprogram, który umożliwił obliczanie wartości wskaźnika wykorzystania odkształcalności. Rozwój pęknięcia modelowano poprzez wykasowywanie w kolejnych krokach deformacji tych elementów, w których została przekroczona krytyczna wartość wymienionego wskaźnika. Symulację przeprowadzono dla próbek wykonanych z blachy stalowej o grubości 3,5 mm, wielkości luzu Lj = 0,5 mm. Otrzymane rezultaty porównano z wynikami badań eksperymentalnych. Zwrócono uwagę na kształt powierzchni przecięcia.

EN

This paper presents numerical simulation of a blanking process including a ductile fracture phase. The beginning of ductile fracture phase and its trajectory has been predicted using the formability utilization indicator. The specialized subroutine for MSC Marc Mentat software has been developed and implemented to calculate the formability utilization indicator. The fracture progress has been modelled by step-by-step deleting the segments, where the formability utilization indicator's critical value has been exceeded. FEM simulation has been performed for the samples made of sheet steel (thickness 3.5 mm) for clearance Lj = 0.5 mm. The simulation results have been compared with experimental ones. The cross-cut section has been carefully checked.

5

Determination of decohesion stress in cast iron matrix basing on the brittle fracture criterion and yield condition

Piekło J., Maj M.

Archives of Foundry Engineering

|

2008

|

Vol. 8, iss. 3s

93--96

EN

Problems discussed in this study are related with the determination of the critical value of stress which, when exceeded, will cause the decohesion of cast iron matrix in accordance with the Ludwik – Scheu criterion and yield condition. The values of the effective stress σef present in the matrix and examined in function of the nominal stress σnom present on a boundary of the examined area were determined by the finite element method (FEM) for selected graphite shapes. The study proves that from the run of function σef = f(σnom) and using one of the above mentioned criteria one can judge about the mode of fracture and about the value of the stress intensity factor KI of the matrix. The determination of function σef = f(σnom) for a given configuration of the matrix type and graphite precipitates shape and distribution effectively eliminates the computing problems resulting from the fundamental assumption adopted in the classical continual fracture mechanics that the examined material is a continuum.

6

Mechanizmy dekohezji występujące podczas skrawania aluminiowych materiałów kompozytowych wzmacnianych ceramicznymi włóknami AL2O3 typu saffil

Cichosz P., Karolczak P.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2006

|

z. 66 [227]

39-45

PL

W pracy opisano aluminiowe materiały kompozytowe wzmacniane ceramicznymi włóknami Al203 typu saffil. Przedstawiono eksperyment, w którym wykorzystano urządzenie do wybuchowego przerywania procesu skrawania w toczeniu. Określono mechanizmy dekohezji występujące podczas skrawania aluminiowych materiałów kompozytowych.

EN

In this paper the aIuminum matrix composites reinforced with ceramic fibre Al2O3 type safil were described. For example of orthogonal turning were defined mechanisms of decohesion, that occur during cutting aluminum matrix composites. It was featured the experiment in that the equipment to explosion breaking of the cutting process was used. Results of research were presented.

7

Ocena przyczyn dekohezji wybranych laminatów warstwowych na podstawie kryterium strukturalnego

Dąbrowski H.

Kompozyty

|

2006

|

R. 6, nr 4

71-74

PL

Opierając się na strukturalnym kryterium wytężenia, dokonano analizy przyczyn dekohezji laminatów warstwowych o wzmocnieniu krzyżowym [š30], [š45] oraz [0/90]. Ponieważ model strukturalny stosowany do analizy uwzględnia w opisie wytężenia laminatów wytrzymałość włókien osnowy i warstwy granicznej, wiec wytrzymałości tych elementów oraz ich zmiany zostały uwzględnione w rozważanych laminatach. Rozpatrzono modele laminatów, w których osnowa i warstwa graniczna wykazywały różne wartości wytrzymałości. Korzystając z modelu strukturalnego, oceniono naprężenia krytyczne powodujące wytężenie jednego z elementów struktury. Ocenę te przeprowadzono dla dróg obciążania zawartych w przedziale 0-360° na płaszczyźnie [sigma]x - [sigma]y. Przyjęto, że osiągnięcie jednego ze stanów krytycznych przez włókna, osnowę lub warstwę graniczną [1] jest równoznaczne z osiągnięciem stanu krytycznego przez laminat. Na podstawie obliczonych wartości naprężeń krytycznych sporządzono wykresy krzywych granicznych we współrzędnych [sigma]x - [sigma]y. Na wykresach tych zaznaczono również obszary, w których zawarte drogi obciążania powodują dekohezję danego elementu struktury. Stwierdzono, że przyczyna dekohezji zależy nie tylko od struktury laminatu, wytrzymałości jego elementów, ale także od drogi obciążania. Oceniono wpływ struktury (kierunków ułożenia warstw) oraz wytrzymałości wymienionych elementów struktury na przyczyny dekohezji badanych laminatów. Wyniki zilustrowano na wykresach.

EN

Phenomenological criterions, which are applied for estimation of the uniaxial strengthened layers oriented, require of strength tests of the layers. It makes difficult to use the laminates design and optimization processes of their structure elements. Additional defect of these applied criterions, which are used in method of elimination of layers is lack of information, which of them are the weakest elements and then undergo the decohesion process as the first links. It makes impossible to elaborate the method of the laminate strength properties improving the weakest element of its structure. It should be done during laminate structure design when structure elements are selected (fibers, warp and then- chemical treatment). The causes of fracture were identified in cross-reinforced (š30, š45, 0/90) ply laminates using a structural criterion. The model takes account of all the three material elements: fibres, matrix and phase interface, so strength characteristics and then- changes for all the three constituents were used in the analysis. Laminates with differing strengths of the matrix and the interface were considered. The structural model yielded critical stresses for each element. The analysis involved loading paths from the 0-360° range at the [sigma]x - [sigma]y plane. It was assumed that attaining a critical condition by the fibres, the matrix or the interface is equivalent to attaining the critical condition by the whole laminate. The computed critical stresses served as a basis for determining plots of limit curves in the [sigma]x- [sigma]y coordinates. In the plots the areas are marked that contain those loading paths which are responsible for damaging a particular structural element. It was found therefore that fracture in laminates is affected not only by their structure and strength of individual structural elements, but also by a loading path applied. Example plots show how the ply configuration and strength of individual structural elements determine types of fracture.

8

Próba oceny energii aktywacji w kompozytach termoplastycznych

Porębska R.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2006

|

R. 103, z. 6-M

401-406

PL

Dekohezja tworzyw sztucznych to dziedzina wiedzy, w której wiele pytań wciąż pozostaje bez odpowiedzi. Pomocne tutaj mogą okazać się badania nad energią aktywacji, rozumianą tutaj jako energię potrzebą do zerwania wiązań między osnową a napełniaczem. Jej wyznaczenie dostarczyć może cennych informacji na temat procesów zniszczenia zachodzących w kompozytach polimerowych.

EN

The research of activation energy are very important when we talk about decohesion of polymer composites. If we know the value of this energy we can describe the failure process of composites more precise.

9

Pojęcia i zależności w liniowej i nieliniowej mechanice pękania

Wnuk M. P.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2004

|

nr 1

35-48

EN

At the beginning of the past century the Theory of Elasticity 'was supplemented by anew hypothesis, which took into account occurrence of discontinuities within an elastic continuum. This discontinuity appears in form of a crack, either stationary or propagating, and the hypothesis, which was put forward by Griffith, appended a single additional term into the expression for the total potential energy of the considered system. The additional term describes the surface energy of the newly formed crack, and it is drawn either from the work of the external forces or from the strain energy stored in an elastic medium. The energy criterion of Griffith produced an expression for the critical stress, at which the crack growth will initiate. The predicted values of this stress are significantly different from those calculated on the basis of Neuber's classic formula involving he stress magnification/actor. The differences become unacceptable for the limiting case, when the radius of curvature, measured at the crack tip, approaches zero. While the classic formula looses then its sense, it turns out that the product of the radius of curvature and the Neuber's factor reduces in the limit of sharp crack to a finite value, namely the SIR The symbol designates "stress intensity factor" and-as defined by Irwin- it depends on the applied stress, size of the defect and geometry of the specimen. Griffith formula explained the substantial differences between the measured values of material ultimate strength and those predicted by the molecular considerations carried out for a per feet continuum that does not posses any cracks. Extensive testing and the case studies stemming from the engineering practice confirmed the new formula, and it gave rise to the new domain within the theory of strength, namely the Mechanics of Fracture.

PL

Na początku ubiegłego stulecia teoria sprężystości została uzupełniona nową hipotezą, która uwzględniła możliwość nieciągłości pola przemieszczeń w continuum sprężystym. Nieciągłością taką jest szczelina, stacjonarna lub też poruszająca się, a podstawową hipotezą jest tutaj hipoteza Griffitha, która uzupełnia wyrażenie na całkowitą energią potencjalną rozważanego systemu o jeden dodatkowy człon, mianowicie energia swobodnej powierzchni. Energia ta powstaje w trakcie propagacji szczeliny, a źródłem jej jest albo praca sił zewnętrznych, albo też energia sprężysta zmagazynowana w ciele poddanym obciążeniu. Z kryterium energetycznego Griffitha wynika wzór na krytyczne naprężenie, przy którym następuje inicjacja pęknięcia. Wzór ten jest rożny od wzoru Neubera zawierającego współczynnik koncentracji naprężeń, a różnice między obydwoma wzorami są tym większe im mniejszy jest promień krzywizny u wierzchołka szczeliny, kiedy to współczynnik Neubera zmierza do nieskończoności, a klasyczne wyrażenie na naprężenie krytyczne traci sens. Okazuje się, ze iloczyn współczynnika Neubera oraz promienia krzywizny posiada skończoną granice, proporcjonalną do miary intensywności pola naprężeń w pobliżu wierzchołka szczeliny. Taką miarą jest "SIF", wprowadzony przez Irwina, czyli współczynnik intensywności naprężenia, zależny od przyłożonych sił, wielkości defektu oraz geometrii próbki. Wzór Grifitha wyjaśnił ogromne rozbieżności między mierzonymi wartościami wytrzymałości, a ich teoretycznymi oszacowaniami wynikającymi z rozważań molekularnych dotyczących ciał bez defektów. Wzór Griffitha został sprawdzony w praktyce inżynierskiej i dał początek nowej dziedzinie w teorii wytrzymałości ciał niedoskonałych, tzn. takich, które zawierają wewnętrzne (lub brzegowe) pęknięcia jeszcze w sianie nieobciążonym. Teoria ta nosi nazwę Mechaniki Zniszczenia lub też Mechaniki Pęknięć.

10

Temperatura skrawania. Część II. Temperatura wióra : badania doświadczalne

Miernikiewicz A., Przybylski L.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2004

|

Vol. 24, nr 2

49-60

PL

Wykorzystując wyniki symulacji komputerowej rozprzestrzeniania się pola temperatury, opracowano program do oceny temperatury skrawania podczas toczenia. Zbadano wpływ warunków obróbki na budowę i strukturę wióra powstającego podczas toczenia stali 55 obrobionej cieplnie do twardości HRC 38š2. Przedstawiono i zastosowano model źródła energii pozwalający na oszacowanie wartości temperatury wióra w strefie dekohezji podczas toczenia. Uzyskano zadowalające wartości temperatury wióra w strefie skrawania obliczone na podstawie przyjętego modelu. Model ten można rozszerzyć na inne sposoby obróbki. Zestawiono wyniki badań teoretycznych i eksperymentalnych oraz przedstawiono wnioski.

EN

Using the results and conclusions of the numeric simulation of the area temperature spreading, a research program to estimate the cutting temperature while turning has been done. The influence of the machining conditions to describe the shape and the structure of the chip formation during turning steel has been done. The source energy model enabled to evaluate the temperature value into the cutting zone while turning, has been presented. This model can be extended into other machining methods. The authors obtained satisfactory estimated results of chip temperature value in the cutting zone calculated from the according model. Theoretical and experimental results and conclusions have been presented.

11

Temperatura skrawania. Część I. Badania teoretyczne

Miernikiewicz A., Przybylski L.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2004

|

Vol. 24, nr 2

39-48

PL

Moc i gęstość mocy należą do parametrów określających termodynamiczne warunki skrawania. Znajomość tych parametrów może się przyczynić do sformułowania hipotezy dotyczącej wartości temperatury, kształtu pola temperatury lub przedziału zmienności temperatury, w którym zachodzi rozpatrywany proces. Na podstawie analizy dotychczasowego stanu badań oraz opisu obszaru deko-hezji materiału podczas toczenia stwierdzono, że stosowane metody i środki nie pozwalają na dostatecznie wiarygodne opisanie pola temperatury ani na pomiar jej wartości w strefie dekohezji podczas skrawania. Podjęto próbę oceny wartości temperatury w strefie obróbki prowadzonej różnymi sposobami. Wykorzystano rozwiązania ciągłe równania przewodzenia ciepła dla wybranych schematów źródła (ciepła) energii i ciała, na które to źródło działa. Dokonano komputerowej symulacji rozprzestrzeniania się pola temperatury w funkcji czasu oraz w funkcji położenia rozpatrywanego punktu wewnątrz ciała. Przeanalizowano wykonane symulacje i przedstawiono wnioski.

EN

The power and the power's density define the thermodynamic conditions of the process. To know the value of those parameters may give the chance to formulate the hypothesis concerning the value of the temperature, the shape of the temperature area or the variability interval of the temperature's value where the process is formed. The analysis of researches and reports concerning cutting temperature in the cutting area while machining, found that the methods and research means used until now did not enable to describe the temperature area and the temperature value in the cutting zone. The authors try to estimate the value of the temperature in the cutting zone while turning. The continue equation of heat conduction were used for various scheme of heat source and body. A numeric simulation of the temperature area propagation depending on time and the investigated point distance into the body has been done. An analysis of carried out simulations and conclusions have been presented.

12

Wpływ temperatury spiekania na mechanizm dekohezji kompozytu Al-(Al2O3) p

Olszówka-Myalska A.

Kompozyty

|

2001

|

R. 1, nr 1

64-67

PL

Badano materiały kompozytowe typu osnowa aluminiowa-cząstki Al2O3, otrzymane w wyniku osiowego dwustopniowego prasowania w różnej temperaturze. Przeprowadzono obserwacje struktury metodami SEM, pomiary gęstości i twardości. W kompozycie stwierdzono występowanie trzech różnych mechanizmów dekohezji w zależności od temperatury procesu.

EN

A composite of an aluminum matrix reinforced with alumina particles of 500 mesh granulation was obtained by powder metallurgy methods. A mixture of aluminum powder (Fig. 1) and alumina powder (Fig. 2) was axially pressed in Degussa press in vacuum. Two stages of pressing were applied. At the first one, pressure of 15 MPa, temperature of 400°C and time 30 minutes were applied and at the second, pressure was applied of 150 MPa, temperatures of 500, 550, 600 and 640°C and time of 50 minutes. The composites density determined by Archimedes method and the hardness determined by Brinell method were changing with the pressing temperature (Table 1). Structure examinations of the obtained composites were performed on polished samples and fractures by means of a scanning electron microscope FE Hitachi 4200 with EDX Noran System 3500. The results are presented in Table 2 and Figures 3-6. At temperature of 500 and 550°C between the aluminum powder particles a bonding was formed containing micropores and decohesion occurred on grain boundaries. The matrix ductile fracture throughout the volume was observed in the sintered material at a temperature of 600°C and higher. Differences were found in the bonding structure: aluminium oxide particle-aluminium matrix. In composites sintered at 500°C a typical mechanical bonding occurs, which undergoes changes with a growing temperature and at 640°C has a diffusive character. Three basic decohesion mechanisms of the sintered composite Al-(Al2O3)p were identified: - intergranular, in matrix and along the boundaries matrix - alumina particle; - transcrystalline ductile in the matrix and along the boundries: matrix - particle; - transcrystalline ductile in the matrix and transcrystalline brittle in particles. The results obtained allowed to define initial conditions of sintering the AI-(Al2O3)p composite which contains intermetallic phases.

13

Influence of sintering temperature on decohesion of Al-(Al2O3)p composite modified with nickel.

Olszówka-Myalska A.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 5

683-686

EN

Aluminium matrix composite reinforced with alumina particles coated with nickel was investigated. Nickel layer of thickness less than 1 micrometer was deposited by chemical method on Al2O3 particles with 500 mesh granulation. Hot pressing in Degussa press was used to obtain composite materials. The decohesion of composite material depending on sintering temperature was analysed by SEM methods. Different mechanisms of composite decohesion were identified. The role of reactive bonding was analysed.

PL

Badano kompozyt z osnową aluminiową i cząstkami tlenku aluminium o granulacji 500 mesh pokrytymi metodą chemiczną warstwą niklu o grubości mniejszej od 1 mikrometra. Materiał otrzymano w wyniku prasowania na gorąco w prasie Degussa mieszaniny proszków. Metodami SEM analizowano wpływ temperatury spiekania na mechanizm dekohezji kompozytu. Stwierdzono występowanie różnych mechanizmów dekohezji oraz wpływ, powstałego na granicy cząstka-osnowa, połączenia reaktywnego.

14

New predictor-corrector method used as a solver for decohesion problem

Kowalczyk M.

Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences

|

1998

|

Vol. 5, nr 4

399-420

EN

In certain problems of loading of elastic-perfectly plastic thin sheets a continuous displacement solution may not exist. The evolution of plastic zone is then connected with the evolution of discontinuity lines in both velocity and displacement fields. In the present paper it is assumed that in the presence of discontinuity lines the localized plastic zones start to proceed. A numerical study of decohesion within thin elastic-plastic sheets is conducted to total collapse. It is shown, that the localized plastic flow may develop simultaneously with the diffuse plastic zones. The structural softening caused by decohesive cracks is coupled with a complex elasto-plastic deformation process, where the previously developed diffuse plastic zones are subjected to unloading. The post-critical analysis is performed using a new reliable algoritm of a continuation method. The algorithm is based on a rank analysis of the rectangular matrix of the homogeneous set of incremental equations.