Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of Distribution of Temperature and Stresses During the Friction Metallisation of AlN Ceramics with Titanium

Hudycz M., Chmielewski T., Golański D.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2016

|

Vol. 60, No. 5

63--67

PL

Przedstawiono wyniki analizy numerycznej złącza AlN-Ti uzyskanego w procesie zgrzewania tarciowego, w którym trzpień tytanowy wcierany był czołowo w podłoże ceramiki azotkowej. Celem procesu było wytworzenie cienkiej powłoki metalicznej z tytanu na podłożu ceramiki, która umożliwiałaby jej dalsze spajanie z metalami. Proces metalizowania ceramiki przez tarcie nie był dotychczas stosowany jako narzędzie do metalizacji ceramiki i jak wykazały wstępne badania, może stanowić korzystną alternatywę w stosunku do obecnie stosowanych długotrwałych i kosztownych procesów metalizowania ceramiki. Poprzez modelowanie numeryczne procesu tarcia ceramiki AlN tytanem uzyskano informacje o rozkładzie pól temperatury oraz naprężeń na powierzchniach kontaktu układu AlN-Ti w fazie tarcia. Otrzymane wyniki będą pomocne w analizie mechanizmu tworzenia się warstwy pośredniej połączenia ceramiki AlN z tytanem.

EN

The article presents the results of the numerical analysis of an AlN-Ti joint obtained during friction welding, where a titanium probe was rubbed fron¬tally into the base of nitride ceramics. The process aimed to create a thin metallic (titanium) coating on the ceramic base enabling its further joining with metals. Until today, the metallisation of ceramics through friction has not been used for the metallisation of ceramics and, as initial tests have proven, this solution can constitute an advantageous alternative to currently used expensive processes of ceramics metallisation. The numerical modelling of the friction of AlN ceram¬ics with titanium enabled the obtainment of information concerning the distri¬bution of temperature fields and stresses on the contact surfaces of the AlN-Ti system during friction. The obtained results will be useful when analysing the mechanism related to the formation of the interpass of the joint connecting the AlN ceramics with z titanium.

2

Modeling of lumbar spine equipped with fixator

Gerke J., Ryniewicz A. M., Madej T.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2015

|

Vol. 11, no. 4

257--262

EN

Anatomical model of fragment of lumbar spine and rod fixator with screw attachment were made. Numerical analyses (use of finite element method) were executed. Results show that stresses in the analyzed structure depend on the size of the fixator used. Authors suggest further research.

3

Problemy tarcia wiertnego w styku skoncentrowanym

Burcan J.

Tribologia

|

2010

|

nr 4

47-56

PL

Opisano model skoncentrowanego styku punktowego uwzględniający naprężenia styczne wynikające z tarcia zewnętrznego. Naprężenia styczne zmieniają charakter i wielkość wypadkowych naprężeń w warstwie wierzchniej. Wartości zredukowanych naprężeń mogą wzrosnąć w stosunku do wartości nacisków nawet o 100%, zaś obszar zalegania o 30%. Powoduje to występowanie odkształceń plastycznych na współpracujących powierzchniach oraz ich intensywne zużywanie podczas tarcia.

EN

The paper presents tangential stress as a result of friction change in the stress distribution in upper surface layer. The increase of this stress may be up to 100% at field of acting greater to 30%. It causes plastic deformation of mating surfaces and their intensive wear during work.

4

Wpływ rozkładu grafitu w żeliwie na jego współpracę z kompozytem na osnowie stopu aluminium

Posmyk A., Bąkowski H.

Kompozyty

|

2010

|

R. 10, nr 2

159-164

PL

Przedstawiono próbę wyjaśnienia wpływu rozkładu wydzieleń grafitu w pierścieniu żeliwnym na mechanizmu zużywania skojarzenia żeliwo EN-GJL-350/kompozyt W6D.22A za pomocą MES. Na podstawie wyników przeprowadzonych badań cech stereologicznych wydzieleń grafitu w żeliwie i cząstek faz zbrojących użytego do badań kompozytu opracowano model skojarzenia i przeprowadzono symulację, w wyniku której uzyskano rozkłady naprężeń i odkształceń w skojarzeniu na początku etapu docierania skojarzenia. W obliczeniach MES uwzględniono dwa skrajne przypadki ułożenia wydzieleń grafitu, tj. wydzielenia są prostopadłe i równoległe do powierzchni tarcia. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń stwierdzono, że naprężenia przy poziomym ułożeniu grafitu są około 50% mniejsze niż przy pionowym. Odkształcenia w obydwóch przypadkach są zbliżone, a ich maksimum znajduje się w strefie przejściowej pomiędzy cząstkami FZ a osnową. Przy pionowym ułożeniu grafitu występuje lokalna koncentracja naprężeń w cząstkach FZ pod krawędzią styku grafitu z perlityczną osnową. Krawędź działa na FZ jak mikroostrze skrawające.

EN

The attempt to explain of the influence of graphite stereological parameters in cast iron piston ring on mechanism of wear in pairing cast iron EN-GJL-350/composite W6D.22A using of Finite Elements Method (FEM) has been presented in this paper. As a result of conducted metallographic and stereological investigations the graphite stereological parameters and its orientation to friction surface in cast-iron and stereological parameters of reinforcing phase of AlMC have been determined. Based on those results, two extreme models of pairing, i.e. with vertical and horizontal graphite orientation have been elaborated and simulating calculations have been conducted. The assumptions for that model are as follows: the average diameter of reinforcing particles d = 15 μm, average distance between particles is 25 μm, the surface fraction of alumina particles NA = 625 mm-2, friction in air (μ = 0.3). The stereological parameters of cast-iron are as follows: average graphite precipitation chord d = 5 μm, average length L = 15 μm, average distance between graphite particles 15 μm. These models have been named "advanced", compared to former simplified model, which does not consider graphite precipitates in cast-iron, i.e. cast-iron is isotropic. Two models of pairing with vertical and horizontal graphite precipitates localisation have been elaborated. Simulation calculations have shown that the maximum of stresses is in graphite precipitates at the contact line between pearlitic cast-iron matrix and the reinforcing phase. The maximal stresses in vertical graphite (82 MPa) are about 50% higher then the stresses in horizontal graphite (55 MPa). Comparing the stresses calculated using advanced and simplified models it should be stated that the average stresses in the contact zone between cast-iron and composite having aluminia reinforcing particles are between the both analysed extreme cases. The maximum stresses are 17-27 times larger then the given load (3 MPa).

5

Wpływ cząstek Al2O3 w materiale kompozytowym na zużycie tribologiczne w badaniach modelowych

Posmyk A., Bakowski H.

Kompozyty

|

2009

|

R. 9, nr 1

29-33

PL

Przedstawiono próbę wyjaśnienia mechanizmu zużywania skojarzenia żeliwo EN-GJL-350/kompozyt W6A.15A za pomocą MES. W wyniku przeprowadzonych badań tribologicznych i metalograficznych wyznaczono współczynnik tarcia i zużycie oraz cechy stereologiczne użytego do badań kompozytu. Na podstawie tych wyników opracowano model skojarzenia i przeprowadzono symulację, w wyniku której uzyskano rozkłady naprężeń i odkształceń w skojarzeniu. W obliczeniach MES uwzględniono dwa przypadki, tj. skojarzenie w spoczynku (µ = 0) oraz w ruchu (µ = 0,3). Siłę tarcia rozłożono na 9 składowych, co 1 µm siatki, co powoduje bardziej równomierny rozkład naprężeń. Symulacja obejmowała etap docierania skojarzenia, w którym cząstki fazy zbrojącej Al2O3 wystają znacznie nad powierzchnię materiału osnowy. Wyniki obliczeń pokazały, że na styku cząstka zbrojąca-żeliwo panują naprężenia 65 MPa, które są około 20-krotnie większe niż przyłożone naciski 3 MPa. Tak duże naprężenia powodują plastyczne odkształcenia żeliwa i intensyfikują jego zużycie. Siły tarcia wywołują naprężenia styczne dochodzące w skrajnym przypadku do 15 MPa, które przewyższają wytrzymałość na ścinanie materiału miejscu styku materiału osnowy i cząstek wynoszącą do 10 MPa. Powoduje to obrót cząstek i ich usuwanie z osnowy, co intensyfikuje zużywanie skojarzenia.

EN

The attempt to explain of the mechanism of wear in pairing cast iron EN-GJL-350/composite W6A.15D using of Finite Elements Methods (FEM) has been presented in this paper. As a result of conducted tribological and metallographic investigations the coefficient of friction, wear rate and stereological parameters of investigated material have been determined. Based on those results, the model of pairing has been elaborated and simulating calculations have been conducted. The assumptions for that model are as follows: the average diameter of reinforcing particles d = 15 µm, average distance between particles is 25 µm, the surface fraction of alumina particles AN = 625 mm-2, the frictionless case (µ = 0) and friction in air (µ = 0.3). The friction force acting on every particle has been divided by nine (one part per one mesh) what causes homogenous stresses dis-tribution. The models of pairing without and with friction forces has been elaborated. Simulation calculations have shown that the maximum of stresses is in a cast iron on the reinforcing phase edge and in a matrix material, on the border between alumina particles and matrix. The maximum stresses (65 MPa) are 20 times larger then the given load (3 MPa). The first maximum helps to explain the wear intensity of cast iron and the second one helps to explain why some particles are removed from the matrix and make damages of the contact surfaces during the wearing in stage of the sliding. The hard alumina particles protruding over the matrix material cause the wear of sliding partner. Normal load acting on sliding parts causes plastic deformations of cast iron resulting in its intensive abrasion wear. Friction force acting tangential to the rubbing surface causes a formation of a rotation moment on the reinforcing particle that tries to rotate the particle. When the rotating moment is greater then the adhesion between matrix material and particle cams to hers removal from the matrix. One removed ceramic particle causes great damages in sliding surfaces of cast iron and aluminium alloy matrix.

6

Rozkład naprężeń wzdłużnych w procesie ciągnienia drutów kwadratowych skręconych

Suliga M., Szota P., Stefanik A.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2009

|

Vol. 76, nr 1

105-107

PL

W pracy przeprowadzono analizę numeryczną procesu ciągnienia drutu kwadratowego skręconego w oparciu o program komputerowy Forge2007Ž, w której to określono rozkłady wzdłużnych naprężeń ciągnienia. Analiza naprężeń ciągnienia drutów kwadratowych skręconych uzyskanych z modelowania i badań doświadczalnych wykazała duże wytężenie materiału, znacznie większe niż w przypadku ciągnienia drutów okrągłych.

EN

In the work the numerical analysis of drawing square twisted wire on the base of Forge2007Ž program in which distribution of longitudinal stresses has been shown. The analysis of drawing stresses square twisted wires used from modeling and experimental investigation shown high effort material which was much bigger then in cause drawing of round wires.