Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Formulating delamination-fretting wear failure predictive equation in HAp coated hip arthroplasty using multiple linear regression model

Nagentrau M., Ibrahim N.H., Jamian S., Mohd Tobi A.L.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2022

|

Vol. 115, nr 2

76--85

EN

Purpose: Present paper addresses the formulation of delamination-fretting wear failure predictive equation in HAp-Ti-6Al-4V interface of hip arthroplasty femoral stem component using multiple linear regression model. Design/methodology/approach: A finite element computational model utilising adaptive meshing algorithm via ABAQUS/Standard user subroutine UMESHMOTION is developed. The developed FE model is employed to examine effect of different HAp-Ti-6Al-4V interface mechanical and tribological properties on delamination-fretting wear behaviour. The FE result is utilised to formulate predictive equations for different stress ratio conditions using multiple linear regression analysis. Findings: Delamination-fretting wear predictive equations are successfully formulated with significant goodness of fit and reliability as a fast failure prediction tool in HAp coated hip arthroplasty. The robustness of predictive equations is validated as good agreement is noted with actual delamination-fretting wear results. Research limitations/implications: The influence of different mechanical and tribological properties such as delamination length, normal loading, fatigue loading, bone elastic modulus and cycle number under different stress ratio on delamination-fretting wear failure is analysed to formulate failure predictive equations. Practical implications: The formulated predictive equation can serve as a fast delamination-fretting wear failure prediction tool in hip arthroplasty femoral stem component. Originality/value: Limited attempt is done to explore the potential of utilizing multiple linear regression model to predict failures in hip arthroplasty. Thus, present study attempt to formulate delamination-fretting wear failure predictive equation in HAp -Ti-6Al-4V interface of hip arthroplasty femoral stem component using multiple linear regression model.

2

Numerical analysis of geometrical parameters effect on contact zone under fretting fatigue loading

Ikhlef Chaouch Mohamed, Baltach Abdelghani, Benhamena Ali

Advances in Materials Science

|

2022

|

Vol. 22, nr 4(74)

5--20

EN

The fatigue process under fretting conditions is characterized by small oscillatory movements due to vibrating or cyclic loads between two surfaces in contact. Two phenomena can arise as a consequence: the surface wear of the bodies in contact, giving rise to the so-called fretting wear. The second phenomenon concerns crack nucleation in the contact region, causing a reduction in the fatigue strength of the component subjected to cyclic loading. This process is called “fretting fatigue”. In the present study, finite element models (2D-FEM) are provided to demonstrate the effect of pad radius on the contact parameters such as: contact pressure, shear traction, stresses, sliding, size of contact line and crack nucleation and its location along the contact line of aeronautical Al2024 alloy under fretting fatigue loading. Six numerical models are utilized to describe the effect of changing pad radii on contact stresses and damage of crack nucleation. The Ruiz parameter criterion should be used to predict the location of crack initiation in the contact zone. Comparison of the finite element results shows that there is a good agreement between the numerical modeling predictions with those analytical results. The stress field, relative slip, and damage parameters in fretting fatigue loading were highlighted. The pad radius substantially affects the distribution of contact parameters. Particular attention must be taken into consideration to this variable when analyzing the structure in fretting fatigue.

3

Tribokorozja jako efekt działania pary trącej w medium płynu synowialnego na przykładzie implantu – endoprotezy stawu biodrowegoTribokorozja jako efekt działania pary trącej w medium płynu synowialnego na przykładzie implantu – endoprotezy stawu biodrowego

Stanek Wiktor

Ochrona przed Korozją

|

2021

|

nr 12

387--395

PL

Idealny materiał implantu endoprotezy stawu biodrowego powinien mieć elastyczność modułu kości, wysoką odporność na korozję i zużycie oraz doskonałą biokompatybilność. Aby osiągnąć maksymalną wydajność i trwałość implantu, producenci używają różnych materiałów do różnych części implantu. Korozja odgrywa znaczną rolę w uwalnianiu jonów metali, jednak zarówno zużycie (proces mechaniczny) jak i korozja (proces chemiczny) działają synergistycznie („tribokorozja”) w obecności płynu maziowego/synowialnego bogatego w białko. Ta interakcja powoduje generowanie złożonych produktów degradacji. Gdy dwa metale stykają się ze sobą i przechodzą proces trybologiczny (zużycie przez tarcie lub fretting), zużyty materiał w postaci gruzu zostaje uwolniony z ich węzła par trących. Są to cząstki zużycia mechanicznego lub produkty korozji i/lub jony metali. Ogólnie rzecz biorąc, tribokorozja jest procesem nieodwracalnym, skutkującym transformacją/degradacją materiału z wynikającą zmianą funkcji mechanicznej urządzenia. Wynika to z synergicznej interakcji mechanizmów ślizgowych, ściernych, frettingu, korozji szczelinowej i galwanicznej prowadzących do mechanicznej zmiany implantu. Tribokorozja systemów biologicznych jest trudna do przetestowania ze względu na złożoność struktury powierzchni i dużą liczbę zaangażowanych procesów. Odkrycie efektu synergicznego może wnieść wiele istotnych informacji na temat powstawania biotribowarstw, ich struktury i jednorodności na powierzchni implantu oraz wszelkich korzystnych (lub szkodliwych) efektów.

EN

An ideal hip joint endoprosthesis material should have bone module flexibility, high corrosion and wear resistance, and excellent biocompatibility. To achieve maximum implant performance and durability, manufacturers employ different materials for different parts of the implant. Corrosion plays an important role in the release of metal ions, however both wear (mechanical process) and corrosion (chemical process) act synergistically („tribocorrosion”) in the presence of protein-rich synovial fluid. This interaction generates complex degradation products. When two metals come into contact with each other and undergo a tribological process (wear by means of friction or fretting), the waste material is released as debris from the friction pair. These are wear particles or corrosion products and / or metal ions. In general, tribocorrosion is an irreversible process, resulting in the transformation / degradation of material, and leading to a change of the mechanical function of a device. This is due to the synergistic interaction of sliding and abrasive mechanisms, fretting, crevice and galvanic corrosion leading to a mechanical change of the implant. Tribocorrosion of biological systems is difficult to analyse due to surface structure complexity and a large number of processes involved. The discovery of the synergistic effect can provide much important information on the formation of biotribolayers, their structure and uniformity on the implant surface and any beneficial (or harmful) effects. An ideal hip joint endoprosthesis material should have bone module flexibility, high corrosion and wear resistance, and excellent biocompatibility. To achieve maximum implant performance and durability, manufacturers employ different materials for different parts of the implant. Corrosion plays an important role in the release of metal ions, however both wear (mechanical process) and corrosion (chemical process) act synergistically („tribocorrosion”) in the presence of protein-rich synovial fluid. This interaction generates complex degradation products. When two metals come into contact with each other and undergo a tribological process (wear by means of friction or fretting), the waste material is released as debris from the friction pair. These are wear particles or corrosion products and / or metal ions. In general, tribocorrosion is an irreversible process, resulting in the transformation / degradation of material, and leading to a change of the mechanical function of a device. This is due to the synergistic interaction of sliding and abrasive mechanisms, fretting, crevice and galvanic corrosion leading to a mechanical change of the implant. Tribocorrosion of biological systems is difficult to analyse due to surface structure complexity and a large number of processes involved. The discovery of the synergistic effect can provide much important information on the formation of biotribolayers, their structure and uniformity on the implant surface and any beneficial (or harmful) effects.

4

Fretting-Wear Mechanism of Textured Surfaces

Pashechko Mykhaylo, Marchuk Volodymyr, Kindrachuk Myroslav, Tisov Oleksandr, Kornienko Anatolii, Dukhota Oleksandr

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2019

|

Vol. 13, no 3

186--191

EN

The wear mechanism of textured dimpled in conditions of lubricated fretting-wear is established, which, in contrast to others, takes into account possibility of removing deterioration products out of tribo-contact areas into dimples, preventing their action as abrasive material. Selection of optimal structural parameters of selectively dimpled areas allows to reduce duration of tribological couple running-in time. Depending on texture type, friction coefficient was reduced from 0.27 (for untreated furface) to 0.18, and wear loss – from 7.8 ×10–3g to 3.3 ×10–3g.

5

Fretting Corrosion Studies of Materials Used for Elements of Hip Joint Endoprostheses

Wielowiejska-Giertuga A., Wiśniewski T., Rubach R.

Tribologia

|

2018

|

nr 5

143--151

EN

The operational durability of a hip endoprosthesis depends, among others, on the intensity of the damage processes of kinematic junction elements caused by fretting corrosion processes. In the article, the results of comparative studies on the fretting corrosion resistance of alloys commonly used for hip joints, i.e. Ti6Al4V, CoCrMo, stainless steel M30NW, and 316LVM, are presented. The research was carried out by means of a tribological pin-on-disc tester working in reciprocating motion, integrated with a potentiostat equipped with a triac electrode. The tribosystem was a pin pressed by a constant force to a reciprocating disc with a certain amplitude and frequency. The tests were carried out in a medium of aqueous bovine serum heated to 37°C. The conducted comparative tests of the above mentioned materials will allow selection of the best material combination in terms of tribological and fretting corrosion resistance. Under optimized conditions, the modified oils obtained a needed appropriate viscosity class.

PL

Trwałość eksploatacyjna endoprotez stawu biodrowego zależna jest między innymi od intensywności procesów niszczenia elementów połączeń kinematycznych wywołanych procesami korozji frettingowej. W artykule przedstawiono wyniki porównawczych badań odporności na korozję frettingową stopów powszechnie stosowanych na elementy endoprotez stawu biodrowego: Ti6Al4V, CoCrMo, M30NW oraz 316LVM. Badania realizowano za pomocą testera tribologicznego typu pin-on-disc pracującego w ruchu posuwisto-zwrotnym, zintegrowanego z potencjostatem wyposażonym w układ trójelektrodowy. Skojarzenie badawcze stanowił trzpień dociskany ze stałą siłą do płytki poruszającej się ruchem posuwisto-zwrotnym o określonej amplitudzie i częstotliwości. Testy przeprowadzono w środowisku roztworu wodnego surowicy bydlęcej podgrzanej do temperatury 37°C. Przeprowadzone testy porównawcze wymienionych materiałów pozwolą na wytypowanie najkorzystniejszego skojarzenia materiałowego pod względem tribologicznym oraz odporności na fretting-korozję.

6

Experimental method of tribological modelling of different coatings of stainless steel

Djilali K. A., Serrier M.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 22, nr 4

1273--1285

EN

Fretting wear is a unique form of material degradation caused by small amplitude oscillatory relative motion of two surfaces in contact. Fretting wear is typically encountered at relative displacements of less than 300 m and occurs in either a gross slip regime [1] (where there is slip displacement across the whole contact), or a partial slip regime (where there are parts of the contact where no slip displacement occurs). Fretting wear is experienced within a wide range of industrial sectors, [2] including aero engine couplings, locomotive axles and nuclear fuel casings [3]. Under higher loads and smaller displacement amplitudes, the contact will be within the partial slip regime, often resulting in fretting fatigue where the dominant damage mode is a reduction in fatigue life [4]. Friction is a very common phenomenon in daily life and industry, which is governed by the processes occurring in the thin surfaces layers of bodies in moving contact. The simple and fruitful idea used in studies of friction is that there are two main non-interacting components of friction, namely, adhesion and deformation [5, 6].

7

Fretting in orthodontics and its test methods

Czepułkowska W., Jastrzębski W.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2018

|

Vol. 94, nr 2

55--64

EN

Purpose: A review of the literature regarding the occurrence of fretting wear in orthodontics and its test methods have been presented. Design/methodology/approach: The influence of micro-movements occurring in the oral cavity on the occurrence of fretting wear in a fixed orthodontic appliance is discussed. The fretting test methods were analysed, taking into account tine shape of the samples and the amplitude of the movements, calculated according to the Hertz contact problem. Fretting-corrosion tests on tines wear of materials are included. Findings: Fretting occurs between the bracket and the orthodontic archwire in a fixed appliance. The test of the amount of wear material mainly uses samples created for the needs of the device. The test of ready-made components of a fixed appliance usually relate to the value of the coefficient of friction. The use of coatings increases the coefficient with the simultaneous reduction of the amount of wear material. Fretting-corrosion occurring in the oral environment has a negative impact on the wear of materials. The value of the total area of abraded material after fretting is unknown. Research limitations/implications: Particles of fretting wear

8

The effect of wear debris removal on the fretting of rough surfaces

Lenart A., Pawlus P., Dzierwa A., Woś S.

Tribologia

|

2017

|

nr 4

47--54

EN

Experiments were conducted using an Optimol SRV5 ball-on-disc tribotester under dry gross slip fretting conditions. A sphere of 10 mm diameter from 100Cr6 steel of 64 HRC hardness contacted a disc made of 42CrMo4 steel of lower hardness (42 HRC). Normal load was set to 45 N, the test duration was 15 min, the number of cycles was 18000, and the frequency was 20 Hz. Tests were performed at 30oC temperature, and displacement amplitude was set to 0.1 mm. Wear of the disc and ball was examined by a white light interferometer Talysurf CCI Lite. Wear particles were removed from a contact zone using blow-by with compressed air of constant pressures of 0.1, 0.3, and 0.5 MPa. Disc samples had different surface topography after polishing, vapour blasting, grinding, rough milling, and finishing milling. Due to debris removal, total wear of the analysed tribological system typically increased. Debris ejection led to a decrease in the wear of discs and an increase in the wear of balls.

PL

Badania przeprowadzono z wykorzystaniem testera Optimol SRV5 w układzie kulka-tarcza w warunkach frettingu całkowitego przy tarciu technicznie suchym. Kulka o średnicy 10 mm i twardości 64 HRC była w kontakcie z tarczą ze stali 42CrMo4 o twardości 42 HRC. Obciążenie normalne wynosiło 45 N, czas trwania testu 15 minut, liczba cykli wynosiła 18000 przy częstotliwości 20 Hz. Badania przeprowadzono w temperaturze 30oC, amplituda przemieszczeń wynosiła 0,1 mm. Zużycie kulek i tarcz określono z zastosowaniem interferometru światła białego Talysurf CCI Lite. Cząstki zużycia usuwano ze strefy styku stosując przedmuchy przy stałym ciśnieniu powietrza wynoszącym 0,1, 0,3 i 0,5 MPa. Tarcze charakteryzowały się zróżnicowaną strukturą geometryczną powierzchni po polerowaniu, obróbce strumieniwo-ściernej, szlifowaniu i frezowaniu. Na skutek usuwania cząstek zużycia zazwyczaj zużycie systemu tribologicznego wzrastało. Zmniejszało się zużycie tarcz i wzrastało zużycie kulek.

9

The effect of surface topography on dry fretting in the gross slip regime

Lenart A., Pawlus P., Dzierwa A., Sęp J., Dudek K.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2017

|

Vol. 17, no. 4

894--904

EN

This paper describes the tribological influence of surface topography on friction and wear under dry fretting gross slip regime in a point contact. Experiments were made using ball-on-disc tribotester in oscillatory motion. 100Cr6 sphere co-acted with a disc made of 42CrMo4 steel. During tests, the friction force was monitored as a function of time. Wear of discs and balls was measured after the tests using white light interferometer. Disc surfaces were prepared by various techniques, including milling, vapour blasting, polishing, lapping and grinding. Initial surface roughness height of discs, determined by the Sq parameter was in the range: 0.01–9 μm. During tests, normal load was kept constant at 45 N within the contact with frequency of 20 Hz. Tests were carried out with different displacement amplitudes: 0.02, 0.05 and 0.075 mm. It was found that initial surface roughness height had a significant influence on friction and wear.

10

Effect of ion nitriding on durability of machine parts exposed to joint action of bending and fretting

Kaplun P., Shalapko Y.

Postępy w Inżynierii Mechanicznej

|

2016

|

nr 8(4)

45--52

EN

The research was done to carry out a comparative assessment of the durability of samples made of steel 45 in the initial state without chemical heat treatment and after ion nitriding in hydrogen-free media, to determine the effect of technological modes of ion nitriding on fretting fatigue. Tests were carried out on samples made of steel 45 subjected to ion nitriding in hydrogen-free media under different conditions. The tests were carried out on the standard machine UKI-10M designed for fatigue tests at bending. At article present results analysis of influence of process-dependent parameters of ion nitriding in hydrogen-free media on fretting fatigue of steel 45 exposed to the joint action of bending stress and contact stress. Ion nitriding in hydrogen-free saturating media eliminates hydrogen harmful effect on metal and significantly improves the durability of steel 45. The durability of structural elements at fretting-fatigue is seriously affected by process-dependant parameters of ion nitriding and residual compressive stress which can be optimized in terms of maximum durability.

PL

Przeprowadzono badania porównawcze trwałości próbek wykonanych ze stali 45, w stanie początkowym bez obróbki cieplno-chemicznej oraz po azotowaniu jonowym w atmosferze wolnej od wodoru, w celu określenia wpływu sposobów technologicznych azotowania jonowego na zmęczenie przez fretting. Testy przeprowadzono na standardowej maszynie UKI-10M przeznaczonej do badań zmęczeniowych ze zginaniem. W pracy przedstawiono wyniki analiz wpływu parametrów procesu azotowania jonowego na zmęczenie przez fretting próbek ze stali 45 narażonych na działanie naprężeń zginających i naprężeń kontaktowych. Azotowanie jonowe w atmosferze bezwodorowej eliminuje szkodliwy wpływ wodoru na powierzchnię metalu i znacznie poprawia trwałość stali 45.

11

Zużycie frettingowe w połączeniu o pasowaniu obrotowym

Guzowski S., Michnej M.

Tribologia

|

2014

|

nr 2

55--66

PL

W artykule przedstawiono próbę wyjaśnienia rozwoju zużycia frettingowego połączeniu typu wałek-tulejka o pasowaniu obrotowym. Warunkiem rozwoju zużycia są naciski powierzchniowe skojarzonych powierzchni i oscylacje o bardzo małej amplitudzie. Przedstawiono analizę spełnienia powyższych warunków w badanym połączeniu oraz wyniki badań zużyciowych modelu połączenia. W zakończeniu opisano prawdopodobny mechanizm rozwoju zużycia frettingowego w połączeniu.

EN

This article will attempt to explain the development of fretting wear of an axle-sleeve rotational joint. The conditions for the development of wear are surface pressure and very small amplitude oscillations. The article presents an analysis of the above-mentioned conditions in the research model and the results of wear tests. A description is introduced of a probable mechanism for the development of fretting wear in tested joint.

12

Fretting and fretting corrosion of 316L implantation steel in the oral cavity environment

Dąbrowski J. R., Klekotka M., Sidun J.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2014

|

Vol. 16, no. 3

441--446

EN

Processes of mechanical destruction of implants, dental prosthetics elements, and orthodontic apparatus considerably limit their operating lifetime and the comfort of patients. Processes of destruction of kinematic joint elements caused by fretting and fretting corrosion processes are an important problem, albeit one that is not yet fully understood. This paper presents the results of fretting and fretting corrosion studies conducted on 316L implantation steel, which is used in dentistry, particularly in prosthetic and orthodontic applications. Tests were performed by means of an original device of the authors' own design, with the application of methodology developed by the authors. Fretting and corrosion tests were carried out in phosphate buffered saline (PBS) as well as in the presence of natural saliva and its substitutes. Own compositions of artificial saliva were developed for the purposes of studies. Observations of sample surfaces were performed using a scanning electron microscope (SEM) and a confocal microscope. Test results indicate a significant influence of fretting on the corrosion of 316L steel (fretting corrosion) as well as the important role of the studied fluids (saliva and its studies) in these processes. It was stated that the saliva substitute containing mucin III was characterized by the most favorable tribological characteristics. During fretting tests, intensive phenomena of materials conveyance into the friction contact area were observed.

PL

Procesy destrukcji metalicznych implantów, elementów protetyki stomatologicznej i aparatów ortodontycznych znacznie ograniczają ich trwałość eksploatacyjną i komfort pacjentów. Szczególnym zagadnieniem, aczkolwiek dalece niepoznanym, są procesy niszczenia elementów połączeń kinematycznych wywołane procesami frettingu i fretting – korozji. W pracy przedstawiono wyniki badań frettingu i fretting-korozji stali implantacyjnej 316L – używanej w stomatologii, szczególnie w zastosowaniach protetycznych i ortodontycznych. Badania realizowano za pomocą oryginalnego urządzenia własnej konstrukcji, z wykorzystaniem metodyki opracowanej przez autorów. Badania frettingu i korozji przeprowadzone zostały w buforze fosforanowym (PBS) jak również w obecności śliny naturalnej i jej substytutów. Na potrzeby badań opracowano własne kompozycje sztucznych ślin. Obserwacje powierzchni próbek prowadzone były z wykorzystaniem skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) oraz mikroskopu konfokalnego. Wyniki badań wskazują na znaczący wpływ frettingu na niszczenie korozyjne stali 316L (fretting-korozja), a także na istotną rolę badanych płynów (śliny i jej substytutów) w tych procesach. Stwierdzono, że najkorzystniejszymi charakterystykami tribologicznymi charakteryzował się substytut śliny zawierający mucynę III. W trakcie testów frettingu obserwowano intensywne zjawiska przenoszenia materiałów w strefie kontaktu tarciowego.

13

Analiza przyczyn uszkodzeń przewodów napowietrznych powodowanych przez wzajemne zacieranie drutów w warunkach drgań wiatrowych

Knych T., Mamala A., Nowak A., Ściężor W.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 1

54--56

PL

Przewody elektroenergetyczne podczas eksploatacji podlegają różnorodnym oddziaływaniom atmosferycznym. Struga wiatru opływająca wiszący w przęśle przewód, generuje w nim drgania. W konsekwencji w poszczególnych drutach przewodu powstają cyklicznie zmienne naprężenia gnące, które podlegają superpozycji z naprężeniami statycznymi pochodzącymi od siły naciągu. Równocześnie podczas drgań dochodzi do wzajemnych mikroprzemieszczeń drutów oddziałujących na siebie. Powoduje to zacieranie się drutów w obszarach ich wzajemnego kontaktu pod obciążeniem.

EN

Overhead conductors during operation are exposed to different climatic factors. Wind flows react with sagged in span conductors and causes vibrations. As a consequence of conductor vibrations in each wire cyclic stresses appear and modify static stresses caused by conductor tension. During vibrations microdeformations of wires are observed. Those microdeformations causes in fretting of wires at areas of its contacts under load.

14

Mechanizm zużycia frettingowego w połączeniu wciskowym

Guzowski S.

Tribologia

|

2012

|

nr 5

39--45

PL

W artykule na podstawie wyników badań, prowadzonych na modelu połączenia wciskowego, zaproponowano mechanizm rozwoju zużycia frettingowego w tym połączeniu. Podkreślono, że procesem inicjującym rozwój zużycia są zjawiska adhezji.

EN

The article proposes a mechanism for the development of fretting wear in clamped joint, based on the results of research conducted on the model of such a joint. The significant influence of such parameters as: the method of making this joint, the interference value and surface roughness on the development of this kind of wear was highlighted. These parameters determine the condition of the surface layer in the contact zone. It was stressed that the process of initiating the development of wear are adhesion phenomena.

15

Scanning electron microscope appearances of fretting in the fixed orthodontic appliances

Klimek L., Palatyńska-Ulatowaka A.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2012

|

Vol. 14, no. 3

79-83

EN

Fretting is one of the types of a tribologic wear. It is a process that occurs at a nominally immovable junction of elements. In dentistry, such elements can be brackets and archwires of fixed orthodontic appliances. They meet all the criteria for fretting to occur, i.e., they are nominally immovable, are subjected to initial loadings and they work in aggressive environment. Chrome-nickel stainless steel Elite Opti-Mim brackets (Trachem) working in vivo in oral cavity environment in combination with NiTi and stainless steel archwires were investigated. Scanning electron micrographs of bracket"s working surfaces showed the presence of fretting damaged areas. This research also confirmed that there were almost all the types of fretting wear on the elements of the orthodontic appliances under examination.

16

Evaluation of wear processes of titanium plates used for internal maxillofacial fixation

Sidun J.

Zeszyty Naukowe / Akademia Morska w Szczecinie

|

2010

|

nr 24 (96)

88-92

EN

The internal fixation of maxillofacial fractures with plates and distracters has gained growing popularity during the last decades. The design of implants for fracture fixation has undergone a gradual evolution over the years as researchers have tried to facilitate healing and decrease the rate of complications. Osteolysis is one of the foremost problems limiting the survival of current implantation procedures. It is induced by the wear particles and corrosion products which incite an inflammatory response resulting in bone resorption and eventual loosening and failure of the bone fixation. The future research will help to limit the effects of wear particles by identifying the most suitable bearing surfaces. The pathologic cascade of events triggered by wear particles may be a potential site of action for drugs intended to prevent or check the progression of the disease. The paper presents a damages problems of the maxillofacial plate fixation. The surface failure at plate stabiliser elements showed typical damages for this system. Damages of screw’s steepl heads as well as the surface layers failure of the the coned seat on tie plates were observed. The surface failure at a screws were visible in a lesser degree. The biggest wear areas are visible on the cooperating surfaces of the plate sockets and the bone screw heads. Many types of damage characteristic of processes of corrosion damage and tribological wear, mainly abrasive, adhesive, and fretting wear, are observed here.

PL

Zespolenia wewnętrzne kości twarzoczaszki z wykorzystaniem płytek wewnętrznych, jak również z użyciem dystraktorów zewnętrznych, w ostatnich latach stały się bardzo popularne. Projektowanie elementów zespoleń kości znacznie ewaluowało, dając badaczom wiele informacji o współistniejących komplikacjach. Osteoliza jest jednym z elementów ograniczających możliwości rozwoju procedur operacyjnych. Powoduje ona zużycie elementów i produkty korozji wywołujące współistniejące reakcje oraz stany zapalne będące następstwem ewentualnego obluzowania i uszkodzenia zespolonej kości. Badania efektów zużycia elementów zespoleń pozwolą w przyszłości na ograniczenie efektów zużycia oraz określenie najbardziej zużytych obszarów. W pracy przedstawiono zagadnienia dotyczące uszkodzeń płytek do zespoleń kości twarzoczaszki. Uszkodzenia powierzchni elementów płytek zespalających użytych do wykonania zespoleń wskazują na charakterystyczne ślady uszkodzeń. Są to uszkodzenia warstwy wierzchniej gniazd stożkowych w płytkach zespalających. Mniejsze uszkodzenia obserwuje się na powierzchniach wkrętów. Największe uszkodzenia są widoczne na współpracujących powierzchniach gniazd płytek oraz głów wkrętów kostnych. Obserwuje się tu wiele rodzajów uszkodzeń charakterystycznych dla procesów korozyjnych i tribologicznych, takich jak zużycie ścierne, adhezyjne oraz frettingowe.

17

Badania korozji ciernej drutów ze stopów AlMgSi jako czynnika limitującego żywotność mechaniczną przewodów napowietrznych

Knych T., Mamala A., Nowak A.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2010

|

R. 55, nr 7

502-507

PL

Jednym z poważniejszych problemów eksploatacyjnych przewodów napowietrznych linii elektroenergetycznych są drgania wywołane laminarną strugą wiatru opływającego przewód. Jednocześnie prowadzą one do cyklicznego lokalnego ocierania się drutów w poszczególnych warstwach przewodu znanego w literaturze przedmiotu pod nazwą korozji ciernej (fretting). Prowadzi to do obniżenia wytrzymałości zmęczeniowej przewodów i skrócenia okresu ich trwałości. Zjawisko korozji ciernej było przedmiotem wielu badań podstawowych. Jest także scharakteryzowane na szeregu rzeczywistych przykładach tradycyjnych przewodów aluminiowo-stalowych. Jednakże wprowadzanie w ostatnich latach coraz to nowszych materiałów przewodzących oraz konstrukcji przewodów uzasadnia potrzebę prowadzenia na nowo systematycznych badań w tym zakresie. Do takich materiałów zaliczają się m.in. najbardziej popularne w tym względzie utwardzalne wydzieleniowo przewodowe stopy AlMgSi, których struktura, stan i sposób umocnienia oraz własności zależą istotnie od zawartości składników stopowych oraz przyjętych parametrów technologii wytwarzania drutów. W artykule zamieszczono fragment wyników badań korozji ciernej drutów ze stopu AlMgSi gat. 6101 uzyskanych z walcówki w różnym stanie początkowym. Program badań obejmował określenie wpływu wielkości sił nacisku, charakteryzujących oddziaływania międzydrutowe, liczby cykli przemieszczenia względem siebie powierzchni badanych drutów, smarowania oraz czynników środowiskowych na przebieg procesu ścierania drutów. Ocenie poddano strukturę powierzchni, wytrzymałość statyczną i przewodność elektryczną materiału po testach. Analiza wyników badań zmierza do określenia optymalnych warunków technologii wytwarzania drutów pod kątem zwiększenia odporności na korozję cierną.

EN

One of more serious problems of exploitation of the overhead power lines are vibrations triggered with laminar stream of the air flowing round the line. They are leading to serial local friction of wires in individual layers of the line known in literature as fretting. This leads to lowering of fatigue endurance of lines and to shortening of the period of their durability. The phenomenon of fretting was an object of much basic research. It is also characterized in a row of actual examples of traditional aluminium-steel wires (ACSL). However, the fact that in recent years a variety of new conducting materials and structures of lines has been introduced, motivates the need of conducting systematic research in this area once again. One of the most popular materials applied for wires are alloys AlMgSi, of which the structure, state and the way of strengthening and properties depend vitally on the content of the alloy constituents and adopted conditions of production. This article represents a part of the results of investigations of the fretting of wires got from wire rod in different initial states. The program of the research included determining the influence of the scale of abrasion pressure, of the quantity of friction cycles of the surface of inspected wire, of greasing and of environmental factors on the process of abrasion of wires. The structure of the surface, the static endurance and the conductivity of material were subjected to the evaluation after tests. The analysis of findings aims to determine the optimal conditions of the production of wire, having in mind the increasing of resistance to friction corrosion.

18

Micro stick-slip regime for dynamic frictional contact

Gonchar V.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2010

|

R. 107, z. 2-M

271-278

EN

Indirect measurement of fretting amplitude, as a difference of displacement between specimens, in many cases is not in accordance with the facts. And this discordance is more, than less amplitude of a tangential displacement. A complex operation of an adhesion, the elasticity of a contact layer and dynamic phenomena of a system "contact - subsurface layer - body as a whole", do not give point significance of slip amplitude for usual method of a measurement. Our interest for friction has two main principles: the law of friction with low velocities (Stribek effect) and dynamics of a system "contact layer - body as a whole". Thus, presented two-dimensional model consists of three bodies: one of which makes oscillatory movement, second - elastic element with a mass and third body - movement of all element. The performance of stick-slip regime is represented by ratio between a mass of an elastic layer and all elements, friction laws, stiffness and frequency of oscillations.

PL

Pośredni pomiar zużycia ciernego, jako różnicy przemieszczeń badanych elementów w wielu przypadkach jest niezgodny ze stanem faktycznym. Niezgodność jest tym większa, im mniejsza jest amplituda przemieszczenia stycznego. Złożone procesy adhezji, sprężystości i dynamiczne zjawiska zachodzące w układzie "styk - warstwa podpowierzchniowa - urządzenie" nie pozwalają uzyskać wiarygodnej amplitudy przemieszczenia przy standardowych metodach pomiaru. Tematyka artykułu dotyczy dwóch zjawisk: tarcia przy małych prędkościach (efekt Stribeka) i dynamiki układu "warstwa kontaktowa - urządzenie". Stąd, model 2D układu ma trzy składniki: pierwszy wykonuje ruch oscylacyjny, drugi jest elementem sprężystym z masą natomiast trzeci reprezentuje ruch całego układu. Zjawisko stick-slip modelowane jest za pomocą stosunku masy warstwy sprężystej do masy całego układu, praw tarcia, sztywności i częstotliwości oscylacji.

19

Wpływ azotowania na zużycie frettingowe w połączeniu wciskowym

Guzowski S., Kowalski S.

Problemy Eksploatacji

|

2009

|

nr 1

109-116

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu azotowania powierzchni wałka na rozwój zużycia frettingowego w połączeniu wciskowym. Badania zostały przeprowadzone na modelu połączenia koło-oś zestawu kołowego. Badania wykazały, że zastosowanie azotowania w znacznym stopniu ogranicza rozwój zużycia frettingowego w połączeniu wciskowym.

EN

The paper presents the results of research into the influence of a shaft surface nitriding process on the development of clamped joint fretting wear. Research was conducted on a model of a wheel-axle clamped joint of the railway wheel set. As the tests showed, the nitriding process limits the development of clamped joint fretting wear to a considerable degree.

20

Badanie inicjacji pęknięć zmęczeniowych w połączeniach nitowych

Szymczak E., Jachimowicz J., Bogdanowicz Z.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Nauki Techniczne

|

2007

|

Z. 4

125-126

PL

W trakcie eksploatacji samolotów obserwuje się wiele niekorzystnych zjawisk zachodzących w otoczeniu połączeń nitowych, na przykład odkształcenia plastyczne, wtórne zginanie, koncentracja naprężeń, zmęczenie cierne (fretting) [1], które wpływają ujemnie na trwałość połączenia powodując inicjację pękania pokrycia. Praca stanowi etap analizy lokalnych i mikrolokalnych zjawisk w otoczeniu współpracujących powierzchni nitu i blach oraz obserwacji zjawiska frettingu wywołanego cyklicznym rozciąganiem zakładkowego połączenia nitowego [2-6].

EN

The riveted joints are critical areas of the aircraft structure due to severe stress concentrations, plastic strain, secondary bending and effects such as surface damage (fretting wear). Therefore the fatigue crack initiation starts at the rivet holes. This is a stage of study of the local and micro local physical phenomena in the neighbourhood of mating surfaces of the rivet and the hole. The paper deals with the inspection of fretting phenomena in the lap riveted joint subjected to cyclic load. Specimens are made of thin aluminium sheets connected by steel rivets. Chosen shape and dimensions of the sample ensures predictable and repetitive failure behaviour. Many undesirable phenomena, like electro-chemical corrosion, occur in riveted joint due to different material properties of steel and aluminium alloy. This situation causes reduction in fatigue life and is suitable for observing surface damage. Numerical FEM calculations are carried out to estimate tearing (ultimate) force and observe the mechanism of the specimen failure. Static and fatigue tests of tensile loaded lap riveted specimens and fractographic (SEM) analysis are performed. The settlement of aluminium wear debris on the surface of steel rivet occurs during fatigue tests and accelerates damage of the riveted joint. Fretting phenomena takes place in aluminium sheets under the rivet driven head and around the region of rivet hole where the cylindrical part of countersunk rivet changes into the conical one. Results of fatigue tests and fractographic analysis can be used in verification of local numerical models.