Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Problemy napotykane w diagnostyce materiałowej eksploatowanych elementów instalacji przemysłowych

Mężyk Dariusz, Zając Bogdan

Rynek Energii

|

2023

|

Nr 6

66--70

PL

Podczas długotrwałej eksploatacji bloków energetycznych materiały konstrukcyjne stosowane w przemyśle energetycznym pracują w warunkach zmiennych pól naprężeń i zmiennych temperatur. Materiały te są narażone na oddziaływanie środowiska gazów i cieczy oraz na działanie obciążeń mechanicznych. Czynniki te powodują pogorszenie ich własności mechanicznych. Jedną z metod rozpoznania aktualnego stanu materiału są badania diagnostyczne, zarówno nieniszczące, jak i niszczące. W referacie omówiono niektóre aspekty badań kilku elementów długo eksploatowanego kotła energetycznego i problemy związane z oceną ich aktualnego stanu technicznego.

EN

During long-term operation of power units, construction materials used in the power industry work in conditions of changing stress ﬁelds and changing temperatures. These materials are exposed to the effects of gases and liquids and to mechanical loads. These factors cause deterioration of their mechanical properties. One of the methods of recognizing the current state of the material are diagnostic tests, both non-destructive and destructive. The paper discusses some aspects of testing several elements of a long-operated power boiler and problems related to the assessment of their current technical condition.

2

Research of stress concentration at closely placed holes in wing bearing area in anisotropic plater

Maksymovych Marta, Lazorko Aleksandr, Maksymovych Olesia, Dmitriiev Oleh

Diagnostyka

|

2022

|

Vol. 23, No. 4

art. no. 2022302

EN

In this article effective approach of the study of high-stress concentration at closely placed holes in wing bearing area (in anisotropic plates) is proposed. It is based on the boundary integral equation method with the additional use of the asymptotic method. The simplicity, precision of the approach and the stability of the solution are illustrated in the calculation of stresses in the plate with a circular hole, an elliptical hole, elongated holes, a plate with two closely spaced elliptical holes.

3

Stress and failure analysis of composite plates with circular hole subjected to shear loading. Part 1, Analytical and finite element formulation

Khechai Abdelhak, Tati Abdelouahab, Belarbi Mohamed-Ouejdi, Rekbi Fares Mohammed Laid

Composites Theory and Practice

|

2022

|

R. 22, nr 4

205--210

EN

This current paper, which is the first part of two parts of a complete article, presents the theoretical and finite element formulation developed and proposed by the authors to obtain the stress concentration factors (SCFs) and the first ply failure (FPF) loads of composite laminated plates. The numerical studies are performed using a quadrilateral finite element of four nodes with thirty-two degrees of freedom. The present finite element was previously developed by the authors to study the bending and buckling of composite plates. The present finite element is a combination of two finite elements. The first one is a linear isoparametric membrane element, and the second one is a high-precision rectangular Hermitian element. In the second part of the paper, several examples will be considered to demonstrate and affirm the accuracy and the performance of the present element, as well as highlight the effect of some parameters on the stress distribution. The FPF strengths and their locations in laminated plates with and without holes are calculated by adapting the Hashin-Rotem, Tsai-Hill, and Tsai-Wu failure theories.

4

Stress and failure analysis of composite plates with a circular hole subjected to shear loading. Part 2, Results and discussions

Khechai Abdelhak, Tati Abdelouahab, Belarbi Mohamed-Ouejdi, Rekbi Fares Mohammed Laid

Composites Theory and Practice

|

2022

|

R. 22, nr 4

225--232

EN

This paper, the second part of two parts of a complete paper, presents the analytical and numerical results of stresses around circular cutouts in anisotropic and isotropic plates under shear loading. The main aim of this study is to understand the effect of the presence of cutouts on the stress concentration and failure mechanisms in composite laminates. The numerical investigations are performed by means of the quadrilateral finite element of four nodes with thirty-two degrees of freedom. The present finite element is a combination of two finite elements. The first one is a simple linear isoparametric membrane element and the second one is a high-precision rectangular Hermitian element. The analytical and finite element formulations were presented in the first part of the paper. Several new examples are considered to demonstrate and affirm the accuracy and the performance of the present element and to highlight the effect of some parameters on the stress distributions. The numerically obtained results are found to be in good agreement with the analytical findings. On the other hand, first ply failure (FPF) strengths in laminates with and without holes are calculated by adapting the Hashin-Rotem, Tsai-Hill, and Tsai-Wu failure theories. Finally, the numbers of the figures are obtained, using various E1/E2 ratio values, for the maximum positive and negative stresses values located in the vicinity of the cutout versus the angular location of points, and for various fiber orientation angles.

5

Określenie stopnia wyczerpania struktury i własności mechanicznych wybranych elementów głównych rurociągów parowych bloków energetycznych

Mężyk Dariusz, Zając Bogdan, Olszewski Grzegorz, Kowal Marcin

Badania Nieniszczące i Diagnostyka

|

2022

|

1-4

44--49

EN

The article discusses the main factors influencing the failure frequency of pipeline systems of power units in domestic power plants and combined heat and power plants. Due to the operating conditions and the associated loads, the most important are the fresh steam pipelines, and mainly their shaped elements (elbows, tees, cross-pieces, steam mixers, main valves). The basic methods of assessing the technical condition of the main elements of pipelines using both non-destructive and destructive testing methods were listed. The article focuses on the results of the assessment of the φ= 508 x 20 bend (straight) section made of 10H2M steel taken from a reheated steam pipeline with a total operating time of approximately T = 280,000 hours.

PL

W artykule omówiono główne czynniki wpływające na awaryjność układów rurociągów bloków energetycznych krajowych elektrowni i elektrociepłowni. Ze względu na warunki pracy i związane z nimi obciążenia najistotniejsze znaczenie mają rurociągi pary, a głównie ich elementy kształtowe (kolana, trójniki, czwórniki, mieszacze pary, zasuwy główne). Wymieniono podstawowe metody oceny stanu technicznego głównych elementów rurociągów zarówno metodami badań nieniszczących jak i niszczących. W artykule skoncentrowano się na wynikach oceny odcinka kolana (prostki) φ =508 x 20 ze stali 10H2M pobranego z rurociągu pary wtórnie przegrzanej o sumarycznym czasie pracy około T = 280 000 godzin.

6

A new method for measurement the residual stresses in friction stir welding

Jweeg M.J., Hamdan Z.Kh., Majeed A.H., Resan K.K., Al-Waily M.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2021

|

Vol. 112, nr 2

63--69

EN

Purpose: The residual stresses in different welding methods are fundemental problems to consider. Friction stir welding is one of a solid state joining process, it is economical in that it permits joining together different materials, the specimens in this method (FSW) have excellent properties of mechanical as proven by tensile, flextural and fatigue tests, also it is environmentally friendly process minimizes consumption of energy and generate no gasses or smoke. In friction stir welding , there are two kinds of generated residual stresses: tensile stress and compressive stress. So, this study measuring the residual stresses by using a new method for measuring residual stresses depends on tensile testing and stress concentration factor, this method is a simple, fast and low cost, also it is not need special device. Design/methodology/approach: In previous studies, several techniques were used to predict the value of residual stress and its location, such as destructive, semi-destructive, and non-destructive methods. In this study, a simple, new, and inexpensive way was used based on the tensile test and stress concentration of the friction stir welding (FSW). Findings: By comparing the results obtained with the previous studies using the X-ray method, with the current research, it was found that the results are good in detecting the location and value of the residual stress of friction stir welding. The value of discrepancy of the residual stress in the results between those obtained by the previous method and the current method was about 3 MPa. Research limitations/implications: There are many rotational and linear feeding speeds used in this type of welding. This research used two plates from 6061 AA with 3mm thickness, 100 mm width, and 200 mm length. The rotational speed used in friction stir welding was 1400 rpm, and the feeding speed was 40 mm/min. Practical implications: The residual stress obtained with the new method is 6.2 MPa, and this result approximates other known methods such as the X-ray method in previus studies. Originality/value: Using a new simple method for measuring residual stresses of friction stir welding depends on stress concentration factor and tensile testing. This method is fast and low cost , also it is not need specialized device, compared to other methods such as x-ray or hole drilling methods.

7

Thermo-mechanical stress analysis of dissimilar material joints using FEM

Somadder Somnath

Journal of Mechanical and Energy Engineering

|

2020

|

Vol. 4, No 2

147--153

EN

This article presents numerical investigation of isotropic dissimilar material joints. Dissimilar material joints are broadly used in in various structures, including offshore, nuclear, electronic packaging, IC chip and spacecraft various fields of science and technology. In bi-material joints two different material are bonded with common interface region. High stress concentration occur at the interface of the joint under thermo-mechanical loadings due to the difference in the elastic properties and the thermal expansion coefficients of dissimilar materials.The stresses acting along the interface of dissimilar material joints are very important to determine whether the structure is reliable or not for operation. The main purpose of this research is to provide finite element solutions to predict the stress distribution at the interface of the joint based on the theory of elasticity.

8

The simulation of the stress field of welded joint containing discontinuity No 1014

Nawrocki Jerzy, Słania Jacek

Welding Technology Review

|

2019

|

R. 91, nr 1

19--23

EN

This paper contains the results simulation and linear elastic fracture mechanic (LEFM) calculation of the welded joint contains it discontinuity 1014. The model base material C-Mn non-alloy steel S235JRG2 according to EN 10025-2 and consumable GMAW wire electrode G3Si1 according to EN ISO 14341 was prepared. Due to stress singularity effect located at the tip of the crack, the Huber-Mises-Hencky (H-M-H) hypothesis cannot be used, so that the stress intensity factor (KI) and fracture toughness (KIC) was applied. The LEFM analysis showed the range where the existence of crack can be acceptable. Based on well-known LEFM issue the verification of simulation program was performed. The stress intensity factor (KI) values was obtained from FEM simulation process.

PL

Przedmiotem artykułu była prezentacja pola naprężenia złącza spawanego zawierającego niezgodność spawalniczą 1014 (pęknięcie podłużne w materiale podstawowym równoległe do osi spoiny) obliczonego za pomocą symulacji MES oraz mechaniki pękania.

9

Wpływ chropowatości powierzchni na trwałość zmęczeniową elementów maszyn – postęp w dziedzinie badań i symulacji

Grzesik Wit

Mechanik

|

2019

|

R. 92, nr 5-6

307--313

PL

W artykule przedstawiono podstawowe informacje dotyczące wpływu chropowatości powierzchni na trwałość/wytrzymałość zmęczeniową elementów maszyn wykonanych z różnych materiałów konstrukcyjnych i z zastosowaniem różnych metod obróbki. Podano zasady oceny wpływu chropowatości jako zbioru mikroskopijnych karbów na powierzchni rzeczywistej oraz odpowiednie formuły umożliwiające wyznaczenie współczynnika koncentracji naprężeń, który koryguje wartość dopuszczalnej trwałości zmęczeniowej. Wyniki testów zmęczeniowych porównano z wynikami obliczeń i symulacji metodą elementów skończonych (MES). Efekt wpływu chropowatości powierzchni odniesiono do elementów maszyn wykonanych ze stali, stopów aluminium, stopów lotniczych – tytanu i niklu oraz kompozytu wzmocnionego włóknami węglowymi.

EN

In this paper fundamental information on the influence of surface roughness on fatigue life/limit stresses of machine elements made of different construction materials using different machining/manufacturing processes are presented. The rules for the assessment of surface finish influence represented by the set of microscopic notches on the real machined surfaces, which allow the determination of the stress concentration factor and the correction of a fatigue life limit, are provided. The results of fatigue tests are compared with computed data and predictions using FEM based simulations. The effect of surface discontinues resulting from surface roughness are related to machine elements made of steels, aluminium alloys, aerospace alloys – titanium and nickel based superalloys and composite reinforced by graphite fibres.

10

Ivestigation of the dynamic stress state of foam media in Cosserat elasticity

Sulym H., Mikulich O., Shvabyuk V.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 22, nr 3

739--749

EN

The paper presents studies on the application of the boundary integral equation method for investigation of dynamic stress state of foam media with tunnel cavities in Cosserat continuum. For the solution of the non-stationary problem, the Fourier transform for time variable was used. The potential representations of Fourier transform displacements and microrotations are written. The fundamental functions of displacements and microrotations for the two-dimensional case of Cosserat continuum are built. Thus, the fundamental functions of displacement for the time-domain problem are derived as the functions of the two-dimensional isotropic continuum and the functions, which are responsible for the effect of shear-rotation deformations. The method of mechanical quadrature is applied for numerical calculations. Numerical example shows the comparison of distribution of dynamic stresses in the foam medium with the cavity under the action of impulse load accounting for the shear-rotation deformations effect and without accounting for this effect.

11

Tests of Local Stresses in the Geometric Heterogeneity Area of Butt Welded Joints with One-Sided Excess Weld Metal

Moltasov A. V., Motrunicz S. I.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2017

|

Vol. 61, No. 4

39--47

EN

The article is concerned with the development of analytical testing method related to stresses in stress concentration areas in butt welded joints with one-sided excess weld metal. The innovativeness of this research work consists in taking into consideration the shift of joint cross-section centres of inertia located in the excess weld metal area. The research led to the obtainment of formulas describing stresses in geometric heterogeneity areas triggered by tensile force and bending moment induced by the shift of the inertia centre. The formulas obtained in the research coincide with the results of stress-related numerical modelling. It was ascertained that an increase in eccentricity combined with the distance from the excess weld metal base could lead to greater stresses in the weld root area than those on the weld face side. The research involved the performance of fatigue tests in the high-cycle area of TIG butt welded joints of sheets made of aluminium alloy 1460. It was ascertained that in the specimens having the gentle toe (between the weld and the base material) the crack was initiated in the weld root, which was consistent with calculation-based forecast.

PL

Artykuł jest poświęcony opracowaniu analitycznej metody badań stanu naprężeń w obszarach koncentracji naprężeń w doczołowych złączach spawanych z jednostronnym nadlewem. Nowość naukowa niniejszej pracy polega na uwzględnieniu przesunięcia środków inercji przekrojów złącza, znajdujących się w obszarze nadlewu. W pracy uzyskano wzory matematyczne, które opisują stan naprężeń w obszarach niejednorodności geometrycznej wywołanych przez siłę rozciągająca i moment zginający, wywołany przez przesuniecie środka inercji. Uzyskane wzory są zbieżne z wynikami modelowania numerycznego stanu naprężeń. Ustalono ponadto, że wskutek zwiększenia mimośrodkowości przy oddaleniu od podstawy nadlewu. naprężenia w obszarze grani spoiny mogą być większe niż naprężenia od strony lica. Przeprowadzono badania zmęczeniowe w obszarze wysokocykłowym złączy doczołowych blach cienkościennych ze stopu aluminiowego 1460 wykonanych metoda MIG. Stwierdzono, że w próbkach z łagodnym przejściem pomiędzy spoiną a materiałem podstawowym, powstanie pęknięcia zmęczeniowego zachodzi w grani spoiny, co jest zgodne z przewidywaniami dokonanymi na podstawie obliczeń.

12

Development of Methods for the Assessment of Stresses in Welded Structure Elements. Part 2. The Latest Methods

Tkach P. N., Moltasov A. W.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2017

|

Vol. 61, No. 5

123--133

EN

Disadvantages of traditional methods for the determination of stresses in stress concentration zones of welded joints discussed in the first part of this overview required to be classified and inspired the development of technologically advanced solutions. The article contains an overview of works concerned with methods and approaches to the determination of maximum local stresses present in the above-named stress concentration zones. The article provides classification of methods in accordance with international documents and regulations, presents advantages and disadvantages of existing assessment methods concerning near-weld stresses as well as discusses further research trends.

PL

Wady tradycyjnych metod określania stanu naprężenia w strefach koncentracji naprężeń złączy spawanych, omówione w pierwszej części tego przeglądu, uwarunkowały konieczność ich systematyzacji, a także rozwoju nowoczesnych technik, dlatego w tym artykule przedstawiono przegląd prac poświeconych metodom i podejściom do określania maksymalnych naprężeń lokalnych działających w tych strefach. Przytoczono klasyfikację metod zgodnie z międzynarodowymi dokumentami i przepisami. Przedstawiono zalety i wady istniejących współczesnych metod oceny stanu naprężenia w pobliżu spoin i aktualne kierunki dalszych badań w tym zakresie.

13

Development of a Method for the Assessment of Stresses in Welded Structures. Part 1. Conventional Methods

Tkacz P. N., Moltasow A. W.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2017

|

Vol. 61, No. 4

59--66

EN

Various machinery parts or welded structure elements are characterised by significant cross-sectional changes along their length, leading to locally increased or accumulated stresses. The concentration of stresses is often of vital importance when determining structural stresses and strains, affects the service life of elements exposed to cyclic loads as well as influences the initiation and propagation of fatigue cracks. The article is an overview of works concerning conventional methods enabling the determination of maximum local stresses present in the stress concentration area triggered by the geometrical shape of welded joints.

PL

Dla każdej części maszyny ogólnego i specjalnego przeznaczenia, jak również elementów konstrukcyjnych, zwłaszcza spawanych, charakterystyczne są skokowe zmiany przekroju poprzecznego wzdłuż ich długości. W miejscach zmiany kształtu tworzy się lokalne zwiększenie naprężeń lub ich spiętrzenie. Stopień koncentracji naprężeń często odgrywa kluczową rolę w określaniu stanu naprężenia i odkształcenia konstrukcji, ma wpływ na trwałość przy obciążeniach cyklicznych, a także wpływa na proces inicjacji i rozwoju pęknięć zmęczeniowych. Artykuł stanowi przegląd prac poświeconych tradycyjnym metodom określania maksymalnych naprężeń lokalnych działających w obszarze koncentracji naprężeń, spowodowanym przez kształt geometryczny złączy spawanych.

14

Wpływ wcisku pomiędzy kołem a czopem osi pojazdu szynowego na stan naprężeń w strefie przejściowej

Romanowicz P., Sanecki H.

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2014

|

z. 82

213--223

PL

Przedmiotem pracy jest analiza wpływu wcisku pomiędzy kołem a czopem osi pojazdu szynowego, a także wybranych wymiarów osi na stan naprężeń w strefie przejściowej w sąsiedztwie połączenia: piasta koła - czop osi. Istotną rolę w działaniu występującego tam karbu zmęczeniowego odgrywa połączenie wciskowe i należy zbadać jego ilościowe oddziaływanie na efekty naprężeniowo-odkształceniowe. Do zbadania zjawiska zastosowano metodę elementów skończonych z elementami trójwymiarowymi oraz z kontaktem. Zagadnienie jest ważne ze względu na coraz większą prędkość jazdy współczesnych pojazdów pasażerskich oraz na zagrożenie nie tylko z powodu utraty nośności osi, ale także ze względu na możliwość występowania poślizgu pomiędzy kołem a osią.

EN

The main goal of the study is investigation of the effect of an interference fit between the wheel hub and the axle of a rail vehicle as well as some axle dimensions on the state of stress in the transition zone in vicinity of the connection: hub wheel - axle journal. An important role in behaviour of the fatigue notch occurring there plays the interference fit. The influence on the quantitative effects of the stress-strain state is to be considered. In order to investigate this phenomenon the finite element method with use of the three-dimensional elements and the contact was applied. The problem is important because of the increasing speed of modern passenger vehicles. Additionally, a threat occurs not only because of the loss of capacity of the axle, but also because of the possibility of slip between the wheel and the axle journal.

15

Numerical Analysis of Diamond Retention in Cobalt and a Copper-Base Alloy

Konstanty J., Romanski A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1457--1462

EN

Why cobalt outperforms other matrix materials in its capacity for diamond retention in cutting tools is considered. To this end diamond loading conditions were modelled to establish the magnitude of stress and strain in the matrix surrounding a working diamond crystal. Only at 315 N did the contact force in Co result in plastic strain of 4-8%, which has a destructive influence on diamond retention. The strain field generated in a poorly performing Cu-40%Co-6%Sn matrix under a load of 190 N closely resembled that generated by 315 N in Co. It is postulated that diamond retention is related to the yield strength and work hardening characteristics of the metallic matrix.

PL

W artykule przedstawiono analizę czynników decydujących o bardzo dobrych własnościach retencyjnych kobaltu w odniesieniu do kryształów diamentu w spiekanych materiałach narzędziowych. W tym celu przygotowano komputerowy model kryształu diamentu osadzonego w osnowie i poddanego działaniu zewnętrznego obciążenia dla ustalenia wielkości naprężeń i odkształceń pojawiających się w osnowie. Stwierdzono, że siła 315 N działająca na diament umieszczony w kobalcie powoduje odkształcenie plastyczne osnowy w zakresie 4-8%, co ma negatywny wpływ na retencje. W przypadku stopu Cu-40%Co-6%Sn podobne wartości odkształceń zaobserwowano pod działaniem siły 190 N. Na podstawie otrzymanych wyników symulacji komputerowych można stwierdzić, że własności retencyjne materiału osnowy uzależnione są od jego granicy plastyczności oraz zdolności do umocnienia wywołanego odkształceniem plastycznym.

16

Analysis of non-uniform distribution of the equivalent stress by selected multiaxial fatigue criteria in butt-welded joint

Stasiuk P., Karolczuk A., Kuczko W.

Acta Mechanica et Automatica

|

2014

|

Vol. 8, no. 2

79--82

EN

Welded joints are areas of increased stresses in construction. The reason for this phenomenon is associated with the nonhomo-geneous mechanical, structural and geometrical properties of the weld seams. Generally, in the majority of the calculation it is assumed that the shape of the weld is uniform over the entire length and it is not deviating from the theoretical one. This article shows the distribu-tion of stress in the butt-weld made of S355J2+N steel specimens. The shape of a joint was transferred to the finite element analysis by application of 3D scanning. Selected multiaxial fatigue criteria and probability mass function were used for a description of the results. Theoretical model prepared for comparison to the scanned joints was consistent with recommendations of International Institute of Welding for the effective notch method.

17

A three-scale cracking criterion for drying soils

Hueckel T., Mielniczuk B., El Youssoufi M. S., Hy L. B., Laloui L.

Acta Geophysica

|

2014

|

Vol. 62, no. 5

1049--1059

EN

Cracking is a most unwanted development in soil structures under-going periodic drying and wetting. Desiccation cracks arise in an apparent absence of external forces. Hence, either an internal, self-equilibrated stress pattern resulting from kinematic incompatibilities, or a stress resulting from reaction forces at the constraints appear as a cracking cause, when reaching tensile strength. At a mesoscale, tubular drying pores are considered in the vicinity of a random imperfection, inducing a stress concentration in the presence of significant pore suction. This approach allows one to use the effective stress analysis, which otherwise, away from the stress concentration, usually yields compressive effective stress and hence a physically incompatible criterion for a tensile crack. Recent experiments on idealized configurations of clusters of grains provide geometrical data suggesting that an imperfection as a result of air entry deep into the granular medium penetrates over 4 to 8 internal radii of a typical pore could yield a tensile effective stress sufficient for crack propagation

18

Określanie lokalnych stref koncentracji naprężeń w wyrobach przemysłu maszynowego – brakujące ogniwo w systemie badań nieniszczących

Dubov A. A.

Przegląd Spawalnictwa

|

2013

|

R. 85, nr 12

58--63

PL

Coraz więcej specjalistów zdaje sobie sprawę, że faktyczny stan naprężenia i odkształcenia (SNO) gazociągów magistralnych (GM) oraz rurociągów gazowych stacji kompresorowych określa nie tylko niezawodność materiałowa rur, ale również niezawodność izolacji, niezależnie od technologii jej nakładania i składu jakościowego. Konieczność badań nieniszczących (NDT) SNO rurociągów gazowych powstaje w przypadku rozmaitego rodzaju naruszeń w gruntach (osuwisk, sezonowych zmian temperatury itp.). W referacie zwrócono uwagę na konieczność prowadzenia badań nieniszczących gazociągów magistralnych podczas ich remontu i przedłużania okresu eksploatacyjnego. Wykazano, że brak badań nieniszczących SNO GM podczas ich remontu kapitalnego wraz z wymianą izolacji powoduje, iż uszkodzenia lokalne rozwijające się w strefach maksymalnej koncentracji naprężeń pozostają niewykryte i dopuszczone do dalszej eksploatacji na długi czas. Wysiłki większości specjalistów zajmujących się badaniami NDT są skoncentrowane na ocenie średnich naprężeń objętościowych w rurociągu. Jednocześnie wiadomo, że podstawowymi źródłami postawania i rozwoju uszkodzeń rurociągów są lokalne strefy koncentracji naprężeń (SKN). Do oceny stanu rurociągów gazowych w lokalnych SKN proponowana jest metoda magnetyczna pamięci metalu (MPM). Metoda ta nie wymaga żadnych prac przygotowawczych i różni się od innych metod NDT tym, że pokazuje poziom koncentracji naprężeń, tzn. wskazuje stopień niebezpieczeństwa wykrytych wad. Przedstawiono możliwości metody MPM dotyczące określania uszkodzeń korozyjno-naprężeniowych na wczesnym etapie ich rozwoju.

EN

A growing number of experts realize that the actual stress-strain state (SSS) of main gas pipelines (MG) and compressor station gas line piping determines not only the pipe metal’s reliability but also the insulation reliability regardless of its application technology and qualitative composition. The necessity of gas pipelines SSS non-destructive testing (NDT) occurs at various irregularities in soils (landslides, seasonal temperature fluctuations). The paper highlights the necessity of MG SSS control during their repairs and extension of service lifetime. It is demonstrated that the lack of MG SSS non-destructive testing (NDT) during their overhaul with insulation replacement leads to the fact that local developing defects in the maximum stress concentration zones remain undetected and are admitted for further long-term operation. Efforts of the majority of experts involved in practical SSS control are focused on the assessment of mean, volumetric stresses in the pipeline. At the same time it is known that the major sources of pipeline damages occurrence and development are local stress concentration zones (SCZs). It is proposed to use the metal magnetic memory (MMM) method to assess the pipelines’ condition in local SCZs. The MMM method does not require any preparatory works during the inspection and differs from other NDT methods by the fact that it indicates the stress concentration level, i.e. it indicates the degree of the detected defects hazard. Capabilities of the MMM method for detecting of stress corrosion damages at an early stage of their development are presented.

19

Modelowanie płaskiego stanu naprężenia w elemencie z karbem V zakończonym otworem dla Mode I

Niepokólczycki A., Gołoś K.

Przegląd Mechaniczny

|

2012

|

nr 12

11--15

PL

Przedstawiono podstawy oraz metodykę budowy rozwiązań analitycznych pól naprężeń w obszarze spiętrzeń wywołanych obecnością karbu. Dokonano przeglądu podejść opartych na teorii sprężystości dla takich koncentratorów, jak szczelina i karb ostry V. Największą uwagę skupiono na rozwiązaniu M. Zappalorto i P. Lazzarina dotyczącym płaskiego stanu naprężenia w karbie V zakończonym otworem. Za pomocą metody elementów skończonych (MES) wyznaczono przebiegi naprężeń dla wybranych geometrii karbu V zakończonego otworem dla równomiernego rozciągania elementu ( Mode I). Uzyskane wyniki potwierdziły dobrą zgodność wyników teoretycznych i MES dla naprężeń osiowych, a słabą dla naprężeń wzdłuż dwusiecznej kąta karbu.

EN

The basis and methodology for the construction of analytical solutions for the stress fields caused by the presence of the notch were presented. A review of approaches based on the theory of elasticity for such sharp notch V was made. The most attention was devoted to solution by M. Zappalorto and P. Lazzarin on the state of plane stress in element with V notch with end hole. Then, using the finite element method (FEM), stresses for selected forms V – notch with end hole geometry subjected to Mode I were determined. The results confirmed the good agreement of theoretical and FEM results for a axial stress and weak for the stress along the notch bisector.

20

Analiza numeryczna naprężeń w cienkich diamentopodobnych powłokach węglowych DLC wykorzystanych w endoprotezach stawu biodrowego

Rońda J., Wojnarowski P., Wantuch E., Rajchel B.

Inżynieria Powierzchni

|

2012

|

nr 1

39-46

PL

Celem pracy jest określenie wpływu naniesienia powłok DLC na wartości naprężeń występujących w panewce wykonanej z polietylenu o ultrawysokim ciężarze molekularnym (UHMWPE). W tym celu posłużono się modelem numerycznym łączącym metodę elementów skończonych (MES) oraz automaty komórkowe (CA) pozwalające na odwzorowanie skomplikowanego kształtu powierzchni granicy między warstwami. W pracy przedstawiono wyniki w postaci mapy naprężeń dla poszczególnych warstw. Zaobserwowano również wpływ naniesienia powłoki DLC na maksymalne wartości naprężeń otrzymanych na podłożu polietylenowym.

EN

The aim of the present study was to determine the effect of the applied DLC coatings on the value of stress in the acetabular cup made of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE). For this purpose, a numerical model that combines the finite element method (FEM) and the method of cellular automata (CA) have been used. It allows mapping of complex surface shape of the inter-layer boundary. The paper presents results obtained in the form of a map of stress drawn for each layer. The effect of the applied DLC coating on the stress values obtained in polyethylene substrate has been also observed.