Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Research on preventive maintenance strategies and systems for in-service ship equipment

Song Tingxin, Tan Taiyang, Han Guochen

Polish Maritime Research

|

2022

|

nr 1

85--96

EN

With continuous improvements in the function and performance of ship equipment, mechanisms of failure have become more and more complicated. To avoid over-maintenance or under-maintenance in existing routine ship maintenance strategies, a ship-level method for repair decisions based on the preventive maintenance concept is proposed in this paper. First, the anticipated repair demand levels of key components are calculated using an improved failure mode and effects analysis (FMEA) method; second, a Weibull distribution model is established, and the parameters are estimated using the maximum likelihood estimation (MLE) to predict the characteristic life of the equipment; then, logical decision principles and rule-based reasoning (RBR) are used to determine the ship repair level and repair timing. Finally, the feasibility and application value of the proposed repair strategy were verified by case studies, and a ship-level system for repair decisions was established.

2

Prediction of long-term performance of thermoplastic composites, based on accelerated aging test results

Siwek Artur, Malinowski Łukasz, Bednarowski Dariusz, Król Julita, Nowak Tomasz

Inżynieria Materiałowa

|

2022

|

Vol. 43, nr 3

32--37

EN

In this paper the results of accelerated aging tests of two grades of polybutylene terephthalate (PBT) are presented. The degradation process of the mechanical properties was monitored with the help of 3-point bending test, supported with the results of gel permeation chromatography (GPC) measurements. Based on performed experiments, it can be concluded that the hydrolysis resistant (HR) PBT ages approximately 3 times slower as compared to standard grade. To predict the long-term behaviour of studied materials, the time-temperature superposition concept was applied. The respective shift factors, describing degradation of material properties as a function of time, were derived. It was found that the temperature increases by 10°C and relative humidity (RH) increase by 10% decrease the expected material life time by a factor of 2.5 and 1.3, respectively.

PL

W artykule przedstawiono wyniki przyspieszonych testów starzenia dwóch rodzajów poli(tereftalanu butylenu) (PBT). Proces degradacji właściwości mechanicznych monitorowano za pomocą 3-punktowego testu zginania, popartego wynikami pomiarów chromatografii żelowej (GPC). Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że PBT odporny na hydrolizę (HR) starzeje się ok. 3 razy wolniej w porównaniu ze standardową wersją. Aby przewidzieć długoterminowe zachowanie badanych materiałów, zastosowano koncepcję superpozycji czasowo-temperaturowej. Wyprowadzono odpowiednie czynniki przesunięcia opisujące degradację właściwości materiału w funkcji czasu. Stwierdzono, że wzrost temperatury o 10°C i wzrost wilgotności względnej (RH) o 10% zmniejszają przewidywany czas życia materiału o odpowiednio 2,5 i 1,3.

3

Damage prediction hybrid procedure for FRP laminates subjected to random loads

Bousfia Mohammed, Aboussaleh Mohamed, Ouhbi Brahim

Composites Theory and Practice

|

2020

|

R. 20, nr 2

67--71

EN

In this paper, a hybrid procedure is formulated in order to predict the damage of a laminate composed of UD FRP laminae under random loading. This procedure is based on two pillars: a stiffness degradation model (SDM) combined with an energy approach taking into account the effect of load ratio in addition to a system of equations generated by SSDQM (space state differential quadrature method), which we solved with a novel technique. The outputs of SSDQM, previously used for free vibration behavior analysis of composite structures, are used with those of SDM to predict the damage failure of a composite laminate subjected to random loading. The obtained results correlate very well with the experimental ones and an extensive comparison with other models validate the accuracy and convergence characteristics of this hybrid procedure.

4

Lifetime prediction of self-lubricating spherical plain bearings based on physics-of-failure model and accelerated degradation test

Wang Y., Fang X., Zhang C., Chen X., Lu J.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2016

|

Vol. 18, no. 4

528--538

EN

Due to small friction coefficient and no need for lubrication during operation, self-lubricating spherical plain bearings (SSPBs) have been widely used in operation and transmission systems in aerospace, nuclear power plants, and ship equipment and they are key components of these systems. SSPBs failure will directly affect the operational reliability and safety of the equipment; therefore, it is necessary to accurately predict the service life of SSPBs to define reasonable maintenance plans and replacement cycles and to ensure reliability and safety of vital equipment. So far, lifetime prediction of SSPB has been primarily based on empirical formulae established by most important bearing manufacturers. However, these formulae are lack of strong theoretical basis; the correction coefficients are difficult to determine, resulting in low accuracy of lifetime prediction. In an accelerated degradation test (ADT), the load is increased to accelerate the SSPB wear process. ADT provides a feasible way for accurate lifetime prediction of SSPB in a short period. In this paper, wear patterns are studied and methods of wear analysis are presented. Then, physics-offailure model which considers SSPB wear characteristics, structure parameters and operation parameters is established. Moreover, ADT method for SSPB is studied. Finally, lifetime prediction method of SSPBs based on physics-of-failure model and ADT is established to provide a theoretical method for quick and accurate lifetime prediction of SSPBs.

PL

W związku z niskim współczynnikiem tarcia oraz brakiem konieczności smarowania podczas pracy,samosmarujące łożyska ślizgowe (self-lubricating spherical bearings, SSPB) znajdują szerokie zastosowanie w układach pracy oraz układach przełożeń urządzeń w przemyśle lotniczym, elektrowniach jądrowych, oraz na statkach, stanowiąc kluczowe elementy tych układów. Uszkodzenie łożyska SSPB ma bezpośredni wpływ na niezawodność eksploatacyjną oraz bezpieczeństwo sprzętu; dlatego też istnieje konieczność precyzyjnego prognozowania resursu łożysk SSPB, pozwalającego na odpowiednie planowanie konserwacji oraz cykli wymiany , które ma na celu zapewnienie niezawodności i bezpieczeństwa kluczowego sprzętu. Dotychczas czas pracy łożysk SSPB prognozowano przede wszystkim w oparciu o wzory empiryczne podawane przez największych producentów łożysk. Wzory te, jednak, nie mają solidnej podstawy teoretycznej; trudno jest dla nich określić współczynniki korygujące, co zmniejsza trafność prognozowania czasu pracy. W przyspieszonych badaniach degradacji zwiększa się obciążenie celem przyspieszenia procesu zużycia łożysk SSPB. Badania przyspieszone umożliwiają trafne przewidywanie czasu pracy łożysk SSPB w krótkim okresie czasu. W przedstawionej pracy analizowano wzorce zużycia badanych łożysk oraz przedstawiono metody analizy zużycia. Następnie opracowano model fizyki uszkodzeń, który uwzględnia charakterystyki zużycia, parametry konstrukcyjne oraz parametry eksploatacyjne omawianych łożysk ślizgowych. Ponadto rozpatrywano możliwość zastosowania badań przyspieszonych dla tego typu łożysk. W wyniku przeprowadzonych badań, opracowano metodę prognozowania czasu pracy łożysk SSPB opartą na modelu fizyki uszkodzeń oraz badaniach przyspieszonych, która pozwala na szybkie i trafne prognozowanie czasu pracy samosmarujących łożysk ślizgowych.

5

Lifetime prediction method for electron multiplier based on accelerated degradation test

Wang Y., Zhang C., Chen X., Tan Y.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2014

|

Vol. 16, no. 3

484--490

EN

Electron multiplier (EM) is a kind of highly reliable and long-lifetime vacuum electronic device applied widely in spectrometry, space exploration and atom frequency standard. It is a critical device which might constrain the related technology. A challenge remains for researcher and engineer how to predict the life span of EM. Firstly, degradation mechanism of EM is investigated. It shows that the secondary emission ratios of each multiplier electrode reduces gradually with operating time, which results in the degradation of the key performance index of EM, i.e. the gain of electric current. So an accelerated degradation test (ADT) methodology using dual stresses is proposed to predict the life span of EM. Secondly, the ADT plan with dual stresses is designed and carried out by the corresponding test system established. Finally, the data analysis procedure is presented, and its validity is investigated by model verification. The presented method can sharply reduce testing time and cost because of using accelerated stress which can accelerate degradation process of EM. This method can also provide a new way to lifetime and reliability prediction for other products with long lifetime and high reliability.

PL

Powielacz elektronów (EM) to elektroniczne urządzenie próżniowe o wysokiej niezawodności i długim cyklu życia, które znajduje szerokie zastosowanie w spektrometrii i badaniach przestrzeni kosmicznej, a także w atomowych wzorcach częstotliwości. Jest to urządzenie krytyczne, które może stanowić ograniczenie dla technologii, w której jest wykorzystywane. Wyzwaniem dla naukowców i inżynierów pozostaje pytanie, jak przewidzieć żywotność EM. W pierwszej kolejności w artykule zbadano mechanizm degradacji EM. Badanie pokazało, że współczynniki emisji wtórnej elektrody powielacza maleją stopniowo wraz z upływem czasu pracy, co prowadzi do degradacji kluczowego wskaźnika wydajności EM, to znaczy wzmocnienia prądu elektrycznego. W oparciu o ten fakt, zaproponowano metodę prognozowania żywotności EM zasadzającą się na metodologii przyspieszonych badań degradacji (ADT) z wykorzystaniem podwójnych naprężeń. Następnie zaprojektowano i zrealizowano plan ADT z podwójnymi naprężeniami za pomocą odpowiedniego systemu testowego. Na koniec przedstawiono procedurę analizy danych, a ich wiarygodność zbadano poprzez weryfikację modelu. Przedstawiona metoda może znacznie zredukować czas i koszty badań dzięki wykorzystaniu przyspieszonych naprężeń, które mogą przyspieszyć proces degradacji EM. Metoda ta może również umożliwić nowy sposób przewidywania niezawodności i cyklu życia produktów o długim cyklu życia i wysokiej niezawodności.

6

Ocena stanu technicznego i prognozowanie trwałości wirników WP i SP turbin 13K215 zaplanowanych do eksploatacji w okresie do 350 000 godzin

Rajca S., Trzeszczyński J., Grzesiczek E.

Energetyka

|

2013

|

nr 11

844--850

PL

Czas pracy większości bloków 200 MW przedłuża się ponad trwałość projektową kierując się koniecznością, tj. brakiem nowych źródeł energii w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym. Na podstawie pozytywnych doświadczeń eksploatacyjnych zakłada się, że jest to możliwe i bezpieczne, bez wymiany elementów krytycznych, w tym zwłaszcza wirników WP i SP. To założenie zweryfikowano wykonując zarówno kompleksowe badania materiałowe wirników wycofanych z eksploatacji po przepracowaniu ok. 250 000 godzin, jak również wykonując analizę stanu naprężenia metodą MES przy założeniu warunków pracy rekomendowanych przez dostawcę turbiny. Uwzględniając wiedzę z badań i obliczeń opracowano metodykę oceny stanu technicznego i prognozowania trwałości wirników WP i SP, których eksploatację zamierza się kontynuować do 350 000 godzin.

EN

Operating period of most 200 MW power units is extended beyond its designed lifetime, which is caused by necessity meant as lack of new sources of power in the Polish National Power System. On the basis of positive operational experiences it is assumed that it is possible and safe with no need to replace critical elements, especially HP and IP rotors. That intuitional idea should be verified with both: complex material testing of rotors decommissioned after 250 000 hours of operation and analysis of stress level using Finite Element Method assuming that working conditions are same as recommended by turbine supplier. Taking into consideration the knowledge from testing and calculations the methodology of assessment and forecast of HP and IP rotors’ lifetime, which are planned to be remained in service up to 350 000 hours has been elaborated.

7

Dynamic Mechanical Properties of Artifcially Aged Double Base Rocket Propellant and the Possibilities for the Prediction of Their Service Lifetime

Matečić-Mušanić S., Sućeska M.

Central European Journal of Energetic Materials

|

2013

|

Vol. 10, no. 2

225--244

EN

The ageing of double base (DB) rocket propellants, as a consequence of the chemical reactions and physical processes that take place over time, has a signifcant effect on their relevant properties, such as chemical composition and mechanical and ballistic properties. The changes to relevant properties limit the safe and reliable service life of DB rocket propellants. Accordingly, numerous research efforts have been undertaken to fnd reliable methods to measure the changes caused by ageing in order to assess the quality of DB rocket propellants at a given moment of their lifetime, and to predict their remaining service lifetime. In this work we studied the dynamic mechanical properties of DB rocket propellant artifcially aged at temperatures of 80, 85 and 90 °C, in order to detect and quantify changes in the dynamic mechanical properties caused by ageing, and to investigate the possibilities for the prediction of service lifetime. Dynamic mechanical properties were studied using a dynamic mechanical analyser (DMA). The results obtained have shown that ageing causes signifcant changes in the storage modulus (E´), the loss modulus (E˝) and the tan δ curves’ shape and position. These changes are quantifed by following some characteristic points on the E´-T, E˝-T, and tan δ-T curves (e.g. glass transition temperatures; storage modulus, loss modulus and tan δ at characteristic temperatures, etc.). It has been found that the monitored parameters are temperature and time dependent, and that they can be shown to be functions of the so called ‘reduced time of artifcial ageing’. In addition, it has been found that, on the basis of known changes in viscoelastic properties as a function of time and ageing temperature, and the known kinetic parameters of the ageing process, it is possible to calculate (determine) the change in the properties at any ageing temperature provided that the mechanism of the ageing process does not change. Unfortunately, the use of kinetic parameters obtained by artifcial ageing at high temperatures (above 60 °C) for the prediction of the propellant lifetime will not give reliable results, because the mechanisms of ageing at 85 °C and 25 °C are not the same.

8

Analysis of reiability parameters of convey or belt joints

Temerzhanov A., Stolpovdkikh I., Sładkowski A.

Transport Problems

|

2012

|

T. 7, z. 4

107-112

EN

In the article was found the causes defects vulcanized joints based on analysis of operating of conveyor belts, given the physical and mathematical model of failure joints. Measures have been developed to improve the reliability of the joints of conveyor belts.

9

Hot forming and heat treatment simulation in a steel mill

Redl C., Tian B, Wieser V., Sommitsch C.

Computer Methods in Materials Science

|

2007

|

Vol. 7, No. 1

5-10

EN

Numerical simulation is nowadays becoming a standard tool in industrial processes. This paper provides an insight about the usage of finite element calculations in the development and production process in the steel mill of Böhler Edelstahl GmbH, Kapfenberg, Austria. Simulation methods are used all along the value chain at the mill starting with melting and casting of the steel. Nevertheless this paper focuses on the simulation of hot forming and heat treatment as well as on the simulations done as a service for our customers. The activities of finite element simulation of hot rolling concentrate on one side on the basic principles, for example, widening, strain distributions, grain models etc. On the other side, typical chains of hot rolling have been simulated and the results verified by comparing measured parameters with calculations. As an example the widening of a cold work steel at different temperatures is presented and compared with other steel grades. Considering as example a hot work tool steel of type 1.2343 the production chain from forging over the pre heat treatment at the mill to the application as a tool for aluminium extrusion is surveyed. The forming of the casted and remelted steel block is done on a radial forging machine of the type GFM SX55. The simulation takes into account five passes and delivers strains and temperatures within the work piece. Afterwards the pre heat treatment cycle of the part consisting of heating, quenching in polymer solution and subsequent air cooling is modelled. Simulation services are provided to the customers to optimize the material selection for their specific applications. The aforementioned tool steel is used as liner or die material in the extrusion industry. By a combination of a visco-plastic material model and a damage model it is necessary to predict the lifetime of the tools in use. In order to obtain the residual stresses and phase distribution after nitrogen quenching a heat treatment simulation of the die is performed. Afterwards a simulation of the extrusion process is carried out to get the distribution of effective stress and temperature in the die. The calculated life time as well as the predicted location of the maximum damage agrees well with observations from real extrusion processes.