Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Powiadomienia systemowe
  • Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 18

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  mechanika kontaktu
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
The paper presents the results of fracture testing of a coating-substrate system subjected to a concentrated contact load and during a scratch test. A diamond indenter with rounding radii in the range 20-500 µm was used under the tests. Systems with CrN coatings in the range of 1 to 5 µm applied to austenitic steel X5CrNi18-10 were analysed. In the paper, the effect of coating thickness on deformation and fracture of the coating and substrate in the load range of 1 and 3 N is analysed. Cohesion and adhesion sites of the coating to the substrate were determined. Optical profilometer images, scanning microscope images, and Micro Combi Tester images – CSM Instruments were used to analyse Lc1, Lc2, and crack locations. It was observed that, as the indenter radius increases, cracks in the coating-substrate system develop at increasing loads. Average critical forces are also higher with indenters of 200–500 µm. In the case of indentation only, with the indenter’s radius of 500 um, it is 750 Nm for the thinnest 1 µm coating and 1750 Nm for the 5.2 µm coating.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań pękania układu powłoka–podłoże poddanych obciążeniu działającym w styku skoncentrowanym oraz podczas testu zarysowania. Do badań użyto diamentowego wgłębnika o promieniach zaokrąglenia z zakresu 20–500 µm. Analizowano układy z powłokami CrN w zakresie od 1 do 5 µm nałożone na stal austenityczną X5CrNi18-10. W artykule analizowano wpływ grubości powłok na deformacje i pękanie powłoki i podłoża w zakresie obciążenia 1 i 3 N. Wyznaczono miejsca kohezji i adhezji powłoki do podłoża. Do analizy Lc1, Lc2 oraz lokalizacji pęknięć użyto obrazów z profilometru optycznego, zdjęć z mikroskopu skaningowego i zdjęć z Micro Combi Testera – CSM Instruments. W wyniku przeprowadzonych badań zauważono, że wraz ze wzrostem promieniem zaokrąglenia wgłębnika, pęknięcia układu powłoka–podłoże powstają przy coraz większych obciążeniach. Średnie wartości sił krytycznych również jest większe przy stosowaniu wgłębników 200–500 µm. W przypadku samej indentacji przy promieniu wgłębnika 500 µm wynosi 1 µm, 750 Nm, natomiast dla powłoki 5,2 µm 1750 Nm.
EN
The article presents the results of modelling tests of the coating-substrate systems subjected to a contact load using a spherical diamond indenter with a 20 μm tip radius. Systems with 1 to 5 μm thick CrN coatings deposited on X5CrNi18-10 austenitic steel substrate were analysed. Systems without residual stress as well as with introduced 2 and 5 GPa compressive residual stresses were analysed. The article presents the effect of coating thickness on substrate deformations at load range up to 1 and 3 N. The evolution of maximum radial stress in the substrate and the range of substrate plastic deformation for the assumed coating thicknesses were also analysed. Modelling results showed a strong relation between maximum critical force and relative coating thickness. The maximum radial stresses in the substrate in a case of systems with a thin 1 μm coating are much smaller than for thicker 5 μm coating, referring to the relative coating thickness. However, the analysis of substrate yielding showed that, for thin 1 and 2 μm coatings, substrates deform plastically at 0.01 and 0.03 N, respectively, while the 5 μm coating prevent plastic deformations up to load 0.32N.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań modelowania układów powłoka–podłoże poddanych obciążeniu działającego w styku skoncentrowanym przy użyciu diamentowego wgłębnika o promieniu zaokrąglenia 20 μm. Analizowano układy z powłokami CrN w zakresie od 1 do 5 μm nałożone na stal austenityczną X5CrNi18-10. Modelowano układy bez naprężeń własnych oraz układy z wprowadzonymi ściskającymi naprężeniami własnymi 2 i 5 GPa. W artykule przedstawiono ewolucje wpływu grubości powłok na deformacje podłoża w zakresie obciążenia do 1 i 3 N. Analizowano również przebieg maksymalnych naprężeń promieniowych w podłożu oraz zakres odkształceń plastycznych podłoża dla założonych grubości powłok i zakresu sił. Wyniki modelowania wykazały dużą zależność pomiędzy maksymalną siłą krytyczną, a względną grubością powłoki. Maksymalne naprężenia promieniowe w podłożu w układach z cienką powłoką 1 μm są znacznie mniejsze niż w przypadku układów z powłoką o grubości 5 μm, odnosząc wyniki do względnej grubości powłoki. Natomiast analiza odkształceń plastycznych podłoża badanych układów wykazała, że podłoże w układach z cienkimi powłokami 1 i 2 μm odkształcają się plastycznie już przy sile 0,01 i 0,03 N. Wzrost siły, przy której dochodzi do odkształceń plastycznych podłoża, widoczny jest w przypadku zmieniającej się grubości zastosowanej powłoki. I tak w przypadku układu z powłoką 5 μm pierwsze odkształcenia plastyczne zaczynają pojawiać się dopiero przy sile 0,32 N.
EN
The article presents the results of spherical indentation modelling of coating-substrate systems. Modelling was carried out using the finite element method. First of all, the effect of the coating thickness on system deformation and stress distribution was taken into analysis, assuming coating thicknesses of 1, 2, and 5 μm, which are typical for tribological applications as well as models with infinitely thick coating and without a coating. The evolution of maximum radial stresses in the indentation within 0 to 3N load is presented. A significant effect of the coating thickness on the value and location of the maximum stress concentration was observed. The effect of internal stresses on surface bearing capacity with PVD coatings was also analysed. The paper presents the possibility of creating failure maps of coating–substrate systems for the assumed mechanical properties of materials, which allows one to determine the load capacity of coated surface or choose the optimal coating thickness when the maximum strength and contact geometry are known.
PL
W artykule zostały przedstawione wyniki modelowania sferycznej indentacji układów powłoka-podłoże. Modelowanie prowadzono z użyciem metody elementów skończonych. Analizowano przede wszystkim wpływ grubości powłoki na deformacje układu i rozkład naprężeń, przyjmując typowe w tribologicznych aplikacjach grubości powłok 1, 2 i 5 μm oraz modele z nieskończenie grubą powłoką i bez powłoki. Przedstawiono ewolucję głównie przy maksymalnych naprężeniach promieniowych w zakresie obciążenia wgłębnika od 0 do 1 N. Zaobserwowano istotny wpływ grubości powłoki na wartość i miejsca maksymalnej koncentracji naprężeń. Analizowano także wpływ naprężeń własnych na nośność powierzchni z powłokami PVD. W pracy przedstawiono możliwość tworzenia map niszczenia układów powłoka–podłoże dla założonych właściwości mechanicznych materiałów, dzięki której można określić zakres nośności powierzchni układu lub dobrać optymalną grubość powłoki przy znajomości maksymalnej siły i geometrii kontaktu.
EN
The paper presents mathematical formulation of a dynamic soft-contact problem consisting of a material point impacting rheological structures. Two different models were analyzed. The first model concerns a viscoelastic structure while the second one applies to the so-called fractional-elastic scheme. In both cases the formulation of the problem needs the notion of variational inequalities describing unilateral constraints. Moreover, the fractional-elastic model contains an element defined via fractional derivatives (spring-pot) that complicates the numerical solution. Thanks to the methods used in this paper, both problems were described mathematically applying appropriate systems of algebraic-differential equations. The solution of the fractional-elastic problem involving a fractional-differential equation (FDE) was obtained with the use of time-discretization schemes proposed in the literature. Selected numerical results of the initial-value problem solution, modelling a material point falling freely and impacting the rheological structures were presented.
5
Content available remote Contact mechanics of coating-substrate systems: Monolayer and multilayer coatings
EN
The paper presents issues related to contact mechanics of coating-substrate systems and problems with analysis of their mechanical properties. The author's model of deformations of such systems based on a complex analysis of nanoindentation tests and FEM modeling is also presented. This model allows identification of the areas submitted to the highest stress concentration with their quantitative analysis. Studies were carried out on TiN monolayer and Ti/TiN multilayers deposited on steel substrates. For multilayers the impact of soft Ti layers on coating fracture was investigated.
6
Content available remote Komputerowe modelowanie kontaktu pomiędzy chropowatymi powierzchniami
PL
Artykuł przedstawia matematyczny model, który opisuje wielkość odkształcenia objętościowego mikronierówności w funkcji wzajemnego zbliżenia chropowatych powierzchni w ustalonej chwili czasu. W pierwszej części artykułu przypomniano klasyczny model kontaktu między sztywną, gładką powierzchnią i chropowatą powierzchnią (model Greenwooda i Williamsona [L. 8]), który był dyskutowany w innych artykułach [L. 1, 3–6, 10, 11, 15–20]. Model Greenwooda i Williamsona opisuje średnią liczbę kontaktów mikronierówności z powierzchnią gładką, powierzchnię rzeczywistego styku oraz siłę nacisku odpowiadającą zbliżeniu do powierzchni, nie opisuje natomiast wielkości odkształcenia objętościowego mikronierówności w funkcji wzajemnego zbliżenia chropowatych powierzchni w ustalonej chwili czasu. Autor artykułu wyprowadza nowy matematyczny model, który opisuje wielkość odkształcenia objętościowego mikronierówności w takim kontakcie. Model ten jest oparty na geometrycznym i statystycznym modelu Greenwooda i Williamsona [L. 8]. W drugiej części artykułu jest wyprowadzony nowy matematyczny model kontaktu przestrzennego mikronierówności powierzchni pomiędzy dwoma chropowatymi powierzchniami. Model ten opisuje wielkość odkształcenia objętościowego mikronierówności w funkcji wzajemnego zbliżenia dwóch chropowatych powierzchni w ustalonej chwili czasu. Artykuł zawiera wyniki symulacji komputerowej dla kontaktu między sztywną, gładką powierzchnią i chropowatą powierzchnią oraz między dwoma chropowatymi powierzchniami. Otrzymane zależności mają nieliniowy charakter i pokazują na silny związek z typem rozkładu wysokości mikronierówności pokrywających rozpatrywane powierzchnie. Wielkość odkształcenia objętościowego mikronierówności, dla kontaktu między sztywną, gładką powierzchnią i chropowatą powierzchnią, jest zawsze większa niż w kontakcie między dwoma chropowatymi powierzchniami dla ustalonego rozkładu wysokości mikronierówności i ustalonego parametru wnikania powierzchni.
EN
The article presents the mathematical model, which describes the size of the volume deformations of asperities in the function of the close relations of rough surfaces in the given moment of time. In the first part of this article, the classical model of contact between a rigid, smooth surface and a rough surface (Greenwood & Williamson model L. 8) which was discussed in other articles [L. 1, 3–6, 10, 11, 15–20]. This model describes the expected number of contacts, the mean contact area, and expected load, but it does not describe the volume deformations of asperities in the function of the close relations to the rough surface and a smooth surface in a given moment of time. The author of the article introduces a new mathematical model that describes the size of volume deformations of asperities in this contact. This model is based on Greenwood & Williamson’s [L. 8] geometrical and statistical model. In the second part of this article, a new mathematical model of spatial contact of asperities between two rough surfaces is shown. This model describes the size of the volume deformations of asperities in the function of the close relations to the rough surfaces in a given moment of time. This article shows the results of the computer simulation for contact between a rigid, smooth surface and a rough surface and between two rough surfaces. Received dependencies have a non-linear character and show a strong relationship with the type of the height distribution of the asperities covering the studied surfaces. The size of the volume deformations of asperities for the contact between a rigid, smooth surface and a rough surface is always larger than the contact between two rough surfaces for the fixed height asperity distribution and fixed separation of surfaces.
7
Content available remote A model of contact between rough surfaces
EN
The paper presents a non-linear mathematical model describing mechanical properties of dry contact of rough surfaces, loaded in the normal direction with the range of contact pressure 0–1.9 and 0–8 MPa. The surfaces of the joints were loaded the first time, thus irreversible characteristics were observed. The characteristics of the contacts are complex, virgin contacts are more flexible and plastic deformation is significant, while stabilised contacts are stiffer, and deflection has mostly an elastic character. The mentioned phenomena were described by a non-linear model, which can be used in future simulations (e.g. FEM, DEM, MBS) and for practical purposes. The structure and parameters of the model were identified from experimental data, which were measured time histories of normal load and normal contact deflection.
PL
Artykuł prezentuje nieliniowy matematyczny model, opisujący mechaniczne własności kontaktu, niesmarowanych powierzchni chropowatych, obciążonych w kierunku normalnym, w zakresie obciążenia od 0–1,9 oraz 0–8 MPa. Powierzchnie połączeń kontaktowych były obciążone pierwszy raz, tak więc zaobserwowano odkształcenia plastyczne. Własności mechaniczne kontaktu są złożone, odkształcenia plastyczne kontaktu obciążonego pierwszy raz są znaczące, a co się z tym wiąże kontakt jest bardziej podatny. Podczas gdy ustabilizowany kontakt jest sztywniejszy i odkształcenia mają głównie charakter sprężysty. Wymienione zjawiska zostały opisane przez nieliniowy model kontaktu, który może być wykorzystany w dalszych badaniach (np. MES, MED., MBS) oraz w praktyce. Struktura i parametry modelu zostały zidentyfikowane na podstawie zmierzonych przebiegów czasowych obciążenia i odkształcenia.
8
Content available remote Zagadnienia odwrotne mechaniki kontaktu
EN
The aim of this paper is to remind the set of theoretical problems of contact which are the basis for formulating and verification of the contemporary approximate methods of contact mechanics of real bodies.
9
Content available remote The Analytical Study of Garment Pressure on the Human Body Using Finite Elements
EN
This paper reports an analytical study of the contact pressure between an elastic garment and some parts of the human body whose geometries are cylindrical and conical, which is based on contact mechanics. The results of this model are compared with a numerical simulation using the finite element method as well as an experimental approach. This model is based on an analysis of contact areas between body and the garment. The numerical solution is done using ANSYS-9 software. The results showed good agreement between the analytical and software analysis. As a result, validation of the software is guaranteed for analysis of other areas of the body using this software. The results show a maximum error of about 7 percent between the theoretical and software solutions. An experimental case study shows there is always good agreement in the presence of friction which, was not included in the analytical and software solutions.
PL
Artykuł przedstawia badania sił występujących w przypadku kontaktu elastycznych fragmentów ubrań z niektórymi częściami ciała człowieka. Założono, że fragmenty ciała człowieka mają kształt cylindryczny i stożkowy. Dla tak zdefiniowanego modelu porównano wyniki uzyskane dla numerycznej symulacji metodą elementów skończonych oraz badaniami eksperymentalnymi. Opisany model oparty jest na analizie powierzchni kontaktu pomiędzy ciałem i ubiorem. Rozwiązanie numeryczne zostało oparte o program komputerowy ANSYS-9. Uzyskane wyniki wykazują dobrą zgodność pomiędzy parametrami analitycznymi i analizą komputerową. Ocena obliczeń wykonanych za pomocą programu komputerowego pozwala stwierdzić, że również inne części ciała, niż badane, mogą być analizowane za pomocą tego programu. Uzyskano błąd maksymalnie 7% pomiędzy wartościami teoretycznymi a uzyskanymi dzięki programowi komputerowemu. Eksperymentalne badania wskazują również, że istnieje dobra zgodność wyników w przypadku wystąpienia tarcia, które nie zostało włączone w obliczenia numeryczne.
11
Content available remote Plastic deformation of surface roughness and bulk at contact loading.
EN
The work presents results of the experimental research on the influence of roughness on the value of total and plastic deformations under normal loading, which exceed yield limit of material. The experiments were performed on both anisotropic and isotropic surfaces, what enabled to evaluate the influence of directionality of geometrical surface structure on contact deformations. A degree of deformation of roughness zone was expressed by changes in the 3D roughness height parameters.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu chropowatości na wielkość całkowitych oraz plastycznych deformacji przy obciążeniach normalnych znacznie przekraczających granice plastyczności materiału. Badania prowadzono na powierzchniach o strukturze zdeterminowanej oraz losowej, co pozwoliło ocenić wpływ kierunkowości powierzchni na odkształcenia kontaktowe. Stopień deformacji strefy chropowatości wyrażono miarą zmiany wielkości parametrów 3D chropowatości.
12
Content available remote 3D roughness analysis of deformation of surface at contact loading.
EN
The work presents results of the experimental research on the influence of roughness on the value of plastic deformation under normal loading, which exceed yield limit of material. The experiments were performed on both anisotropic and isotropic surfaces what enabled to evaluate the influence of directionality of geometrical surface structure on contact deformations. A degree of deformation of roughness zone was expressed by changes in the 3D roughness height parameters. The areal bearing curve was determined with different methods based on profilometric measurements. The analysis of the measurement results indicates that surface roughness was highly preserved and real contact area did not exceed 50%.
PL
W pracy badano powierzchnie chropowate poddane obciążeniom normalnym znacznie przekraczającym granice plastyczności materiału. Badania przeprowadzono na powierzchniach o strukturze zdeterminowanej oraz losowej, co pozwoliło ocenić wpłwy kierunkowości powierzchni na odkształcenia kontaktowe. Stopień deformacji strefy chropowatości wyrażono miarą zmiany maksymalnej wysokości chropowatości, a rzeczywistą powierzchnię styku wyznaczono różnymi metodami opartymi na pomiarach profilometrycznych. Analiza przeprowadzonych pomiarów wskazuje, że chropowatość powierzchni pozostała w dużej mierze zachowana, a rzeczywista powierzchnia styku nie przekroczyla 50%.
PL
W wielu elementach maszyn takich jak koła zębate, pary krzywka-popychacz bądź koło-szyna pojawiają się pęknięcia zmęczeniowe. Szczególnie niebezpieczne są te, które propagują pod powierzchnią, przez co są trudniejsze do detekcji, mając tendencję do skręcania i propagacji w głąb materiału. Pęknięcia te modyfikują rozkład naprężeń pochodzących od kontaktu poprzez wiele czynników, takich jak istnienie pustki (niezerowa grubość szczelin) oraz chropowatości powierzchni. W artykule przedstawiono eksperymentalnie otrzymane zmiany rozkładów naprężeń, będące skutkiem przetaczania obciążenia po próbce ze zmęczeniową szczelinę podpowierzchniową.
EN
The paper presents experimentally obtained distribution of changing of the stress tensor components as a result of interaction of the subsurface fatigue crack and rolling contact. Simulated load corresponds with the real interaction between railway wheel and rail. The grating holographic interferometry method was used. Obtained results indicate large influence of roughness of the crack faces on the distribution of the stress tensor components.
PL
W pracy przedstawioni quasi-statyczny model płynu zamkniętego usytuowanego w strefie kontaktu toczno-ślizgowego. Model ten wykorzystany został do wyznaczenia oddziaływania płynu na ścianki pęknięcia i w dalszej kolejności do określenia wpływu tego oddziaływania na wytężenie jego frontu. W obliczeniach zastosowano interacyjną metodę poszukiwania stanów równowagi pomiędzy płynem i strukturą dla kolejnych położeń obciążenia względem pęknięcia. Wyniki w postaci historii zmian ciśnienia w płynie zamkniętym oraz zmian współczynników intensywności naprężeń, a także wyznaczonych prędkości rozwoju pęknięcia przedstawiono dla dwóch długości pęknięcia.
EN
The paper presents an analysis of the influence of fluid entrapment effect on the growith of RCF crack with the use of a new method basing on the consecutive equilibrium states of crack. The stress intensity factors and crack propagation rates were calculated for different volumes of entrapped fluid. The results were obtained for two crack lengths.
PL
W pracy przedstawiono opis i wyniki symulacyjnych badań kontaktowych drgań normalnych układu dynamicznego o jednym stopniu swobody. Badany układ składał się ze sztywnej bryły, spoczywającej na nieliniowo sprężystym podłożu, modelującym połączenie stykowe obrobionych mechanicznie powierzchni stalowych. Celem tej pracy było zbadanie zjawiska rezonansu kontaktowego dla wybranego obszaru zadanych parametrów, dotyczących wartości siły i częstotliwości wymuszeń.
EN
The paper presents a description and some results of simulative investigations of normal contact vibrations in a dynamic system with one degree of freedom. The investigated system consisted of a rigid block resting on a nonlinear elastic foundation, modelling the interface of machined steel surfaces. The aim of this work was to investigate the phenomenon of the contact resonance for the selected range of given parameters concerning the value of force and excitation frequency.
16
Content available remote Mechanika kontaktu cząstek stałych z łopatkami wentylatora
PL
W pracy przeprowadzono analizę dynamiki ruchu cząstek stałych wzdłuż łopatki wentylatora. Określono prędkość cząstki i jej czas kontaktu na przykładzie cząstki drewna i piasku kwarcowego. Otrzymane wartości naprężeń kontaktowych pozwalają sądzić, że mikroskrawanie jest przyczyną erozji łopatek.
EN
In the paper, the analysis of dynamics of solid particle movement along the ventilator's blade was made. The velocity of the particle and the contact time were assessed on the example of wood and quartz sand particles. Obtained values of contact stresses let the author conclude that microcutting is responsible for the blade erosion.
17
Content available remote On the application of a work postulate to frictional contact
EN
The work postulate of Naghdi and Trapp is applied to a frictional contact interface to derive an inequality restricting the relation between slip traction and slip direction.
18
Content available remote Pocieranie i ścieranie
EN
Though simply expressed, the laws of friction encapsulate a host of microscopic and nanoscopic phenomena whose elucidation has become one of the most fascinating pursuits in applied physics.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.