Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Sustainable production of an iron-eggshell nanocomposite and investigating its catalytic potential for phenol removal

Mohammed Noor A., Saeed Liqaa I., Mhemid Rasha Khalid Sabri

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2023

|

Vol. 30, nr 3

387--403

EN

The research conducted here will hopefully lead to the creation of a practical, inexpensive method for purging aqueous solutions of contaminating phenolic chemicals. A biosorbent system comprised of eggshells and iron was studied for its potential to effectively detoxify phenol. Both the eggshell and the iron systems were used in the preparation of the adsorbents in order to achieve the desired result of having the properties of both systems. Scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and X-ray diffraction (XRD) were used for characterisation. Batch tests were conducted to evaluate the adsorption capacity of eggshells and iron under the influence of different operating parameters (shaking speed, pH, initial phenol content, and contact time). In the design-expert modelling, the optimisation conditions were found to be a pollutant concentration = 30.0 mg . L–1, pH of 3.00, adsorbent dose = 0.11 mg . L–1, shaking speed = 150 rpm, and time = 120 min for an phenol reduction rate of 94.4 % which it was extremely near to the experimentally value (96.6 %). The CCD modelling that was performed in the RSM verified the findings that were predicted. On the basis of laboratory results, the prediction proved accurate.

2

Optimisation of variation coolant system techniques in machining aluminium alloy Al319

Zainal Ariffin S., Efendee A. M., Redhwan A. A. M., Alias M., Arifuddin A., Kamrol Amri M., Mohd Ali M., Khalil K., Aminullah A. R. M., Hasnain A. R., Baba N. B.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2022

|

Vol. 113, nr 2

72--77

EN

Purpose: Cutting parameters are often chosen for machining by machine operators in the industry. The experience and efficiency of the machine operator in producing a quality product are frequently used to decide parameter selection - low productivity results from improper parameter selection, inefficient machining, and technological issues. Today's key issues in the machining industry are focusing on increasing machining performance on surface roughness while minimising coolant usage. The study's objective is to enhance the performance of the nozzle lubrication system during the turning operation of an aluminium alloy 319 workpieces (Al319) to generate good surface roughness by applying turning parameters such as cutting speed, feed rate, and the depth of cut. Design/methodology/approach: Response Surface Method (RSM) was used to create the experimental method for this investigation, carried out using a CNC lathe machine with two axial movements and a wet cooling nozzle with a size of 1.0 mm. Synthetic soluble lubricants, Al2O3-coated cemented carbide inserts, and Aluminium alloy 319 were utilised as cutting tools and workpiece materials. Findings: To study the influence of cutting parameters on surface roughness, the Analysis of Variance (ANOVA) approach was utilised while the response surface method was performed to achieve an optimum machining performance (RSM). When comparing dry and wet cooling systems, the size of 1.0 mm nozzle shows appropriate surface roughness. According to the ANOVA analysis, the key factor impacting the surface roughness as machining performance in lubrication technique experiments was the utilisation of 1.0 mm nozzle size. Research limitations/implications: The findings of combination machining parameters at a cutting speed of 270 m/min and a cutting depth of 0.60 mm at a feed rate of 0.08 mm/min offered the best results, achieving a surface roughness, Ra of 0.94 μm. Practical implications: The use of coolant size nozzle 1.0 mm technology combined with the use of correct machining parameters can improve machining cuts. Originality/value: The novel size of 1.0 mm nozzle in this current research is also valuable for reducing and increasing productivity in the machining business, as well as reducing dependency on machining operators' experience and abilities.

3

Effectiveness of hybrid Al2O3-TiO2 nano cutting fluids application in CNC turning process

Arifuddin A., Redhwan A.A.M., Syafiq A.M., Zainal Ariffin S., Aminullah A.R.M., Azmi W.H.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2022

|

Vol. 117, nr 2

70--78

EN

Purpose: The purpose of this study is to evaluate the effectiveness of hybrid Al2O3-TiO2 nano-cutting fluid in the turning process application under the selected significant machining parameters consisting of nano concentration, depth of cut and feed rate. Design/methodology/approach: The preparation of aqueous hybrid Al2O3-TiO2 water-based nano-cutting fluids and their application as the cutting fluid in turning operations are undertaken. The Al2O3-TiO2 hybrid nano-cutting fluids were prepared through a one-step method; by dispersing nanoparticles of Al2O3 (average diameter 30 nm) and TiO2 (average diameter 30-50 nm) in CNC coolant based at four different volume concentrations (1%, 2%, 3%, 4%). The effectiveness of turning cutting performance, namely cutting temperature (°C), average surface roughness (Ra), and tool wear (%), were assessed via air-assisted nano cutting fluids impinged through MQL setup in turning of Aluminium Alloy AA7075. The response surface method (RSM) was employed in the design of the experiment (DOE). Findings: The lowest cutting temperature, surface roughness, and tool wear of 25.8°C, 0.494 μm, and 0.0107%, are obtained, respectively, when the combinations of hybrid nano cutting fluid concentration of 4%, feed rate value of 0.1 mm/rev, and 0.3 mm depth of cut is used. Research limitations/implications: The result in this paper is based on the experimental study of Al2O3-TiO2 hybrid nano-cutting fluid using CNC turning operation. The process focuses on the finishing process by using a finishing insert. Further work using roughing process may be suggested to observe the better performance of this cutting process using nano-cutting fluid towards reducing the wear rate. Practical implications: The use of Al2O3-TiO2 hybrid nano-cutting fluid coupled with MQL in the CNC turning process is considered a new method. Machining soft and delicate materials such as Aluminium should consider using this combination technique since it lowers the cutting temperature and removes the chips, reducing the adhesive wear. Originality/value: The hybrid nano-cutting fluid can replace the conventional cutting fluid and will perform better if combined with the MQL cooling technique; this new method should be considered by major industry players that require a high-precision finished product such as the product that involves aircraft and aerospace applications.

4

Modeling and parametric optimization of friction stir welding of aluminium alloy AA7068-T6 using response surface methodology and desirability function analysis

Bindu M. D., Tide P. S., Bhasi A. B., Ramachandran K. K.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2021

|

Vol. 69, nr 4

art. no. e137936

EN

In this investigation, high specific strength precipitation hardenable alloy AA7068-T6 was joined using friction stir welding. Experiments were carried out using the three factor-three level central composite face-centered design of response surface methodology. Regression models were developed to assess the influence of tool rotational speed, welding speed, and axial force on ultimate tensile strength and elongation of the fabricated joints. The validity of the developed models was tested using the analysis of variance (ANOVA), actual and adjusted values of the regression coefficients, and experimental trials. The analysis of the developed models together with microstructural studies of typical cases showed that the tool rotational speed and welding speed have a significant interaction effect on the tensile strength and elongation of the joints. However, the axial force has a relatively low interaction effect with tool rotational speed and welding speed on the strength and elongation of the joints. The process variables were optimized using the desirability function analysis. The optimized values of joint tensile strength and elongation – 516 MPa and 21.57%, respectively were obtained at a tool rotational speed of 1218 rpm, welding speed of 47 mm/ min, and an axial force of 5.3 kN.

5

Characterization of geometrical parameters of plastic bottle shredder blade utilizing a two-step optimization method

Nguyen Trieu Khoa, Chau Minh Quang, Do The-Can, Pham Anh-Duc

Archive of Mechanical Engineering

|

2021

|

LXVIII, nr 3

253--269

EN

In this paper, a numerical and experimental investigation of geometrical parameters of the blade for plastic bottle shredder was performed based on the Taguchi method in combination with a response surface method (RSM). Nowadays, plastic waste has become a major threat to the environment. Shredding, in which plastic waste is shredded into small bits, ready for transportation and further processing, is a crucial step in plastic recycling. Although many studies on plastic shredders were performed, there was still a need for more researches on the optimization of shredder blades. Hence, a numerical analysis was carried out to study the influences of the relevant geometrical parameters. Next, a two-step optimization process combining the Taguchi method and the RSM was utilized to define optimal parameters. The simulation results clearly confirmed that the current technique can triumph over the limitation of the Taguchi method, originated from a discrete optimization nature. The optimal blade was then fabricated and experimented, showing lower wear via measurement by an ICamScope® microscope. Hence, it can be clearly inferred from this investigation that the current optimization method is a simple, sufficient tool to be applied in such a traditional process without using any complicated algorithms or expensive software.

6

Energy absorption characteristics of thin-walled sinusoidal corrugated tube using RSM-CCD

Rahim Mohd. Reyaz Ur, Bharti Prem Kumar

Production Engineering Archives

|

2020

|

Vol. 26, Iss. 4

144--153

EN

The axial crushing behaviour of tubes of different section shapes has been extensively investigated as they have an excellent energy absorption, but the thin walled corrugated tube structures have been designed to further improve their energy absorption performance. The study aims to analyze the effect of sinusoidal corrugations along cross section of the tube on peak force, energy absorption and specific energy absorption. In the present work the response surface methodology (RSM) using central composite design (CCD) has been used and simulation work is performed by using ANSYS workbench to explore the effects of geometrical parameters on the responses of constructing models.

7

Improving the procedure of probabilistic load testing design of typical bridges based on structural response similarities

Owerko P., Winkelmann K.

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 4

325--342

EN

This paper concerns load testing of typical bridge structures performed prior to operation. In-situ tests of a two-span post-tensioned bridge loaded with three vehicles of 38-ton mass each formed the input of this study. On the basis of the results of these measurements an advanced FEM model of the structure was developed for which the sensitivity analysis was performed for chosen uncertainty sources. Three uncorrelated random variables representing material uncertainties, imperfections of positioning and total mass of loading vehicles were indicated. Afterwards, two alternative FE models were created based on a fully parametrised geometry of the bridge, differing by a chosen global parameter – the skew angle of the structure. All three solid models were subjected to probabilistic analyses with the use of second-order Response Surface Method in order to define the features of structural response of the models. It was observed that both the ranges of expected deflections and their corresponding mean values decreased with an increase of the skewness of the bridge models. Meanwhile, the coefficient of variation and relative difference between the mean value and boundary quantiles of the ranges remain insensitive to the changes in the skew angle. Owing to this, a procedure was formulated to simplify the process of load testing design of typical bridges differing by a chosen global parameter. The procedure allows - if certain conditions are fulfilled - to perform probabilistic calculations only once and use the indicated probabilistic parameters in the design of other bridges for which calculations can be performed deterministically.

PL

Pracę otwiera przegląd najnowszej literatury fachowej o zasięgu międzynarodowym, dotyczącej próbnych obciążeń obiektów mostowych. W licznych publikacjach badawczych jednoznacznie stwierdzono, iż zasadne jest, by często stosowane w tym zakresie metody deterministyczne uzupełniać lub zastępować analizami probabilistycznymi. Niniejsza praca stanowi zatem rozwinięcie dotychczasowych osiągnięć i spostrzeżeń. Przedmiotem pracy jest analiza możliwości zwiększenia efektywności procesu przygotowania probabilistycznych projektów próbnych obciążeń typowych konstrukcji mostowych, różniących się wybranym parametrem geometrycznym (w tym przypadku – kątem ukosu konstrukcji „α”) przed ich dopuszczeniem do eksploatacji w zakresie pomiarów statycznych. Punktem wyjściowym przedstawionej analizy jest próbne obciążenie in-situ typowego, drogowego mostu sprężonego. Jednym z podstawowych kryteriów dopuszczenia obiektu mostowego do użytkowania w niektórych krajach, jest wykazanie, iż ugięcia dźwigarów głównych obiektu mostowego wywołane statycznym obciążeniem próbnym są mniejsze niż te określone teoretycznie w modelu MES obiektu. W pierwszej kolejności zatem, wyniki pochodzące z rzeczywistych badań próbnego obciążenia zostały zestawione z ich teoretycznymi odpowiednikami, pochodzącymi z prostego modelu rusztowego mostu. Ten przykład ogranicza się do analizy maksymalnych ugięć jednego z dźwigarów głównych obiektu. Wykazano, iż ugięcia z pomiarów in-situ (pomierzone przemieszczenia zostały odpowiednio przeliczone na ugięcia, aby uwzględnić wpływ osiadania podpór i zgniotów łożysk) były mniejsze niż te określone teoretycznie. Nie było zatem podstaw do niedopuszczenia mostu do użytkowania ze względu na niespełnienie kryterium ugięć. Jednakże, w rezultacie analizy wykazano, iż wyniki odpowiedzi konstrukcji z prostego modelu deterministycznego różniły się znacznie od wyników pomiarów. W związku z tym, w celu opracowania procedury zwiększenia efektywności procesu przygotowywania probabilistycznych projektów próbnych obciążeń obiektów typowych, do dalszych analiz porównawczych i probabilistycznych wygenerowany został znacząco bardziej zaawansowany model bryłowy MES.

8

Experimental analysis on surface roughness in turning hybrid metal matrix (6061Al+SiC+Gr) composites

Kathirvel M., Palani Kumar K., Diaz P. M.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 22, nr 1

341--356

EN

Owing to the distinguished properties Metal Matrix Graphite Hybrid Composites (Al/SiCMMC-Gr) are used in various applications. This paper deals with the utility of Taguchi and response surface methodologies for the prediction of surface roughness in tuning of these materials with PCD tool. The cutting parameters effect on surface quality is analyzed and an empirical model with respect to turning parameters is established using response surface method. The most important parameter that influences the turning Al/SiC-MMC-Gr is feed. The measured and predicted results are approximately equal, which proves that, model is to be used for predicting surface finish in turning of these composites. Validation experiments have been used to confirm the predicted results.

9

Effect of the oxidation on the tribological behaviour of steels

Djilali K.-A., Hebbar A.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 22, nr 4

1247--1260

EN

The work presented in this study focus on the application of the method of the plans of experiences (MPE) to the study and the optimization of the quantification of the wear of the steels (XC48, A60) under the effect of a factor of environment in the occurrence Hydrogen. Modeling can draw inspiration from the mathematical models established by the (MPE) in order to analyze more deeply the phenomenon of the wear while taking account of the various relevant factors [1]. The MPE, introduced is a consistent set of tools and methods algèbro-statistics to establish and analyze the relationships in the quantities studied (responses) and their sources of variations (factors) [2]. This analysis may be qualitative: study of “screening" (determination of influential factors) or quantitative: methodology of the surfaces of answers (variation of responses according to the influential factors). In all cases, it has for the purpose of determination of mathematical models approached the answers expressed in terms of the factors. These models are deducted from the values obtained of series of experiments. The definition of these plans of experiences determines the measurable quality of models. The multiple facets of the MPE are then used as the basis for the development of strategy to optimize [3].

10

Optimization of surface roughness for duplex brass alloy in EDM using response surface methodology

Marichamy S., Saravanan M., Ravichandran M., Stalin B.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2017

|

Vol. 21, nr 1

57--66

EN

In recent scenario, Duplex brass alloy have drawn many attention of researchers due to the properties such as excellent corrosive resistance, machinability, ductile and easy of fabrication. In present work, the alloy is fabricated by stir casting technique and the machinability was studied during Electric Discharge Machining. In this experiment the control parameters such as current, voltage, pulse on time and flushing pressure were considered to study the effect on Surface roughness (Ra). Response surface methodology (RSM) was used to design the experiment using Box - Behnken design (BBD). An attempt has been made to investigate find out the best optimal parameter for the machining the alloy. The response model has been validated with analysis of variance (ANOVA). Peak current was identified as the significant factor affecting the surface roughness during machining.

11

Wpływ przygotowania prób oleju rzepakowego na aktywność przeciwutleniającą

Bartosiak M., Szydłowska-Czerniak A.

Analityka : nauka i praktyka

|

2017

|

nr 1

32--38

PL

Wyznaczono optymalne parametry przygotowania prób rafinowanego oleju rzepakowego do oznaczania aktywności przeciwutleniającej, wykorzystując centralny plan kompozycyjny.

12

Estimation of system reliability by using the PLS-regression based corrected response surface method

Liu H., Jiang W., Hulio Z. H., Wang Q.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2016

|

Vol. 18, no. 2

260--270

EN

A new computational method, referred as PLS-regression (PLSR) based corrected response surface method, has been developed for predicting the reliability of structural and mechanical systems subjecting to random loads, material properties, and geometry. The method involves a Corrected-Response Surface Model (C-RSM) based on the Partial Least Squares Regression Method (PLSRM) combined with some correction factors, and Monte Carlo Simulation (MCS), which is named as the Corrected-Partial Least Squares Regression-Response Surface Method (C-PLSRRSM). In order to develop an accurate surrogate model for the region determining the reliability of the system, a proper coefficient is presented to determine the sampling region of the input random variables. Due to a small number of original function evaluations, the proposed method is effective, particularly when a response evaluation entails costly finite-element, mesh-free, or other numerical analysis. Three numerical examples involving reliability problems of two structural systems and a mechanical system illustrate the method developed. Results indicate that the proposed method provides accurate and computationally efficient estimates of reliability. The proposed correction method, the PLSR based corrected response surface (C-PLSR-RS), can be the accurate surrogate model for calculating system reliabilities, especially for the implicit performance functions.

PL

Nowa metoda obliczeniowa o nazwie "poprawiona metoda powierzchni odpowiedzi oparta na regresji PLS" (C-PLSRRSM) została opracowana dla potrzeb przewidywania niezawodności systemów konstrukcyjnych i mechanicznych poddanych obciążeniom losowym oraz charakteryzujących się losową geometrią oraz losowymi właściwościami materiałowymi. W metodzie uwzględniono pewne czynniki korekcyjne oraz symulację Monte Carlo. W celu opracowania odpowiedniego modelu zastępczego dla regionu stanowiącego o niezawodności systemu, przedstawiono współczynnik, który pozwala określić obszar pobierania próbek wejściowych zmiennych losowych. Ze względu na niewielką liczbę ocen funkcji początkowych, proponowana metoda jest skuteczna zwłaszcza wtedy, gdy ocena odpowiedzi wymaga kosztownej analizy numerycznej metodą elementów skończonych czy metodą automatycznie generowanej siatki (free mesh). Opracowaną metodę zilustrowano za pomocą trzech przykładów numerycznych dotyczących niezawodności dwóch systemów konstrukcyjnych oraz jednego układu mechanicznego. Wyniki wskazują, że proponowana metoda zapewnia dokładne i wydajne obliczeniowo oszacowanie niezawodności. Proponowana metoda C-PLSR-RS może stanowić trafny model zastępczy do obliczania niezawodności systemu, zwłaszcza w przypadku uwikłanych funkcji stanu granicznego.

13

Dry Sliding Wear Behavior of Super Duplex Stainless Steel AISI 2507: A Statistical Approach

Davanageri M., Narendranath S., Kadoli R.

Archives of Foundry Engineering

|

2016

|

Vol. 16, iss. 4

47--56

EN

The dry sliding wear behavior of heat-treated super duplex stainless steel AISI 2507 was examined by taking pin-on-disc type of wear-test rig. Independent parameters, namely applied load, sliding distance, and sliding speed, influence mainly the wear rate of super duplex stainless steel. The said material was heat treated to a temperature of 850°C for 1 hour followed by water quenching. The heat treatment was carried out to precipitate the secondary sigma phase formation. Experiments were conducted to study the influence of independent parameters set at three factor levels using the L27 orthogonal array of the Taguchi experimental design on the wear rate. Statistical significance of both individual and combined factor effects was determined for specific wear rate. Surface plots were drawn to explain the behavior of independent variables on the measured wear rate. Statistically, the models were validated using the analysis of variance test. Multiple non-linear regression equations were derived for wear rate expressed as non-linear functions of independent variables. Further, the prediction accuracy of the developed regression equation was tested with the actual experiments. The independent parameters responsible for the desired minimum wear rate were determined by using the desirability function approach. The worn-out surface characteristics obtained for the minimum wear rate was examined using the scanning electron microscope. The desired smooth surface was obtained for the determined optimal condition by desirability function approach.

14

Wpływ warunków termomechanicznej regeneracji miału gumowego na właściwości otrzymywanych regeneratów gumowych

Formela K., Bogucki M., Stączek P.

Polimery

|

2015

|

T. 60, nr 1

57—65

PL

Termomechaniczną regenerację miału gumowego (GTR) prowadzono przy użyciu współbieżnej wytłaczarki dwuślimakowej. Zastosowanie metody powierzchni odpowiedzi RSM (ang.: Response Surface Methodology) pozwoliło na scharakteryzowanie wpływu warunków termomechanicznej regeneracji odpadów gumowych (temperatury cylindra wytłaczarki, prędkości obrotowej ślimaków oraz wydajności wytłaczania) na przebieg procesu regeneracji (moment obrotowy) oraz właściwości otrzymanych regeneratów (zawartości ekstraktu acetonowego, zawartości frakcji zolowej, lepkości Mooneya, przyrostu momentów skrętnych, optymalnego czasu wulkanizacji). Stwierdzono, że najistotniejszym czynnikiem wpływającym na przebieg termomechanicznej regeneracji miału gumowego oraz na jakość otrzymanych regeneratów jest temperatura cylindra wytłaczarki.

EN

Thermomechanical reclaiming of ground tire rubber (GTR) was performed using a co-rotating twin screw extruder. Based on response surface methodology (RSM) the influence of reclaiming conditions (temperature of barrel, screw rotational speed, feed rate) on the processing (screw torque) and properties of reclaimed rubber (acetone extract content, sol fraction, Mooney viscosity, torque increment ΔM and optimal vulcanization time) were determined. It was found that barrel temperature is the main factor affecting the thermomechanical reclaiming process and quality of reclaimed rubber.

15

Use of response surface methodology in characterization of properties of recycled high density polyethylene/ground tire rubber compositions

Formela K., Bogucki M.

Polimery

|

2014

|

T. 59, nr 6

488--494

EN

Searching for new ways to utilize rubber and polymer waste has been the focus of many studies conducted by research centers and companies worldwide. In this study, the influence of extrusion conditions on the properties of thermoplastic compositions containing post-production recycled high density polyethylene (PE-HD) and ground tire rubber (GTR) at 50:50 mass ratio was examined. Response Surface Methodology (RSM) was used to determine the effects of the barrel temperature (160—240 °C), screw speed (250—650 rpm) and feed rate of extrusion (1—2.5 kg/h) on the quality of the obtained products. Empirical models for determining the relationship between extrusion conditions, mechanical properties and the mass flow rate of obtained thermoplastic compositions were developed. It has been determined that tensile strength, elongation at break, hardness and the mass flow rate of thermoplastic compositions depend mainly on the barrel temperature. Properties of PE-HD/GTR blends deteriorated with increased barrel temperature, which was due to degradation of polyethylene and reclaiming of ground tire rubber. In studied extrusion conditions the influence of screw speed and feed rate on the properties of recycled high density polyethylene/ground tire rubber compositions was negligible.

PL

Przeprowadzono badania wpływu warunków wytłaczania na właściwości kompozycji termoplastycznych poprodukcyjnego polietylenu dużej gęstości (PE-HD) z miałem gumowym (GTR), w stosunku masowym 50:50. Wpływ temperatury cylindra (160—240 °C), prędkości obrotowej ślimaków (250—650 rpm) oraz wydajności wytłaczania (1—2.5 kg/h) na jakość otrzymanych produktów określano metodą powierzchni odpowiedzi — RSM (ang. Response Surface Methodology). Opracowano modele matematyczne umożliwiające określenie zależności pomiędzy zmiennymi procesu wytłaczania a masowym wskaźnikiem szybkości płynięcia (MFR) oraz właściwościami mechanicznymi kompozycji termoplastycznych recyklat PE-HD/GTR. Stwierdzono, że wytrzymałość na rozciąganie (TS), wydłużenie przy zerwaniu (Eb), twardość (H) oraz masowy wskaźnik szybkości płynięcia (MFR) zależą głównie od temperatury cylindra (Tbb). Właściwości otrzymanych kompozycji ulegały pogorszeniu wraz ze wzrostem temperatury cylindra, w wyniku degradacji plastomeru oraz regeneracji miału gumowego. W badanych warunkach wytłaczania wpływ prędkości obrotowej oraz wydajności na jakość otrzymanych produktów był nieznaczny.

16

Studies of optimization of colored wastewater treatment by Fenton’s reagent (Part I)

Barbusiński K., Amalio-Kosel M., Pieczykolan B., Płonka I., Fajkis S.

Proceedings of ECOpole

|

2013

|

Vol. 7, No. 1

23--27

EN

The constant industry development results in the increase of number and diversity of substances deposited with wastewater. Moreover, requirements for wastewater utilization are constantly restricted, thus there is the need of treatment methods improvement. In recent studies significant attention is devoted to advanced oxidation processes (AOPs), in which highly reactive radicals able to treat concentrated, hardly degradable and toxic industrial wastewaters are generated. Colored wastewaters produced during industrial processes usually characterize with significant content of refractive organic compounds which additionally posses mutagenic and cancerogenic properties. Classical treatment methods of such wastewaters (e.g. sorption, coagulation) hardly ever guarantee efficient dyes degradation. Thus, the treatment of colored wastewater with the use of one of AOP ie Fenton reagent was performed. First, preliminary studies focused on the influence of H2O2 dose, initial pH value, reaction time and Fe2+/H2O2 weight ratio on treatment effect were performed. Obtained results will be further used for development of crucial studies plan in which Surface Response Method will be used. The study will allow to formulate mathematical models describing changes of wastewater decolorization effects as a function of investigated parameters. Thus, the optimization of the process will be possible.

PL

W wyniku ciągłego rozwoju przemysłu wzrasta ilość i różnorodność zanieczyszczeń odprowadzanych ze ściekami. Ponadto wymagania dotyczące unieszkodliwiania ścieków ulegają ciągłym zaostrzeniom, dlatego istnieje duża potrzeba doskonalenia metod oczyszczania. W ostatnich latach dużą uwagę poświęca się badaniom i wdrażaniu tzw. metod pogłębionego utleniania, które polegają na generowaniu wysoko reaktywnych rodników mających zdolność oczyszczania stężonych, trudno degradowanych i toksycznych ścieków przemysłowych. Ścieki barwne powstające w wyniku procesów produkcyjnych zazwyczaj charakteryzują się dużą zawartością trudno rozkładalnych związków organicznych, mających często charakter muta- i kancerogenny. Klasyczne metody oczyszczania takich ścieków (np. koagulacja, sorpcja) rzadko umożliwiają skuteczną degradację barwników, dlatego przeprowadzono oczyszczanie ścieków barwnych, wykorzystując jedną z metod pogłębionego utleniania odczynnik Fentona. W pierwszej kolejności przeprowadzono badania wstępne, mające na celu określenie wpływu wielkości dawki H2O2, początkowej wartości pH, czasu reakcji oraz wartości stosunku masowego Fe2+/H2O2 na efekty odbarwiania ścieków. Uzyskane w ten sposób wyniki były następnie podstawą do opracowania planu badań właściwych, prowadzonych przy użyciu tzw. metody powierzchni odpowiedzi. Na podstawie wyników tych badań opracowane zostaną modele matematyczne zmian efektów odbarwiania ścieków w funkcji badanych czynników, umożliwiające przeprowadzenie optymalizacji tego procesu.

17

Predicting the tool life in the dry machining of duplex stainless steel

Królczyk G., Gajek M., Legutko S.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2013

|

Vol. 15, no. 1

62-65

EN

This paper examines the influence of cutting parameters, namely cutting speed, feed and depth of cut onto tool life in DSS turning process. The study included developing a mathematical model to determine the tool life. Verification research has been carried out on CNC lathe, hence the test plan has been adjusted to the possibility of programmable machines controlling GE Fanuc series 0 - T. The comparison of results obtained by given experimental plan was performed in industrial company.

PL

W artykule przedstawiono wpływ parametrów obróbki, a mianowicie prędkości skrawania, posuwu i głębokości skrawania na okres trwałości ostrza w procesie toczenia stali duplex. Badania obejmowały opracowanie modelu matematycznego dla określenia okresu trwałości ostrza skrawającego. Badania weryfikacyjne wykonywano na tokarce sterowanej numerycznie, stąd plan badań dostosowany został do możliwości programowych maszyny ze sterowaniem GE Fanuc seria 0 - T. Porównanie wyników przeprowadzono w warunkach produkcyjnych.

18

Dependability assesment of open-pit mines equpment - study on the bases of fuzzy algebra rules

Tanasijević M., Ivezić D., Jovančić P., Ignjatović D., Bugarić U.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2013

|

Vol. 15, no. 1

66-74

EN

This article aims to present a new approach for assessing of maintenance support and model for its introduction into dependability concept. Process of expertise judgment is used directly for assessing the organization of maintenance support and it is shown in the form of linguistic variables as appropriate fuzzy sets. For the introduction of maintenance support into dependability, fuzzy composition is used. Since reliability and maintainability are also influential indicators of dependability, it was necessary to develop a methodology for fuzzification of corresponding reliability and maintainability probability functions. This methodology is developed by using empirical scaling. The proposed approach has been applied to different types of bulldozers, as a usual technical system that operates at open pit mine.

PL

Niniejszy artykuł ma na celu przedstawienie nowej metody oceny wspomagania obsługi oraz modelu opisującego jej zastosowanie w odniesieniu do pojęcia niezawodności. Proces wydawania opinii eksperckiej wykorzystano bezpośrednio do oceny organizacji wspomagania obsługi i przedstawiono go w postaci zmiennych lingwistycznych jako odpowiednie zbiory rozmyte. W celu odniesienia wspomagania obsługi do niezawodności, posłużono się kompozycją zbiorów rozmytych. Ponieważ nieuszkadzalność i obsługiwalność są również ważnymi wskaźnikami niezawodności, konieczne było opracowanie metodologii rozmywania odpowiednich funkcji prawdopodobieństwa działania i obsługi. Niniejsza metodologia została opracowana przy użyciu skalowania empirycznego. Proponowane podejście zastosowano w odniesieniu do różnych typów spychaczy, składających się na przeciętny układ techniczny funkcjonujący w obrębie kopalni odkrywkowej.

19

Prediction of spindle torque acting on the tool during FSP using neural networks and RSM

Węglowski M. S.

Archives of Mechanical Technology and Automation

|

2013

|

Vol. 33, no. 4

39--48

EN

An artificial neural network (ANN) and response surface methodology (RSM) models were developed for the analysis and simulation of the correlation between parameters of the friction stir processing process (FSP) and the torque acting on a tool during modification of cast aluminium alloy AlSi9Mg. The input parameters were: rotational speed, travelling speed and down force. The output parameter of the models was the torque of the spindle. Good correlation between the experimental set and the model was achieved. The best results were obtained for the multilayer perceptron type 3-6-1. Results obtained in artificial neural network were compared with those through response surface methodology. Based on results achieved, ANN and linear model can be recommended to predict the spindle torque value acting on the tool during FSP process carried out on alloy AlSi9Mg.

PL

Do wyznaczenia zależności pomiędzy parametrami procesu tarciowej modyfikacji warstw wierzchnich (FSP) a momentem obrotowym działającym na narzędzie podczas modyfikacji stopu odlewniczego aluminium AlSi9Mg rozwinięto metody sztucznych sieci neuronowych (ANN) i powierzchni odpowiedzi (RSM). Metody te umożliwiły przewidywanie wartości momentu obrotowego. Parametrami wejściowymi w zaproponowanych modelach były prędkości obrotowa i przesuwu oraz siła docisku, a parametrem wyjściowym moment obrotowy. Osiągnięto dużą zgodność pomiędzy wynikami doświadczalnymi i modelami. Najlepsze wyniki uzyskano w przypadku wielowarstwowej sieci typu perceptron 3-6-1. Rezultaty otrzymane z użyciem sztucznej sieci neuronowej porównano z uzyskanymi metodą powierzchni odpowiedzi. Na tej podstawie stwierdzono, że ANN i model liniowy mogą być wykorzystywane do prognozowania wartości momentu obrotowego działającego na narzędzie podczas procesu FSP prowadzonego na stopie AlSi9Mg.

20

Metamodelowanie w optymalizacji procesów

Kusiak J.

Mechanik

|

2011

|

R. 84, nr 3

189-194

PL

Omówiono ideę metamodelowania na przykładzie dwóch często stosowanych metod metamodelowania: metody powierzchni odpowiedzi (Response Surface Methodology – RSM) oraz metody sztucznych sieci neuronowych (Artificial Neural Network – ANN). Przedstawiono również dwa przykłady zastosowań metamodelowania: w optymalizacji funkcji benchmarkowej oraz w analizie odwrotnej w próbie spęczania metali.

EN

Concept of metamodelling is discussed by the example of two frequently used metamodelling methods, viz: RSM or Response Surface Methodology and ANN or Artificial Neural Network. Presented are two metamodelling applications, one for optimization of the benchmark function and the other, for inverse analysis of the metal upsetting test.