Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelowanie naprężeń powstających w złożu proppantów ceramicznych poddanemu jednoosiowemu ściskaniu

Grabowski G., Grandys M.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 2

154--159

PL

Celem badań było utworzenie modelowego opisu naprężeń, powstających w złożu lekkich proppantów ceramicznych pod wpływem jednoosiowego ściskania, a także weryfikacja tego modelu w oparciu o właściwości rzeczywistych materiałów. Proppanty zostały wytworzone poprzez spiekanie granul, uzyskanych w mieszalniku wysokoenergetycznym z mieszaniny surowej i prażonej gliny Lubsko. Zoptymalizowano stosunek gliny surowej do prażonej oraz temperaturę spiekania z punktu widzenia tak kształtów proppantów, jak i ich wytrzymałości. Wytworzone proppanty zostały rozseparowane na zestawie sit, a wybrane frakcje i ich mieszaniny posłużyły do określenia wytrzymałości na ściskanie w złożu. Model geometryczny proppantów został zbudowany w oparciu o koncepcję przypadkowego, ciasnego upakowania przestrzeni kulami. Uzyskano w ten sposób mono- i bimodalne układy, dla których rozmiary kul odpowiadały rozmiarom rzeczywistych granul wybranych frakcji i mieszanin frakcji proppantów. W obliczeniach wykorzystano wcześniej zmierzone właściwości mechaniczne. Uzyskane wyniki wykazały dobrą zgodność z wartościami eksperymentalnymi i mogą stanowić podstawę do optymalizacji składu ziarnowego w celu poprawy wytrzymałości proppantów w wyrobisku górniczym.

EN

The aim of the work was to develop a model description of stresses generated in a bed of light ceramic proppants under uniaxial compression and verification of the model based on properties of real materials. The proppants have been produced by sintering of granules obtained in a high energy mixer from mixtures of the raw and calcined Lubsko clay. A ratio of the raw clay to the calcined one and a sintering temperature were optimized from the viewpoint of shapes of the proppants and their strength. The prepared proppants were separated by using a set of sieves and the selected fractions and their mixtures were used to determine the compressive strength of the proppant bed. A geometric model was developed which based on the concept of random close packing of spheres. This resulted in mono- and bimodal systems, in which sizes of the spheres corresponded to real sizes of the granules of the selected fractions and their mixtures. The calculations used the previously measured mechanical properties. The results showed good agreement with experimental values and may form the basis for the optimization of particle size distribution in order to improve the strength of the proppants in a mining excavation.

2

Analiza niejednorodnego rozkładu naprężeń ekwiwalentnych w spawanym złączu krzyżowym przy obciążeniach zmiennych

Stasiuk P., Karolczuk A., Kuczko W.

Przegląd Spawalnictwa

|

2014

|

R. 86, nr 12

20--25

PL

W pracy wyznaczono rozkład naprężeń ekwiwalentnych w połączeniu spawanym na podstawie rzeczywistego odwzorowania powierzchni złącza uzyskanego dzięki skanowaniu 3D. Do badań wybrano złącze krzyżowe oraz stal S355J2+N. Rzeczywiste próbki poddano próbom cyklicznego rozciągania-ściskania o zerowej wartości średniej siły wymuszającej. Uzyskane trwałości zmęczeniowe porównano z uzyskanymi metodą elementów skończonych rozkładami naprężeń ekwiwalentnych.

EN

The article presents the distribution of equivalent stresses in the welded joint based on a real shape of a weld received from 3D scanning process. Cross-welded joint and S355J2+N steel were chosen. The specimens were experimentally tested under cyclic push-pull loading with a zero mean value of applied force. Fatigue lives were compared with a stress distribution calculated by finite element method.

3

Modelowanie naprężeń w elementach turbin za pomocą sztucznych sieci neuronowych

Nowak G., Rusin A.

Energetyka

|

2014

|

nr 11

683--685

PL

W pracy poddano analizie i przedyskutowano problem wyznaczania naprężeń metodą natychmiastowej oceny sygnałów diagnostycznych w elementach turbin biorąc pod uwagę potrzebę ich bieżącego monitorowania w rozpatrywanych urządzeniach. W takich przypadkach naprężenia powinny być wyznaczane w czasie rzeczywistym na podstawie danych uzyskiwanych z pomiarów. Jedną z możliwości szybkiej oceny naprężeń jest zastosowanie metody sztucznych sieci neuronowych. Taka sieć, jeśli jest odpowiednio nauczona, przy zastosowaniu wcześniejszych wyników badań symulacyjnych przy użyciu metody elementów skończonych, może być efektywnie wykorzystywana do monitorowania stanu naprężenia.

EN

The paper discusses the problem of on-line stress determination within the main turbine components for the needs of monitoring systems. In such a case the stress must be computed in real time on the basis of on-line acquired operational data. One of the possibilities for rapid stress evaluation is the use of Artificial Neural Network. This tool, if properly trained on the basis of former Finite Element simulations, can successfully be used in the stress monitoring systems.

4

Naprężenia stykowe przy współpracy kół zębatych z powłokami osadzonymi na sprężystym podłożu

Rusinek M., Rakowski W.

Tribologia

|

2012

|

nr 4

219-226

PL

Analizowano możliwość zastosowania teorii Hertza do przypadku styku skoncentrowanego elementów pokrytych powłoką osadzoną na sprężystym podłożu. Badano rozkład naprężeń w miejscu styku elementów, których powierzchnie zostały umocnione poprzez obróbkę powierzchniową. Gradient twardości i moduł sprężystości materiału w głąb warstwy wierzchniej wyznaczono w badaniach indentacyjnych. Na potrzeby analizy zostały wprowadzone założenia: powłoka idealnie przylega do podłoża, właściwości materiału powłoki w miejscach równo oddalonych od powierzchni są jednakowe, grubość powłoki na obydwu stykających się elementach jest jednakowa, styk odbywa się bez poślizgu. Wyniki badań dowodzą, że teorię Hertza można stosować do przypadku materiałów warstwowych poprzez połączenie rozwiązań analitycznych z eksperymentem numerycznym.

EN

Due to the increased interest amongst teeth gear manufacturers for an adequate method of controlling the stress field, this paper presents an analysis of the applicability of the Hertz theory to the case of the contact of elements with coated material. The proposed method to determine the contact stress field in this case of contact was developed based on the classic Hertz theory and a specific numerical model. The gradient of hardness and elastic modulus in the material of the surface layer was measured by indentation. The following assumptions were made: the graded surface layer adheres perfectly to the substrate, the properties of surface layer material in the same distance from the surface are the same, the thickness of surface layer of the both surfaces in contact is the same, and the contact is without sliding. The results show that, by extending the combination of numerical experiments, the Hertz theory can be applied to the case of layered materials.

5

Naprężenia stykowe przy współpracy kół zębatych pokrytych powłoką

Rakowski W., Rusinek M.

Tribologia

|

2011

|

nr 6

173-182

PL

W artykule przedstawiono analizę możliwości zastosowania teorii Hertza do przypadku styku skoncentrowanego elementów pokrytych powłoką. Przedmiotem analizy był rozkład naprężeń w miejscu styku zębów kół zębatych o zębach prostych, których powierzchnie robocze zostały umocnione przez obróbkę powierzchniową. Gradient twardości i modułu sprężystości materiału w głąb warstwy wierzchniej został przyjęty na podstawie dostępnych danych oraz wyników badań indentacyjnych. Metodę wyznaczenia pola naprężeń kontaktowych oparto na analizie teorii Hertza oraz symulacji modelu numerycznego. Przyjęty model numeryczny umożliwia wyznaczenie rozkładu naprężeń w warstwie wierzchniej i głębiej w podłożu oraz określenie miejsca maksymalnej koncentracji tych naprężeń w styku pary zębów. Na potrzeby analizy założono, że: powłoka idealnie przylega do podłoża, własności materiału powłoki w miejscach równo oddalonych od powierzchni są jednakowe, grubość powłoki na obydwu stykających się zębach jest jednakowa, styk zębów odbywa się bez poślizgu. Uzyskane wyniki analizy dowodzą, że teorię Hertza można adaptować do przypadku styku skoncentrowanego elementów pokrytych powłoką, poprzez jej integrację z modelem numerycznym. Informacje zdobyte podczas modelowania numerycznego służą także poprawie dokładności opisu oddziaływań w styku walcowych kół zębatych o zębach prostych.

EN

Due to the increased interest amongst tooth gear manufacturers for an adequate method of stress field controlling, this paper presents an analysis of the applicability of Hertz theory to the case of contact of the elements with coated material. The proposed method to determine the contact stress field in this case of contact was developed based on the classic Hertz theory and a specific numerical model. Gradient of hardness and elastic modulus in the material of the surface layer was measured by indentation and partly taken from databases. The adopted numerical model allows the determination of the stress distribution in the surface layer, in the core material below this layer, and allows the determination of the maximum stress concentration. The following assumptions were made: (1) The graded surface layer adheres perfectly to the substrate. (2) The properties of surface layer material at the same distance from the surface are the same. (3 ) The thickness of surface layer of both surfaces in contact is the same, and the contact is without sliding. The results of analysis indicate that Hertz theory can be adapted to the case of the contact of elements made with coated material through its integration with a numerical model. An example for analysis was the stress distribution in the contact of gears with straight teeth, whose working surfaces have been hardened by glow discharge. Information gained using this method can provide a contribution to improve the accuracy of the description of the interaction in the contact of surfaces with coated material.

6

Towards optimization of stress simulation in real casting-mould systems

Ignaszak Z.

Archives of Foundry Engineering

|

2010

|

Vol. 10, iss. 4

69--76

EN

The simulation codes using from many years by foundry industry such e.g. Magmasoft, NovaFlow&Solid and ProCast, contain also the thermo-mechanical modules permitting the estimation of mechanical stresses/deformations in casting during its cooling. It is also known that these modules are rarely used because of the very limited thermo-mechanical database especially for ceramic materials such as foundry sand mould. These technologies – castings pouring in non-permanent sand moulds, particularly iron alloys are most often applied in foundry. In our study the method of evaluating the algorithms quality applied in thermo-mechanical phenomena models based on parameters sensitivity testing from the proper database of the simulation system was used [1]. The comparative analyses of both experimental and virtual results were realized (by stress estimation). Methodology of experimental research was resemble to that described in provided that the applied gray cast iron casting of stress bars (grid) were casted in sand mould bonded by organic resins. Also the usefulness of author's method called Hot Distortion Plus® consisting in acquisition of temperature/distortion curves of heated sample of sand mould material and correlation with curves of their dilatation and also the inverse solution method are signalized as new proposition to estimate the chosen mechanical moulds parameters.

7

Thermomechanical aspects of reliability for vertically integrated heterogeneous systems

Janczyk G., Bieniek T., Grabiec P., Szynka J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 12

83-86

EN

Vertical device integration is one of the promising device fabrication trends. Heterogeneous device technology research and development faces with new post-fabrication thermo-mechanical problems. Apart from the heat dissipation, temperature dependent mechanical stress spreads across the device affecting its performance. This paper discusses selected stress related device performance and reliability issues.

PL

Integracja 3D układów heterogenicznych to jeden z obiecujących kierunków rozwoju technologii projektowania i wytwarzania układów scalonych. Osiągnięcie odpowiedniego poziomu niezawodności wymaga rozwiązania szeregu technicznych zagadnień również z zakresu termomechaniki. W artykule poruszone zostały kwestie wpływu naprężeń na parametry elektryczne przyrządów półprzewodnikowych.

8

Strain state in silicon structures for microprocessor technology

Hecker M., Geisler H.

Materials Science Poland

|

2007

|

Vol. 25, No. 1

7--18

EN

A promising approach to improve the performance of present CMOS devices is to introduce mechanical strain into the channel regions below the transistor gates. Strain can be generated as global strain on the whole wafer level (e.g., by growing strained silicon films on strain-relaxed silicon-germanium (SiGe) alloy layers or by using strained silicon films on an insulator), or as local strain on the transistor scale by applying specific technology processes (e.g., making use of embedded SiGe source-drain regions). The detection of strain in very thin silicon films requires sophisticated techniques with high depth sensitivity, whereas the measurement of the local strain state in thin Si structures with small lateral dimensions below 50 nm - such as the channels of current CMOS transistors - still remains to be mastered. A technique possessing the potential for solving this problem is Raman spectroscopy, where the diffraction limit for lateral resolution can be bypassed by near-field approaches. In the present paper, the occurrence of large strains in SiGe films and corresponding stresses in the GPa range are demonstrated by Raman spectroscopy, utilizing a simple approach for determining strain and composition separately. To estimate the strain distribution in a silicon channel structure due to embedded SiGe source-drain regions, a silicon strain calculation is applied based on a continuum-mechanical model utilizing a continuous distribution of virtual dislocations along the Si-SiGe boundaries. Within the framework of this model, the stress state in a 2D approximation is obtained by analytical expressions. Thus, the spatial distribution of channel strain and the impact of geometry on the strain state are obtained in a straightforward way.

9

Modelowanie odkształceń i naprężeń podczas wysychania materiałów budowlanych

Witczak K., Pesavento F., Gawin D.

Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce

|

2005

|

T. 1

355-362

PL

W pracy przedstawiono model matematyczny zjawisk cieplno-wilgotnościowych i wywołanych nimi odkształceń i naprężeń w kapilarno-porowatych materiałach budowlanych. Do modelowania skurczu zastosowano nową teorię naprężeń efektywnych w mateńałach porowatych z rozwiniętą powierzchnią wewnętrzną, uwzględniającą wpływ ciśnienia rozklinowującego. Wyniki tej teorii porównano z klasyczną teorią Terzaghiego i wynikami badań eksperymentalnych dotyczących skurczu betonów zwykłego i wysokowartościowego.

EN

In this paper a mathematical model of hygro-thermal phenomena and related strains and stresses in capillary porous building materials is presented. The recently developed theory of effective stresses in porous materials with a well developed inner surface of porosity, considering effect of the disjoining pressure, is used for modelling of material shrinkage. The results of this theory are compared with the classical effective stres s theory and some experimental data concerning shrinkage of NSC and HPC concretes.

10

Blok ograniczeń termicznych turbiny z nowymi algorytmami modelowania naprężeń

Rusin A., Kosman G.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Opolska

|

2002

|

Vol. 280, z. 51

583-590

PL

W artykule przedstawiono rolę bloków ograniczeń termicznych turbin w procesie uruchamiania bloku. Omówiono nowe algorytmy BOTT oparte o wykorzystania funkcji Greena. Przedstawiono wyniki weryfikacji opracowanych algorytmów dokładnymi obliczeniami numerycznymi.

EN

The paper discusses the application of thermal stress monitoring system in control of steam turbine start-up. New version of the thermal stress monitoring system based on Duhamel's integral is discussed. The algorithm applied enables on line stress control of HP, IP rotors, valves and casings of the turbine. Determination of the state of stresses of thick-walled components may be done by various methods. The most effective ones are finite elements method (FEM) and boundary elements method (BEM). In on-line monitoring and control systems for variable, non-stationary thermal load, these complex numerical calculation techniques (on-line, multiple calculating the inverse problem) not always can be used. Thus other algorithms must be worked out, which would permit on-line calculation of thermal stresses. This paper presents the main assumptions and algorithms of the stress states modelling. Sample results of calculations are also included. The solutions shown above lead to the conclusion that in some cases thermal stresses distribution of arbitrary thick-walled components may be described by formulas, which depend on temperature difference AT or differential coefficient of metal (1). For any non-stationary thermal state, stresses were determined by functions of influence in the form of Green's function and Duhamel's integral. The functions of influence determine the effort of the material per step function, i.e. of the temperature of the medium flowing around the component. Discretizing the continuously changing input function into a sequence of small (within the range of infinitely small) stepwise changes of temperature, we replace a continuous response of the system by a superposition of singular answers (responses). The total stresses in an element may be calculated by integrating the individual responses. The components of the mass stresses, caused by rotors rotation, should be added to the components of thermal stresses calculated above. The surface load of the turbine casing, i.e. the steam or gas pressure, should be also taken into the consideration.