Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 23

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  naprężenie własne
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych mających na celu określenie wielkości i rozkłady naprężeń własnych w typowych słupach skrzynkowych spawanych z kształtowników profilowanych na zimno. Badania wykonano metodą trepanacyjną, rejestrując zmianę stanu odkształceń po rozcięciu na paski modelu krótkiego słupa. Wyniki badań porównano z rezultatami innych badaczy i mogą one stanowić podstawę do dalszych analiz stateczności ścian słupa skrzynkowego z uwzględnieniem naprężeń własnych.
EN
The paper presents the results of investigations aimed at determining the size and distribution of residual stresses in box columns welded from cold-formed sections. Trepanation method (strip cutting method) is used to determine the change in the state of deformation after cutting into strips of the short column model. The results were compared with the results of other researchers and may form the basis for further analyses of the stability of the walls of the box column, taking into account the natural stresses.
EN
New approach using direct crack width calculations of the minimum reinforcement in tensile RC elements is presented. Verification involves checking whether the provided reinforcement ensures that the crack width that may result from the thermal-shrinkage effects does not exceed the limit value. The Eurocode provisions were enriched with addendums derived from the German national annex. Three levels of accuracy of the analysis were defined - the higher the level applied, the more significant reduction in the amount of reinforcement required can be achieved. A methodology of determining the minimum reinforcement for crack width control on the example of a RC retaining wall is presented. In the analysis the influence of residual and restraint stresses caused by hydration heat release and shrinkage was considered.
PL
W żelbetowych elementach które nie mogą się swobodnie odkształcać, takich jak ściany na fundamentach i niektóre płyty, na skutek odpływu ciepła hydratacji i skurczu betonu mogą powstać poważne zarysowania. W artykule zwięźle omówiono związany z tymi zjawiskami mechanizm pojawiania się własnych i wymuszonych naprężeń rozciągających. Zdefiniowano dwa krytyczne terminy. W terminie 1, kilka dni po ułożeniu betonu, największe znaczenie mają naprężenia wywołane odpływem ciepła hydratacji. W drugim terminie, który może wystąpić po kilku miesiącach, a nawet latach, podstawową rolę odgrywają naprężenia wymuszone wywołane skurczem betonu. Do obliczenia zbrojenia potrzebnego ze względu na naprężenia Termiczno-Skurczowe (TS) stosuje się przepisy o minimalnym zbrojeniu ze względu na zarysowanie (mincr). W artykule zaproponowano ulepszoną metodę sprawdzania stanu granicznego zarysowania, polegającą na tym, że przepisy Eurokodu 2 wzbogaca się o uzupełnienia pochodzące z niemieckiego załącznika krajowego. Nie stosuje się uproszczeń (niezbyt zresztą trafnych), polegających na stosowaniu tablic zawartych w Eurokodzie. Projektowanie mincr polega na bezpośrednim obliczaniu szerokości rys powstałych pod wpływem obciążeń rysujących (lub na podstawie uzupełnienia niemieckiego, mniejszych od rysujących) i porównywanie ich z wartością dopuszczalną. Zbrojenie, dla którego szerokość rys jest równa granicznej jest z definicji minimalnym zbrojeniem ze względu na zarysowanie. Zdefiniowano trzy poziomy analizy. Poziom 0, w którym obliczenie polega na stosowaniu zgodnych z literą normy (ewentualnie z uzupełnieniami niemieckimi) bardzo prostych obliczeń. Na tym poziomie minimalne zbrojenie nie zależy od kształtu i schematu statycznego elementu i warunków cieplno-wilgotnościowych. Naprężeń TS nie oblicza się. Na poziomie 1 do wyznaczenia naprężeń TS stosuje się proste sposoby oraz MES przy założeniu liniowej sprężystości, co pozwala na zastosowanie powszechnie dostępnych programów komputerowych. Wyniki obliczeń zależą od licznych danych reprezentujących warunki dojrzewania elementu. Metody poziomu 3, które nie są przedmiotem tego artykułu, polegają na stosowaniu zaawansowanych modeli mechanicznych uwzględniających zagadnienia nieliniowe, w szczególności spadek sztywności betonu po zarysowaniu. W artykule umieszczono przykład obliczania minimalnego zbrojenia ze względu na zarysowanie w ścianie oporowej oraz przedyskutowano inne przypadki.
PL
Przeprowadzono badania naprężeń własnych cienkich warstw metodą Laser Spallation Technnique – LST. Krótkie, nanosekundowe impulsy o dużej energii zostały zastosowane do wywołania delaminacji cienkich warstw a geometria odspojenia do oceny naprężeń własnych. Badania przeprowadzono dla miękkiej i plastycznej warstwy tytanu oraz twardej i kruchej warstwy TiN. Obie warstwy zostały nałożone metodą PVD na podłoże ze stali kwasoodpornej 304. Wartość naprężenia otrzymana metodą LST została zweryfikowana na podstawie badań metodą rentgenowską. Uzyskane wyniki badań wykazały, że krótkie impulsy laserowe o odpowiedniej energii mogą być stosowane do oceny naprężeń własnych w przypadku cienkich warstw o dużej wartości naprężeń ściskających.
EN
The laser spallation technique was applied for measutement of residual stress of thin films. Two films of different properties, ductile and soft Ti, and hard and brittle TiN, were studied. The films were produced on 304 steel substrate by PVD method. The residual stress value obtained by laser spallation technique LST were compared with stress value from X-ray diffraction method. Good agreement of stress values measured by both methods was attained. It was shown that shock wave induced by a nanosecond laser pulse adequately determines properties of PVD thin films on metal substrate.
4
Content available remote Pomiar naprężeń własnych w kształtowniku stalowym metodą otworkową
PL
W artykule omówiono problematykę naprężeń własnych oraz metody ich wyznaczania w konstrukcjach stalowych. W szczególności opisano metodologię wykorzystania metody otworkowej do określenia naprężeń walcowniczych w konstrukcjach stalowych. Przedstawiono wyniki z badań naprężeń własnych w stalowej belce dwuteowej ze stali S460M. Otrzymane rozkłady naprężeń porównano do modelu normowego.
EN
In the paper the issue of residual stresses and methods of residual stresses measurement are presented. Especially, the hole-drilling method is describes. The results of residual stresses in steel beam made of S460M are presented. The obtained stresses distribution were compared to theoretical model.
5
Content available Gięcie na zimno wyrobów gorącowalcowanych
PL
Przedstawiono zagadnienie gięcia punktowego i rolkowego na zimno dwuteowych kształtowników stalowych. Przeanalizowano konsekwencje, jakie niesie ze sobą plastyczne odkształcenie stali na zimno. Za pomocą analiz numerycznych wyznaczono naprężenia pozostałe po procesie gięcia na zimno w technologii punktowej i rolkowej.
EN
The issue of cold bending process of hot rolled sections was presented. Two technologies (point and continuous cold bending) were explained. The consequences of cold bending were analyzed. Using numerical analysis the stresses after cold bending were obtained.
6
Content available remote Modelowanie procesu gięcia na zimno dwuteowników walcowanych
PL
W artykule przedstawiono zagadnienie dotyczące gięcia ciągłego na zimno dwuteowych kształtowników stalowych. Za pomocą analiz numerycznych wyznaczono naprężenia pozostałe po procesie gięcia na zimno. Porównano założenia teoretyczne z wynikami z modeli numerycznych.
EN
The issue of cold bending process of hot rolled sections was presented. Using numerical analysis the stresses after cold bending were obtained. The results of the FEM were compared with the theoretical approach.
EN
Subject of this paper is to study the existing methods of internal stresses in the material caused due to shot peening treatment. This article is a review of the scope of the literature described the problem. It has been presented the results of studies devoted to the distribution of stresses in the layer treated blasted a hard shot peening distributed. This includes an analysis of the literature on an article devoted to the issue of shot peening, as well as the results from literature.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań i analizy naprężeń własnych w powłokach tytanowych i miedzianych nanoszonych na podłoże ceramiki Al2O3 metodą natryskiwania naddźwiękowego HVOF. Naprężenia wyznaczano w sposób eksperymentalny, analityczny oraz numeryczny z wykorzystaniem takich narzędzi jak metoda rentgenowska (X-ray), pomiary krzywizny wygięcia, metoda interferometrii siatkowej oraz numeryczne modelowanie (MES). Dokonano porównania naprężeń w natryskiwanych powłokach Ti i Cu. Wszystkie metody wykazały występowanie naprężeń rozciągających w powłoce o wartościach zróżnicowanych zależnych od metody badań.
EN
The paper presents the results of research and analysis of residual stresses in titanium and copper coatings deposited onto Al2O3 substrate using HVOF thermal spraying method. Residual stresses were determined in an experimental way, analytical and numerical using X-ray method, sample curvature measurement, grating interferometry method and numerical modeling (FEM). A comparison of the stresses obtained in the Ti and Cu sprayed coatings has been performed. All the methods showed the presence of tensile stresses in the coating of different magnitude depending on the applied method.
PL
W pracy przedstawiono sposób modelowania naprężeń własnych powstałych w czasie procesów termicznego nakładania powłok Ti na podłoża Al2O3 metodą elementów skończonych. Modelowanie podzielono na dwa etapy: 1 – rozwiązanie zagadnienia uderzenia pojedynczej cząstki w podłoże z wykorzystaniem programu MES ANSYS-AUTODYNA, 2 – termomechaniczna, nieliniowa analiza do symulacji procesu natryskiwania przez tworzenie przyrastających podwarstw w czasie (uaktualniana geometria) aż do uzyskania powłoki o określonej grubości i schładzanie całości. Obliczenia wykazały niższy poziom naprężeń własnych przy modelowaniu z przyrastającą powłoką w czasie w porównaniu z modelem jednowarstwowym.
EN
The paper presents the scheme of modeling of residual stresses generated during thermal spraying of metal coatings on ceramic substrates by using finite element method. The modeling was divided into two parts: solution of a problem of a single particle impact into the substrate, and nonlinear, thermo-mechanical analysis of a process of coating growth in time increments with geometry upgrade and subsequent cooling of the produced coating-substrate system. The calculation of temperature field and residual stresses in the developed model has been conducted for Ti-Al2O3 system. The results showed lower residual stresses obtained by the created model comparing to a simple one layer model.
10
Content available remote Badania naprężeń własnych w powłokach natryskiwanych metodą HVOF
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań naprężeń własnych w powłokach metalicznych (Cu, Ni, Ti) natryskiwanych metodą HVOF na podłoża ceramiki korundowej Al2O3. Naprężenia w powłokach badano przez pomiar krzywizny wygięcia powłoki z podłożem oraz z wykorzystaniem zmodyfikowanego równania Stoney’a opracowanego przez Clyne’a. Zbudowano model MES analizowanych układów powłoka-podłoże, który następnie poddano obciążeniu w taki sposób, aby doprowadzić badany układ do wygięcia odpowiadającego rzeczywistym zmierzonym ugięciom badanych próbek. W ten sposób uzyskano obraz stanu naprężeń własnych na przekroju badanych złączy wywołany rzeczywistym wygięciem próbek. Przedstawiono porównanie wyników wyznaczonych naprężeń w układzie powłokapodłoże wg równań Clyne’a oraz z modelu MES.
EN
This paper presents the results of residual stresses estimation in the metal coatings (Cu, Ni, Ti) thermally sprayed on the Al2O3 substrate by the HVOF method. The stresses in the coatings were tested by measuring the bending curvature of the coating and substrate samples and using a modified Stoney’s formula developed by Clyne’a. The FEM model was built to analyze the coating substrate systems subjected to a load, in such a way as to bring the system to obtain model deflection corresponding to the actual value measured in the real samples. This way the state of the residual stress in the joints caused by the actual curvature of the samples was obtained. A comparison of the stress results calculated by the Clyne’s equations in the coating-substrate system and obtained by the FEM model was shown.
11
Content available remote Pomiar naprężeń własnych powłok metalicznych natryskiwanych termicznie
PL
Przeprowadzono ocenę rozkładu naprężeń w natryskiwanych powłokach tytanowych i kompozytowych (Al2O3+Ti) na podłożach ceramicznych. Celem badań była weryfikacja wyników naprężeń otrzymanych na stanowisku pomiarowym do badania naprężeń metodą krzywizny wygięcia. Wyniki pomiarów zestawiono z naprężeniami obliczonymi metodą numeryczną (MES) dla analogicznych próbek i materiałów. Zbudowane stanowisko pomiarowe umożliwiło wstępną weryfikację obliczeń numerycznych, które udostępniają znacznie więcej danych o rozkładzie naprężeń na przekrojach próbek.
EN
The evaluation of residual stresses in thermally sprayed titanium and composite Ti+Al2O3 coatings on ceramic substrates have been conducted. The main purpose of the research was to perform initial verification of stresses obtained by the curvature measurement of analyzed samples. The results has been compared to numerical simulations (FEM) of residual stresses in models reflected real coating/substrate samples. The built curvature measuring system allowed for initial verification of obtained results from numerical computations, which give us much more data about the distribution of residual stresses across the coating and substrate.
PL
Naprężenia własne są to naprężenia mechaniczne występujące w wyrobie bez oddziaływania jakichkolwiek sił z zewnątrz. Polegają one na zmianie położenia równowagi atomów, zmianie ich odległości między sobą, a także na zmianie kątów walencyjnych w łańcuchach cząsteczek. Do powstawania naprężeń własnych m. in. prowadzi nierównomierna szybkość chłodzenia poszczególnych warstw w przekroju ścianki wypraski, gdyż powierzchnia ścianki chłodzi się szybciej niż jej środek. Prowadzi to do powstania naprężeń własnych ściskających na powierzchni, natomiast wewnątrz wypraski naprężeń własnych rozciągających oraz ciśnienia szczątkowego wewnątrz wypraski, które powstaje na skutek nadmiernego ciśnienia docisku. W przypadku tworzyw amorficznych prowadzi to do powstania mikropęknięć w warstwie zewnętrznej. Celem pracy jest przedstawienie metodyki określenia wartości naprężeń własnych poprzez budowanie modelu matematycznego dla konkretnego procesu przeróbki plastycznej z uwzględnieniem wpływu temperatury, geometrii narzędzia i prędkości wyciskania na wysokość naprężeń własnych. Do określenia konkretnych wartości naprężeń w wybranych strefach kalibrowanego pręta zastosowano teorię małych odkształceń w powiązaniu z zagadnieniem termo-sprężysto-plastyczności.
EN
Internal stress are then mechanical stepping out in article without influence from outside any strengths tensions. They depend on change of position of equilibrium atoms, change of their distance between me and also on change of valency angles in chains of particles. To formation of internal stress for example the unequal speed of cooling in section of side the individual layers stamping leads it because the surface of side was cooled was more quickly than her centre it leads to rise of internal tensions squeezing on surface however inside the stamping of own tensions spreading the as well as residual pressure inside the stamping which comes into being on result of excessive pressure the pressure. This in case of amorphous materials leads to rise the micro - crack in external layer. The performance of methodology of qualification value internal stress is the aim of work across building for concrete process of plastic alteration the mathematical model from regard the influence of temperature, geometry of tool and speed of extrusion on height of internal tensions. It the zones of calibrated rod to qualification of concrete values of stress in chosen were applied was the theory of small deformations in connection with question hot springs-elastic-plasticity.
13
Content available remote Naprężenia własne w powłokach natryskiwanych cieplnie
PL
Omówiono przyczyny powstawania naprężeń własnych w powłokach natryskiwanych cieplnie. Zbadano właściwości powłok otrzymanych z proszków NiCrBSi oraz określono w nich za pomocą dyfraktometru D-8 Advance poziom naprężeń własnych. Badania mikrostruktury otrzymanych powłok pokazały, że miały one zróżnicowaną mikrostrukturę, a wykonana analiza dyfraktometryczna wykazała ich różny skład fazowy w zależności od zastosowanej metody natryskiwania. Nałożone naddźwiękowo powłoki miały mniejsze naprężenie własne niż powłoki natryskiwane plazmowo, a w wyniku obróbki wykańczającej (szlifowanie) poziom naprężeń własnych w natryskiwanych powłokach uległ obniżeniu.
EN
Reasons of formation of residual stresses in thermal sprayed coatings are discussed. Properties of coatings obtained from NiCrBSi powders were investigated and a level of their residual stresses was determined by means of a D-8 Advance diffractometer. Tests of microstructure of obtained coatings showed that they had diversified microstructure, and a diffractometric analysis demonstrated their different phase composition depending on a method of spraying used. Coatings coated with the supersonic method featured with lower residual stresses than those coated with the plasma method, and as a result of finishing (grinding) the level of residual stresses in coatings coated decreased.
14
Content available remote Naprężenia i odkształcenia własne w złączach lutowanych
PL
Omówiono stan zagadnienia dotyczący naprężeń własnych w złączach lutowanych z materiałów o różnych właściwościach fizykomechanicznych oraz możliwości ich zmniejszania dzięki zastosowaniu różnych technik od eksperymentu technologicznego do metod numerycznych. Analizowano wpływ poszczególnych czynników na wielkość naprężeń, a przede wszystkim wielkości szczeliny lutowniczej, grubości elementów łączonych, pola i chropowatości powierzchni lutowanych, elementów dystansujących i wkładek kompensacyjnych oraz geometrii złącza. Przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych dwuwymiarowych modeli złączy lutowanych dla różnych wielkości lutowanych powierzchni przy stałej szerokości szczeliny lutowniczej. Szczególną uwagę zwrócono na naprężenia występujące w złączach o dużych powierzchniach lutowania.
EN
A state of the question concerning stresses in soldered joints of different physical and mechanical properties was appraised as well as possibility of their decrease due to use of different techniques from technological experiments to numerical methods. Influence of individual factors on a size of stresses was analysed, first of all size of a solder gap, thicknesses of elements jointed, area and soldered surface roughness, spacers and compensation inserts as well as geometry of joint. Results of numerical calculations of two-dimensional models of soldered joints for different sizes of surfaces soldered at a constant width of solder gap were presented. Particular attention was paid to stresses occurring in joints of large soldering surfaces.
PL
Przedstawiono wybrane wyniki analizy numerycznej naprężeń własnych w wybranych modelach powłok tytanowych i kompozytowych nanoszonych na podłoże ceramiki AI2O3 metodą natryskiwania detonacyjnego. Przedstawiono wybrane mikrostruktury powłok metalowych pokrywających ceramikę. Omówiono rozkład naprężeń własnych w zależności od wybranych wariantów właściwości nałożonych powłok. Opisano wpływ poszczególnych czynników technologicznych na stan naprężeń własnych. Sformułowano zalecenia warunków technologicznych procesu natryskiwania pod kątem uzyskania określonych właściwości użytkowych natryskiwanych powłok.
EN
The paper presents the results of numerical modeling of residual stresses in selected models of titanium and composite coatings produced on the AI2O3 substrate by the D-Gun spraying method. The residual stress distribution in analyzed coatings has been calculated for different coating configurations. This allowed to specify requirements necessary to lower the stress gradients on the coating-substrate interface. The effect of various coating parameters on the residual stresses has been discussed together with the microstructure of produced titanium layer.
EN
In this paper a numerical analysis of in-mold constrained shrinkage of injection molded parts is presented, considering the residual stresses produced during the packing and cooling stages. Residual stresses are the main reasons of shrinkage and warpage of the injected parts. In regards to the viscoelastic characteristics of polymeric materials, mold constraints have noticeable effects on the final dimensions of the molded parts. A numerical analysis was developed and experimentally examined for constrained shrinkage using a case study: a plate containing the holes (as constraints). The results indicated a good agreement between the numerical solution and the experimental data.
PL
Przedstawiono podstawy analizy numerycznej wymienionego w tytule zagadnienia w odniesieniu do skurczu na etapach docisku i chłodzenia w formie. Naprężenia własne stanowią główną przyczynę skurczu i odkształcania kształtek. Na końcowe ich wymiary wyraźny wpływ wywierają przeszkody w gnieździe formy wtryskowej. Wnioski wynikające z obliczeń symulacyjnych (rys. 4 i 6) porównano z wynikami doświadczalnymi otrzymanymi w badaniach z zastosowaniem kształtki o specjalnej konstrukcji (rys. 3) wykonanej z terpolimeru akrylonitryl/butadien/styren, uzyskując dobrą zgodność (rys. 7).
17
Content available remote Surface integrity on hardened steel parts produced by hybrid machining sequences
EN
Purpose: Of this paper is the investigation of surface integrity generated in hard turning and subsequent finish abrasive machining. The primary reason for undertaking this problem was insufficient magnitude of compressive residual stresses after hard turning which determines the fatigue resistance of highly loaded transmission parts. Design/methodology/approach: Employed uses 2D and 3D description of the surface roughness/surface microstreometry and the X-ray diffraction method for measurements of residual stresses. The main scope of this research program is to record the relevant changes of surface layer features resulting from the application of finish abrasive passes. Findings: Can be distinguished into two groups. First, finish belt grinding produces the residual stresses with the maximum value of-1000 MPa, which is satisfactory for improving fatigue life. Second, the bearing properties improve due to displaying negative values of the skew. Research limitations/implications: Deal with the identification range of 3D roughness parameters and the lack of modern equipment for robust measurements of residual stresses: Future research should be focused on the stronger correlation between technological and exploitation properties of the surfaces produced by hard and abrasive technologies. However, it needs more detailed inputs from automotive industry. Practical implications: Are related to the automotive industry, especially to manufactures of such transmission elements as synchronizing cones/planes on gear wheels. The sequences of new hybrid machining processes are partly verified in terms of industry needs (machining conditions, machine tools, special equipment, cutting and abrasive tools). Originality/value: Of this industry-oriented contribution is based on the aggregating hard cutting and abrasive machining processes. The practical value of the paper is that it proposes a very beneficial machining process for highly loaded hardened parts.
PL
Przeanalizowano zachowanie się belki ze względu na możliwość wystąpienia zjawiska zwichrzenia w zakresie sprężystym oraz pozasprężystym. Określono dokładne i uproszczone zależności opisujące graniczne odległości pomiędzy punktami podparcia bocznego, przy których może nastąpić zmiana sposobu zniszczenia belki.
EN
One of the main factors, which influences the phenomenon of lateral buckling, is the distance between points of side support. With the small length of the support, it is possible for beam to achieve the full plasticity moment and with the large distance, the elastic lateral-torsional buckling will decide its destruction. With the intermediate lenght it is impossible for beam to achieve the full-plasticity moment and then lateral-torsional buckling is nonelastic. The behaviour of beam, for the sake of the possible occurrence of the phenomenon of both elastic and nonelastic lateral buckling, has been analysed in the paper.
PL
Przedmiotem badań był kompozyt ceramiczno-elastomerowy wytwarzany w procesie infiltracji porowatej ceramiki elastomerem. Charakteryzuje się on znacznie większą odpornością na kruche pękanie i wyższą wytrzymałością na ściskanie niż porowata ceramika. Dzięki wysokoelastycznym odkształceniom elastomeru oraz perkolacyjnej strukturze kompozytu nie ulega on katastroficznemu zniszczeniu i zachowuje zdolność przenoszenia obciążeń w warunkach wysokich odkształceń. W procesie wytwarzania kompozytu płynna mieszanina substratów elastomeru jest wprowadzana w pory materiału ceramicznego w warunkach obniżonego ciśnienia i podwyższonej temperatury. Reakcja utwardzania elastomeru prowadzona jest w porach materiału ceramicznego w temperaturze 120°C. Różnice współczynników rozszerzalności termicznej elastomeru i ceramiki powodują powstawanie naprężeń własnych (NW) w trakcie chłodzenia kompozytu do temperatury otoczenia. Dodatkowym czynnikiem generującym naprężenia może być skurcz elastomeru podczas jego utwardzania. Generowane naprężenia mogą mieć istotny wpływ na właściwości mechaniczne kompozytu. Opracowano modele kompozytu oraz przeprowadzono symulacje komputerowe z użyciem metody elementów skończonych (MES) w celu analizy NW powstających w procesie wytwarzania kompozytu. W modelach uwzględniono uproszczony współczynnik kształtu cząstek elastomeru jako zmianę z kształtu kulistego do eliptycznego. Udział objętościowy elastomeru był stały dla wszystkich przypadków i wynosił 0,4. Opracowane modele poddano symulacji chłodzenia kompozytu od temperatury wytwarzania (120°C) do temperatury otoczenia (20°C). Obliczenia prowadzone były w programie Ansys. Stwierdzono, że zmiany temperatury prowadzą do powstawania wysokich naprężeń o charakterze rozciągającym w elastomerze oraz o charakterze rozciągającym i ściskającym w ceramice. Przeprowadzono symulacje obciążenia termicznego i rozciągania kompozytu. Stwierdzono korzystny wpływ NW na wytrzymałość kompozytu przejawiający się głównie obniżeniem maksymalnych wartości naprężeń rozciągających w ceramicznej osnowie. Stwierdzono wpływ kształtu cząstek na lokalny wzrost naprężeń ściskających, który może korzystnie wpływać na odporność na pękanie ceramiki.
EN
The ceramic-elastomer composites obtained via infiltration of porous SiO2 ceramics by urea-urethane elastomer were obtained and studied (Fig. 1). Such composites are distinguished by the high compression strength and ability to achieve large deformations. The liquid mixture of the substrates is incorporated into ceramic pores using the vacuum pressure and temperature of 120°C. Since the thermal expansions of the elastomer and ceramics are different upon cooling to ambient temperature thermal stresses are generated (Tab. 1). Moreover, the elastomer shrinks as a consequence of its transformation from the mixture of substrates in the liquid to the solid states. These two phenomena result in buildup of residual stresses in the composite what can affect on the composite mechanical properties. In this work numerical models of composite were developed and analysis of the residual stresses arising during fabrication process was reported. To calculate the residual stresses the Finite Element Method (FEM) was used. In the models the shape ratio was involved with a change of elastomeric particles shape from spherical to ellipsoidal (Fig. 2). The volume fraction was constant for all cases and equal to 0.40. The unit cells were subjected to thermal load simulating the cooling from fabrication (120°C) to room temperature (20°C). The stresses distributions in dual phases component material were calculated using Ansys software. The analysis of distribution of principal stresses shows that change of temperature leads to buildup of high tensile stresses in elastomeric phase and tensile and compressive stresses in ceramic phase (Fig. 3). The simulation of both thermal and tensile load of unit cell were made. It was found that the thermal stresses present in composite mostly reduce the maximum values of tensile stresses in ceramic (Fig. 5), The elastomeric particles shape changes can lead to local increase of compressive stresses on parallel direction to ceramic-elastomer interface (Fig. 6). It can be advantageous from the mechanical point of view and can lead to increasing of the resistance for brittle cracking and composite strength.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.