Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Model niszczenia zmęczeniowego spawanego złączy prostopadłych płyt

Kozak J., Górski Z.

Przegląd Spawalnictwa

|

2011

|

R. 83, nr 4

49-53

PL

Występujące w konstrukcjach statków pęknięcia zmęczeniowe powstają w miejscach szczególnie wrażliwych na obciążenia zmienne, tj. miejscach koncentracji naprężeń, do których należą złącza spawane. W przypadku zmęczeniowego pękania spawanych konstrukcji złożonych, do których należą konstrukcje kadłubów statku, proces pękania można podzielić na dwa stadia: propagacji pęknięcia w kierunku grubości oraz rozwoju pęknięcia na jego szerokości. Dodatkowo, niektóre z pęknięć zmęczeniowych rozwijają się w sposób niewidoczny i nie mogą być zauważone przez inspektora nadzoru, ze względu na warunki, w jakich odbywa się inspekcja (statek stojący w doku, oględziny w miejscach podatnych na pękania z reguły trudno dostępne, zanieczyszczone, znajdujące się w zamkniętych, nieoświetlonych przestrzeniach). W celu wyjaśnienia mechanizmu powstawania i rozwoju zmęczeniowego niszczenia w złożonych konstrukcjach spawanych przeprowadzono badania zmęczeniowe modelu spawanego złącza prostopadłych płyt poszycia w modelu węzła konstrukcyjnego statku - decydującym o wytrzymałości kadłuba. Badany model stanowił replikę węzła obłowego (miejsca połączenia burty z dnem) statku, wykonaną w skali zbliżonej do rzeczywistej i poddany był sinusoidalnemu wahadłowemu obciążeniu zmiennemu, które odpowiadało obciążeniu występującemu w konstrukcji rzeczywistej, wywołanemu siłami bezwładności od przyśpieszeń konstrukcji poddanej kołysaniu poprzecznemu. Na podstawie analizy wyników zaproponowano dwustopniowy model niszczenia zmęczeniowego węzła obłowego statku, wg którego opracowano analityczną metodę (wykorzystującą metodologię naprężeń nominalnych lub mechaniki pękania) określania trwałości zmęczeniowej złożonych węzłów konstrukcji okrętowych.

EN

Occurring in the ship construction fatigue cracks arise in the areas of design are particularly susceptible to changing loads such as acute stress concentration area, which includes the welded joints. For fatigue fracture of welded construction of complex structures which include the hulls of the ship, the process of cracking can be divided into two stages: propagation through the element thickness stage and the stage of crack propagation in the width direction of the element. In addition, some of the fatigue cracks are not visible in the developing process, and as such can not be seen by an observer (inspector), given the conditions in which the inspection (the ship standing in the dock, just out of service, places susceptible to cracking as a rule are hard-contaminated, in a closed, unlit spaces). In order to clarify the mechanism of formation and propagation of fatigue damage in the composite structures was carried out fatigue tests of welded perpendicular plate of the hull of the ship design of node model - determines the strength of the hull on a global scale. The test model was a replica of the bidge corner (ship's side with the bottom side joint) of the ship, made in a scale similar to the actual and subjected to a sinusoidal changing load, which corresponded to the load occurring in the actual structure induced by forces of inertia from the acceleration of the structures subjected to transverse swing. Based on the analysis results, it is proposed two-stage model of the fatigue ship bilge node damage on which analytical method (a combination of deformation methods and the methods based on fracture mechanics) to determine the fatigue life time of complex nodes in the ship structures was proposed.

2

Crack initiation and growth in circular saw made of tool steel

Ucun I., Colakoglu M., Tasgetiren S.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2008

|

Vol. 46 nr 2

291-303

EN

Fatigue of a circular saw made of tool steel and used in metal industry to cut, in particular, metal bars and pipes is investigated in this study. Due to having a small tooth root radius, the circular saw is much more likely to get crack damage at the tooth root region. Radial and tangential forces are also effective at this region for fatigue crack initiation. In high cutting speeds and feed rates of the circular saw, higher stress concentration occurs particularly at that region. To examine the fatigue and failure in the circular saw, specimens used in an experiment are prepared from a damaged circular saw are subjected to different mechanical tests. In the theoretical study, stress and fracture behaviour of the saw is determined by the finite element method. Results and causes of the failure are assessed and compared.

PL

Przedmiotem badań jest wytrzymałość zmęczeniowa piły tarczowej wykonanej ze stali narzędziowej i przeznaczonej do pracy w przemyśle metalurgicznym, w szczególności do cięcia prętów i rur. Z powodu niewielkiego promienia zaokrąglenia podstawy zęba tarczy, piły narażone są na pęknięcia właśnie w tym obszarze. Na rozwój procesu pękania mają wpływ obciążenia promieniowe i styczne zęba. Tu występuje największa koncentracja naprężeń przy znacznych prędkościach obrotowych tarczy i dużego tempa posuwu. Do przeanalizowania procesu zmęczenia piły użyto próbek wypreparowanych ze zniszczonego narzędzia i poddano je licznym testom mechanicznym. Równolegle przeprowadzono symulacje teoretyczne za pomocą Metody Elementów Skończonych. Przyczyny i wyniki ilościowe dotyczące zniszczenia zmęczeniowego wyznaczono na podstawie obydwu metod badawczych i następnie je porównano.

3

Rozwój pęknięć zmęczeniowych w stali 40H hartowanej laserowo.

Napadłek W., Przetakiewicz W., Bogdanowicz Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 5

557-562

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań zmęczeniowych oraz analizę rozwoju pęknięć w stali 40H poddanej różnym obróbkom cieplnym: ulepszaniu cieplnemu, hartowaniu indukcyjnemu, hartowaniu laserowemu. Testy wytrzymałości zmęczeniowej przeprowadzono przy dwustronnym zginaniu w ruchu obrotowym. Pozwoliły one na określenie wpływu hartowania laserowego, w tym rozmieszczenia laserowych ścieżek hartowniczych na zmęczeniowe niszczenie materiału będącego przedmiotem badań. Przeprowadzone badania topografii przełomów z wykorzystaniem mikroskopii elektronowej skaningowej i transmisyjnej (badania elektronooptyczne techniką replik), pozwoliły określić ogniska inicjacji pęknięć, charakter pękania oraz mechanizmy i zjawiska jakie towarzyszą procesom destrukcji zmęczeniowej materiału.

EN

Results of fatigue investigations and analyse of fracture crack expansion in 40H steel after different methods of heat treatment: quenching and tempering, induction hardening, laser hardening are presented in the paper. Test of strength fatigue were realized by twotwice bend in rotary motion. They gave designation influence of laser hardening (and especially distribution of laser hardened tracks) on fatigue destruction of the investigated material. Presented research of fracture topography with use of scanning and microscopy gave information about hearth and character of cracks initiations and mechanisms and occurrences which accompany destruction advances of fatigue material.

4

Niszczenie zmęczeniowe i zużywanie tribologiczne zębów kół zębatych

Zwolak J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2001

|

z. 57 [188]

373-383

PL

W pracy rozważa się zagadnienia zmęczeniowego złamania zęba u podstawy oraz powstawania pittingu na powierzchni czynnej zęba. Pomimo powszechnego występowania wymienionych dwóch procesów destrukcyjnych, problem ten wciąż dostarcza nowych wieloaspektowych zadań do rozwiązania. Zagadnienia zmęczeniowe i tribologiczne bardzo często rozpatrywane są cząstkowo, co sprawia, że podejście takie nie sprzyja dokładnym badaniom i analizom umożliwiającym określenie odporności na złamanie zęba u podstawy, jak też odporności na powstawanie pittingu. Proponowana przez autora kompleksowa analiza uwzględnia łączne rozpatrywanie parametrów konstrukcyjnych, materiałowych i technologicznych kółzębatych, w procesie wyznaczania zmęczeniowej wytrzymałości stopy zęba [sigma(sub F lim)] i zmęczeniowej wytrzymałości boku zęba [sigma(sub H lim)].

EN

This paper investigates gear tooth fatigue issues related to the tooth root breaking and active tooth flank pitting. Even though these two destruction processes are commonly observed, the problem involves still new complicated questions to be solved. Fatigue and tribological issues were usually examined partially, therefore, such approach was not conducive to accurate investigations and analyses which would allow to determine resistance of the tooth to its root breaking or flank pitting. A full analysis suggested by the writer allows to cover all gear design, material and manufacturing features to determine the tooth root fatigue strength [sigma(sub F lim)] and tooth flank fatigue strength [sigma(sub H lim)].

5

Analiza przyczyn przedwczesnego niszczenia zmęczeniowego żeliwnych elementów pras hutniczych

Ładecki B., Skowronek T.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2001

|

z. 64

255-260

PL

W pracy wykonano analizę przyczyn powstawania pęknięć zmęczeniowych w żeliwnej płycie górnego korpusu prasy o nacisku 20 MN.

EN

In the paper analysis of fatigue crack initiation in an iron cast palte of the upper part of a press frame of 20 MN tonnage.

6

Właściwości zmęczeniowe stali 40H hartowanej laserowo.

Napadłek W., Przetakiewicz W.

Inżynieria Materiałowa

|

2000

|

R. XXI, nr 6

365-369

PL

W pracy opisano wyniki badań zmęczeniowych (zginanie jednostronne w ruchu obrotowym próbek ze stali 40H ulepszanych cieplnie, hartowanych indukcyjnie oraz laserowo (ścieżki laserowe w układzie 1,5d, d - szerokość ścieżki laserowej). Proces zmęczeniowy próbek ulepszanych cieplnie przebiegał wieloogniskowo, a w końcowej fazie pękanie resztkowe występowało w środkowej części próbki. Na powierzchni przełomów obserwowano charakterystyczne pasma i prążki zmęczeniowe. Pękanie zmęczeniowe próbek hartowanych indukcyjnie, w pierwszej fazie występowało wieloogniskowo w warstwie powierzchniowej strefy zahartowanej, a następnie w materiale rodzimym rdzenia. Badania stali 40H przeprowadzone na próbkach cylindrycznych z klepsydrowym przewężeniem potwierdziły korzystny wpływ spiralnych ścieżek laserowych na wytrzymałość zmęczeniową. Zaobserwowano interesujący mechanizm pękania. Inicjacja pękania występuje w strefie przejściowej i strefie nieutwardzonej. Powstające mikropęknięcia w powyższych strefach rozwijają się w charakterystyczną siatkę spękań, która jest blokowana w strefie utwardzenia laserowego. Wytworzona w wyniku procesu niszczenia zmęczeniowego siatka spękań w strefie przejściowej tworzy na powierzchni materiału mikroobszary, które w dalszym etapie ulegają procesowi destrukcji poprzez wykruszanie. W następnym etapie procesu niszczenia strefy przejściowej występują mikropęknięcia wzdłuż mikrorys oraz mikropęknięcia w strefie nie utwardzonej wzdłuż osi próbki. Pękanie w tej strefie przebiega wieloogniskowo. W efekcie końcowym powstają rozwarstwienia a następnie niszczenie zmęczeniowe materiału. W ostatniej fazie destrukcji materiału następuje pękanie strefy zahartowanej laserowo. Obserwacje powierzchni przełomów ujawniły występowanie różnych rodzajów pękania od kruchego w płaszczyznach łupliwości i po granicach pierwotnych ziaren w strukturze martenzytycznej, poprzez quasiłupliwe w mieszanej strukturze martenzytyczno-bainitycznej i bainitycznej do pękania plastycznego i plastyczno-kruchego w materiale rodzimym. Badania te potwierdziły dobre właściwości zmęczeniowe badanej stali hartowanej laserowo i wskazują na dobre perspektywy w zastosowaniach technologicznych elementów maszyn obciążonych dynamicznie (osie, wałki itp.)

EN

In the text we present the results of fatigue tests made by unidirectional rotary bending of the 40H steel samples, beeing previously thermaly toughened, induction hardened, as well as laser radiation hardened (laser radiation paths arranged with the distance 1,5 d, d - width of the radiation path). The fatiguing processing of thermally toughened 40H steel samples proceeded simultanously in many places, finaly the residual cracking occured in the midle part of the sample. On the fracture surface there occured specific fatigue bands and lines. Fatigue cracking of the induction hardened samples initially occured simultanously in many places in the surface layer of the hardened zone, then in the material core. Tests of the 40H cylindrical steel samples, with radial narrowing in the middle part along the longitudinal axis, confirmed the proper influence of the helical laser radiation path arrangement on the fatigue capacity. We observed interesting cracking process. The cracking began in the transient zone, as well as in unhardened zone. The microcrackings occuring there are developing a specific net of cracking, which is blocked in the laser radiation hardened zone. The cracking net, occuring in the transient zone as a result of fatigue destruction, makes specific microareas on the material surface, which are being crumbled out later. Next step of the transient zone destruction relates to the occurance of microcrackings along the microscratches, and microcrackings in unhardened zone along the sample axis. Cracking in that zone proceedes in many places. Finally lamination occures, and then the fatigue destruction of the material. Last step of the material destruction is connected with the cracking of the zone being laser radiation hardened previously. On the fracture surface there occured various modes of cracking, from the brittle cracking on cleavable surfaces and on the border of crystallite in martensitic structure, through the quasibrittle in the mixed (martensitic-bainite and bainite) structure, to the ductile or ductile/brittle fracture in the native core. Our test results confirmed good fatigue properties of the laser radiation hardened steel and show that process being perspective in technological applications of dynamically loaded mechanical elements (like axles, shafts, etc.).