Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Finite element analysis of a composite piston for a diesel aircraft engine

Pietrykowski Konrad, Magryta Paweł, Skiba Krzysztof

Combustion Engines

|

2019

|

R. 58, nr 4

107--111

EN

The article presents calculations of thermal and mechanical loads of the piston, consisting of two parts: steel and aluminum. The calculations were made using FEM in the Abaqus software. The piston is characterized by a split construction and was equipped with a cooling oil channel. The piston will be used in an aircraft diesel engine characterized by opposite piston movement. The presented geometry of the piston is the next of the ones being developed earlier and contains preliminary assumptions as to the size and main geometrical dimensions. The thermal boundary conditions of the simulation tests assumed defined areas of heat reception surface and heating of the piston by defining a temperature map on its crown. The results of these studies were presented in the form of temperature distribution and heat flux on the surface of the tested element. The strength boundary conditions assumed a mechanical load in the form of pressure resulting from the pressure in the combustion chamber applied to the piston crown surface and the opposite pressure defined on the support at the surface of contact between the piston and the piston pin. The results of these tests were presented in the form of stress distribution on the surface of the tested element. As a result of the analyses carried out, the results constituting the basis for further modernization of the piston geometry were obtained.

2

Analiza balistyczna homogenicznych stałych paliw rakietowych obciążonych termicznie i mechanicznie : badania wstępne

Wolszakiewicz T., Gawor T., Zalewski R.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 9

1854-1857

PL

Przedstawiono wyniki badań balistycznych paliw homogenicznych poddanych uprzednio jednoosiowemu rozciąganiu o zadanej historii lub zmiennym obciążeniom termicznym. Po przeprowadzeniu badań w maszynie wytrzymałościowej Instron 4500 próbki umieszczano w komorach balistycznych i przeprowadzono kontrolowany proces spalania. Wyniki spalań porównano z badaniami próbek bez wstępnej historii obciążenia. Istotą poruszanego problemu było zarejestrowanie różnic wybranych parametrów balistycznych pomiędzy próbkami będącymi pod wpływem wstępnych obciążeń mechanicznych lub cyklicznych zmian temperatury a ich nieobciążonymi odpowiednikami. Oszacowanie wpływu rozważanych procesów obciążeniowych na makroskopowe właściwości balistyczne stałych paliw rakietowych jest szczególnie istotne ze względu na rzeczywisty proces przechowywania i eksploatacji układów zawierających stałe paliwa rakietowe i obciążenia mu towarzyszące.

EN

Three com. solid rocket propellants were deformed by cyclic tension (1000 cycles) or thermostated at -35°C to +50°C for 192 h and studied for linear combustion rate in ballistic chambers. Both mech. and heat treatments resulted in a small decrease (by 1–2%) in the combustion rate.

3

Analiza prawdopodobieństwa przetrwania i niezawodności układu ząb-wypełnienie kompozytowe

Pieniak D., Niewczas A. M., Niewczas A., Bieniaś J.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2011

|

nr 2

25-34

PL

Ocenie niezawodności poddano układ biomechaniczny ząb-wypełnienie kompozytowe (kompozyt polimerowy z mikrowypełniaczem). Próbki zębów z wypełnieniami wykonanymi na powierzchni żującej zębów poddano obciążeniom mechanicznym symulującym warunki środowiska jamy ustnej. Badania przeprowadzono w laboratorium na symulatorze żucia. Miarą zużycia wypełnień była szczelina brzeżna, którą oceniano w przekroju podłużnym zęba wykorzystując mikroskop optyczny oraz na powierzchni żucia, wykorzystując skaningowy mikroskop elektronowy (SEM). Wyniki pomiarów uporządkowano w zależności od strefy pomiaru szczeliny oraz w zależności od liczby cykli zmęczeniowych. Obliczano parametry rozkładu statystycznego rozmiarów geometrycznych szczeliny brzeżnej wykorzystując testy Kolmogorova-Smirnova oraz Shapiro-Wilka. Do oceny różnic wykorzystano analizę wariancji ANOVA oraz test post hoc. Wyznaczono przebieg funkcji niezawodności przyjmując model Weibulla. Oceniono ryzyko uszkodzenia oraz prawdopodobieństwo przetrwania badanego układu.

EN

The bio-mechanical tooth-composite filling system (polymer composite with micro-filler) has been evaluated with respect to its reliability. The tooth specimens with prepared fillings on the tooth chewing surface were submitted to mechanical and thermal loads simulating natural conditions in the oral cavity. The research was carried out in the laboratory scale on the mastication simulator. A marginal fissure width was a measurement of the filling's wear, and it was investigated both in the longitudinal section with the use of optical microscope as well as on the chewing surface with the use of scanning electron microscope (SEM). The results of measurements were grouped according to the zone of the fissure measurement and to the number of fatigue tests performed. Statistical distribution parameters of geometrical size of the marginal fissure were calculated based on the Kolmogorov-Smirnov and Shapiro-Wilk tests. ANOVA variation analysis and post hoc test was used to assess the differences. The reliability function was determined with the use of Weibull model. The risk of damage and survival likelihood was evaluated introducing authors' criterion of the limit state of the tooth - filling system.

4

Numerical analysis of thermo-mechanical loads of the K-15 engine-turbine blade

Panas A. J., Deneko W.

Journal of KONES

|

2008

|

Vol. 15, No. 4

447-454

EN

Thermo-mechanical loads of the aircraft engine turbine blade are concerned. The analysis has been performed applying numerical methods within the frame of a wider program of the turbine power plant icing effects investigation. For the described case studies a Polish K-15 turbine engine has been selected. The turbine blade 3-D model has been developed using COMSOL/M FEM software. Temperature dependent thermophysical properties have been applied. Boundary conditions for thermal problems have been adopted from analytical modelling and from experimental investigations. Several cases of thermal loads have been analysed. Amongst them have been cases of steady-state nominal operating range conditions and transient conditions of the engine acceleration. The total loads have been obtained regarding both thermal and mechanical part. Mechanical loads were due to the turbine rotation. In the course of numerical investigations there have been also performed calculations of natural frequencies of vibration for the blade free of loads, the blade subjected to thermal load and the blade subjected to both thermal and mechanical loads. The asymptotic value of 1120 Hz, obtained for the first mode of a cold blade vibration, is in good agreement with experimental data. The axial displacement of the hot rotating blade tip has been estimated to be equal to 1.83 mm. The modelling proved a crucial role of thermal processes that are responsible for more than 80% of axial blade displacement and for more than 15% decrease in the natural vibration frequency value.

PL

Praca dotyczy zagadnienia wyznaczania obciążeń cieplno-mechanicznych łopatki lotniczego silnika turbinowego. Analizę przeprowadzono w kontekście obecnie realizowanego szerszego programu badań oblodzenia lotniczych turbinowych zespołów napędowych. Rozważając problemy cząstkowe - dotyczące poszczególnych elementów konstrukcyjnych - wybrano do analizy łopatkę turbiny przyjmując za reprezentatywny obiekt modelowania silnik K-15. W analizie zastosowano łączone - hybrydowe podejście analityczno-numeryczne. Do określenia warunków granicznych wykorzystano zarówno wyniki obliczeń własnych jak i badań eksperymentalnych. Model numeryczny i obliczenia zasadnicze wykonano przy użyciu pakietu modelowania numerycznego metodą elementów skończonych Cosmos/M rozważając zagadnienie trójwymiarowe. W analizie uwzględniono zależność poszczególnych parametrów materiału konstrukcyjnego łopatki od temperatury. Obliczenia termiczne wykonano dla stanu ustalonego odpowiadającego nominalnym warunkom pracy silnika i dla przypadku nieustalonego - rozruchu silnika. Wyznaczone pola temperatury wykorzystano do określenia składowej termicznej obciążeń mechanicznych. Przy określaniu obciążeń sumarycznych uwzględniono efekty związane z wirowaniem turbiny. Wypadkowe przemieszczenia promieniowe wierzchołka pióra łopatki określono na 1,83 mm. Wykonano również obliczenia częstości i postaci drgań własnych łopatki zimnej i gorącej uzyskując asymptotycznie wartość częstotliwości 1120 Hz dla drgań pierwszej postaci. W efekcie uzyskano niezbędne dane do przeprowadzenia analizy obciążeń łopatki w sytuacjach awaryjnych, uwzględniających również przypadki warunków oblodzeniowych.

5

Direct methods for limits in plasticity

Ponter A. R. S., Chen H. F.

Archives of Mechanics

|

2005

|

Vol. 57, nr 2-3

171-187

EN

The paper discusses a methodology for the evaluation of shakedown and ratchet limits for an elastic perfectly plastic solid subjected to mechanical and thermal cycles of loading. The steady cyclic state is characterised by a minimum theorem that contains the classical shakedown theorems as a special case. For a prescribed class of kinematically admissible strain rate histories, the minimum of the functional is found by a programming method, the Linear Matching Method, which converges to the least upper bound. Three examples are given for a finite element implementation, rolling contact on a half-space, the behaviour of a complex heat exchanger and the behaviour of a regular particulate metal matrix composite subjected to variable temperature.

6

Optymalizacja technologicznej warstwy wierzchniej w warunkach cyklicznych, stykowych obciążeń mechanicznych i cieplnych.

Gawroński Z., Kubiak T., Sawicki J.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 5

274-279

PL

W omawianej pracy przy użyciu metody elementów skończonych i pakietu ANSYS dokonano optymalizacji technologicznej warstwy wierzchniej modelowej matrycy kuźniczej. Zoptymalizowano kształt matrycy, obróbkę powierzchniową oraz wykazano wpływ rodzaju materiału kutego na rozkład naprężeń w warstwie wierzchniej, decydujących o trwałości narzędzia.

EN

The present paper presents an optimization of technological surface layer of modelled drop-forging die, using the FEM method and ANSYS program. The shape of the die, as well as its surface treatment, has been optimized. The influence of the type of the material died on the distribution of residual stress in the surface layer, which in turn decides about the tool durability, has also been demonstrated.