Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Kształtowanie wyrobów z materiałów stosowanych szczególnie na elementy cierne układów hamulcowych

Mazurkiewicz A.

Logistyka

|

2010

|

nr 2

PL

Materiały stosowane na elementy cierne np. tarcze hamulcowe, należą do grupy materiałów stwarzających duże problemy podczas obróbki. Do tych materiałów należy zaliczyć kompozyty metalowe, ceramika, żeliwo. Nowoczesne technologie do których należy zaliczyć obróbkę laserową i obróbkę wodno-ścierną, pozwalają na wytwarzanie dowolnych kształtów z bardzo twardych materiałów z dużą efektywnością obróbki oraz dużą dokładnością.

EN

Materials applied on friction elements e.g. brake shields, belonging to the group of materials creating large problems during the processing. To these materials should be number metal composite, ceramics, cast iron. Modern technologies to which should be number laser processing and water-abrasive processing, are allowing to make any shapes from very hard materials with the large efficiency of the processing and large exactitude.

2

Wpływ parametrów obróbki metodą strumienia wodno-ściernego na chropowatość powierzchni - dobór modelu predykcyjnego określającego profil powierzchni przeciętej

Wala T.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

2008

|

nr 3

177-188

PL

Artykuł przedstawia metodologię doboru parametrów cięcia w zależności od wymaganej jakości powierzchni obrabianej. We wstępnej analizie doboru warunków cięcia przedstawiono algorytm badań dla różnych sposobów uzyskania wyników wyjściowych. Główny kierunek badań niniejszego artykułu skierowany jest na opracowaniu modelu predykcyjnego wysokości chropowatości powierzchni obrobionej dla wybranych materiałów.

EN

The article shows the methodology of cutting parameters determination depending on required machined surface quality. The investigation algorithm of various ways of the output results obtaining during the preliminary analysis was showed. The main goal of this investigation was building the roughness predictive model of cutting surface, which depended on the AWJ parameters and workpiece.

3

Czynniki wpływające na błąd kształtu i chropowatość powierzchni stali po cięciu strumieniem wodnościernym

Mazurkiewicz A.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 6

686-689

PL

Cięcie strumieniem wodnościernym ma coraz większe zastosowanie ze względu na możliwą obróbkę wielu rodzajów materiałów i o znacznej grubości. Jednak jakość uzyskanej powierzchni, a także dokładność kształtu zależy od wielu czynników. Na przykładzie próbek stalowych oceniono wpływ różnych parametrów cięcia na stan jej powierzchni oraz dokładność uzyskanego kształtu.

EN

The cut of the water-abrasive has possesses more and more large use because of the possible processing of many kinds of materials and about the considerable thickness. However the quality of the got surface, and also the exactitude of the shape on many factors. The influence of the selection of the various parameters of cut on the condition of her surface and exactitude of the got shape was estimated on the example of the steel samples.

4

Modelowanie obróbki strumieniem wodnościernym tworzyw sztucznych metodą elementów skończonych

Wala T.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

2005

|

nr 3

5-158

PL

Obróbka wysokociśnieniowym stłumieniem wodnym oraz wysokociśnieniowym strumieniem wodnościernym zaliczana do grupy technologii określanej mianem High-Tech, jest jedną z metod erozyjnych sposobów obróbki. Zalety tej metody obróbki polegają na m.in. na stosowaniu przyjaznych ekologicznie i powszechnie dostępnych mediów obróbkowych, jakimi są woda i ścierniwo, możliwości obróbki praktycznie każdego materiału w tym niejednorodnych (kompozyty zbrojone włóknami) w dużym zakresie grubości. Kolejne zalety tej metody sposobu obróbki, jak np. brak wpływów cieplnych na materiał obrabiany, niewielka szerokość cięcia, łatwość automatyzacji uzasadniają stosowanie metody obróbki strumienia wodnościernego w przemyśle lotniczym, samochodowym, kosmicznym, zbrojeniowym, spożywczym i szeregu innych. Dla uzyskania materiałów o najwyższej jakości powierzchni obrobionej uzyskanej metodą wodnościerną konieczny jest właściwy dobór parametrów obróbki. Z powodu złożonego wzajemnego oddziaływania wielu parametrów obróbki wodnościernym poszukuje się rozwiązań, które w sposób prosty, szybki i niedrogo opracują model, który prognozowałby głębokość przecięcia bez przeprowadzania badań eksperymentalnych lub, jeśli istnieje taka konieczność, ich zmniejszenia do minimum. Do tej pory zbudowano jedynie kilka prostych modeli, które wykorzystywały metodę elementów skończonych, w celu określenia mechanizm erozji. Badania te jednak dotyczyły z reguły tylko materiałów jednorodnych (np. stal). Celem nadrzędnym pracy jest zbudowanie modelu, który umożliwi prognozowanie głębokości erozji materiałów niejednorodnych typu włókniste kompozyty polimerowe. W celu wyjaśnienia zjawisk powstających w czasie procesu cięcia strumieniem wodnościernym zbudowano nieliniowy, dynamicznych model MES. Podstawowym zadaniem podczas projektowania modelu jest opracowanie wzajemnego oddziaływania narzędzia i materiału przedmiotu obrabianego. Model materiału obrabianego uwzględnia takie warunki, jakimi są: ortotropia charakterystyczna dla kompozytów zbrojone włóknami długimi, warunki warstwy przejściowej definiującej połączenie międzywarstwowe. Model narzędzia opiera się na dwóch podejściach: pierwszy, do analizy uderzenia pojedynczej cząstki ścierniwa w powierzchnię przedmiotu obrabianego dla celów śledzenia penetracji cząstki w kompozycie, drugi, do analizy uderzenia strumienia wodnego dla celów śledzenia penetracji czystej wody w materiale i śledzenia zjawisk różnych zniszczeniowych, takich jak delaminacja. Na podstawie pierwszego modelu opracowano model matematyczny do prognozowania całkowitej głębokości przecięcia w zależności od niektórych wybranych parametrów obróbki tj. ciśnienie, posuw, strumień ścierniwa. Na podstawie drugiego modelu zbadano wpływ zastosowania strumienia czystej wody na charakter erozji kompozytu. Dodatkowo wyznaczono odkształcenia i naprężenia w otoczeniu strefy przecięcia materiału przedmiotu obrabianego jako wynik erozyjnego działania strumienia wodnościernego. Badania modelowe poddano weryfikacji na drodze doświadczeń laboratoryjnych. Zbadano szczegółowy wpływ warunków pracy (tj. ciśnienie strumienia wodnościernego, posuw głowicy tnącej, natężenia przepływu ścierniwa) na głębokość erozji i topografię przecięcia. Wykonano szereg eksperymentów, w którym zmieniano w szerokim zakresie parametry i zarejestrowano odpowiadające im kształty szczelin przecięcia. Badania wykonano dla kilku rodzajów próbek kompozytowych. Wykorzystano maszynę do obróbki strumieniem wodnościernym, o maks. ciśnieniu strumienia wodnościernego 380 [MPa]. Zarys wrębu w próbkach kompozytowych, topografia przecięcia i głębokość szczeliny zostały zmierzone na maszynie pomiarowej. Kształt wrębów przedstawiono na fotografiach. Wyniki badań doświadczalnych potwierdziły możliwość prognozowania głębokości erozji na drodze obliczeń metodą elementów skończonych. Model MES w sposób dokładny, czyli na poziomie akceptowalnego błędu wyniku tj. ok. 10%.

EN

The waterjet machining and abrasive waterjet machining belongs to group of technology, which is called High-Tech. The advantages of AWJM rely on using ecological and commonly accessible machining of each material including inhomogeneous materials (composites reinforced by fibers). The other advantages of the AWJM such as: no thermal effects inside workpiece, narrow cutting width and automation facility let to apply that machining method in automotive, aircraft, aerospace and military industry. It is necessary to proper choice of machining parameters to obtain workpiece surface with good quality machined by AWJM. Due to the complex interaction of several AWJM parameters should be created simple, quick and inexpensive method of predict depth kerf model without experimental researches . Up to day only few simply models were created using the finite element method, which allow analyzing erosion mechanism. However that research concerned only homogenous materials (e.g. steel). The main objective of the doctor's thesis is developing a model for prediction of the depth of cut of inhomogeneous materials (polymeric composites reinforced by fibers). A nonlinear dynamic finite element model has been developed in order to explain the behavior of the process. During development of model the basis of task has been definition of interaction between the tool and a workpiece. There are detailed analysis design composite materials and cutting tool. Two analysis has been conducted: first, the impacting single abrasive particle into surface of workpiece analysis, second, the analysis impacting pure waterjet in order to observation of penetration water inside material and tracing failure phenomena such us delamination. On the basis of first model a mathematical model for depth kerf prediction was developed. The one depends on several machining parameters i.e. pressure, traverse rate, abrasive flow rate. On the basis of second model the influence pure waterjet on character of composite erosion mechanism was studied. Additionally deformations and stresses in the workpiece material, the vicinity of the cutting interface as a result of the erosion impact by abrasive waterjet were obtained. The FEA of AWJM was verified by experimentation. The effect of the working condition e.g. waterjet [pressure, traverse rate, abrasive flow rate on the depth of cut and kerf topography are investigated in detail. Extensive series of AWJM experiments for large range of working conditions were made and corresponding kerf shapes were recorded. The research for several specimens were earned out. The machine tool had a maximum pressure of 380 MPa. The workpiece kerf profile, cutting topography and kerf depth were measured on the measuring machine. The profile as photos was presented. The experimental results confirmed capability of the FEM in predicting the depth of cut. The model accurately predicts the depth of erosion acceptable range of calculation error i.e. 10%.

5

Badania eksperymentalne obróbki strumieniem wodnościernym kompozytów włóknistych

Wala T.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

2005

|

nr 4

213-226

PL

Celem badań była ocena wpływu wybranych parametrów cięcia tj. ciśnienia, posuwu, strumienia ściernego na głębokość szczeliny przedmiotu obrabianego. W wyniku przeprowadzonych badań dokonano opisu topografii powierzchni szczeliny w zależności od parametrów obróbki dla kilku rodzajów próbek kompozytowych.

EN

The article presents investigations of influences of some cutting parameters i.e. pressure, feed rate, abrasive flow rate on quality of kerf cutting. The kerf depth, kerf profile and cutting topography of polymeric composite samples are described.

6

A new approach of virtual finite element experimentation as a means for modeling advanced machining processes

Hassan A.I., Kosmol J.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2001

|

z. 15

143-148

EN

Despite the large number of models of advanced machining processes, such as abrasive waterjet machining (AWJM), which have been developed so far, there still has been confusion about the nature by which workpiece surfaces are eroded. The finite element method (FEM) could provide both qualitative and quantitative means in order to explain the AWJ erosion process. This paper presents an attempt to model the AWJM process using the powerful tool of the finite element method. The main objective is to develop an FE model which would enable to predict the depth of cut without any cutting experiments. In the new model, interaction of the abrasive particle with the workpiece material is traced at small time increments. The model accurately predicts the depth of cut as a result of AWJ impact and the FE results are in good agreement with experimental results.

PL

Nowe podejście do nieliniowego modelowania obróbki strumieniem wodnościernym (AWJM) metodą elementów skończonych jest przedmiotem referatu. To podejście uwzględnia ruch cząstki ścierniwa od momentu opuszczenia dyszy mieszającej aż do odbicia się od powierzchni przedmiotu obrabianego po wykonaniu pracy skrawania z bardzo małym krokiem czasowym rzędu 0,01 μs. Badania symulacyjne pozwoliły na śledzenie zagłębiania się cząstki ścierniwa w materiale przedmiotu. Wykazały że wzrost ciśnienia cieczy zwiększa głębokość penetracji cząstki ścierniwa a tym samym i głębokość cięcia strumieniem cieczy. Bardzo istotny jest także wniosek o niezwykle krótkim czasie procesu odkształcania się warstwy wierzchniej pod działaniem cząstki ścierniwa, który nie przekracza 0,5 μs. Można więc sądzić, że opracowany model elementów skończonych dokładniej symuluje wzajemne oddziaływania warstwy wierzchniej przedmiotu obrabianego i cząstki ścierniwa.

7

Próby modelowania obróbki strumieniem wodnościernym

Drozd W., Sokołowski A.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

2001

|

nr 2

135-144

PL

Celem artykułu jest przedstawienie procesu identyfikacji modeli obróbki strumieniem wodnościemym z zastosowaniem sztucznych sieci neuronowych, konstruowanych z wykorzystaniem oprogramowania STATISTICA Neural Networks. Przedstawione podejście pozwoliło na wstępną ocenę i wskazanie tych parametrów obróbki, które są mniej istotne dla identyfikacji modeli, a tym samym mogą potencjalnie przyczynić się do optymalizacji procesu obróbki.

EN

An attempt of modelling of abrasive water jet machining is presented in the paper. In the form of introduction, such machining is shortly characterized and the principal advantages and disadvantages are depicted. Based on the emphasized complexity of the abrasive water jet machining, artificial neural networks are taken in to consideration as an modelling method. Such approach is justified by underlined in the paper major features of the neural networks comparing to other modelling techniques. The next part of the paper is related to description of the experimental investigation, which provided empirical data for the tests. In this case, the way of building the training set is presented. Finally, the results of neural network simulations are shown. The two types of models are discussed. The first one is considered as a global model. In contrast, the second type takes in to account a case related to machining with selected constant parameters, only. The quality of the determined models is expressed with RMS and maximum errors.

8

Finite element analysis of abrasive waterjet machining

Hassan A.I.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

2001

|

nr 1

6-118

9

Badania modelowe obróbki tworzyw sztucznych strumieniem wodnościernym metodą elementów skończonych

Wala T.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

2001

|

nr 2

145-156

PL

Artykuł prezentuje wstępną próbę modelowania metodą elementów skończonych obróbki kompozytów polimerowych metodą AWJM. Artykuł pokazuje dotychczasowy stan prób symulacji AWJM metodą elementów skończonych. Dyskutowane są założenia modelu AWJM polimerowych kompozytów. Zmiany naprężeń von Mises'a oraz odkształceń kompozytu z osnową epoksydową i włóknami szklanymi w wyniku uderzenia strumienia wodno-ściernego przedstawiono dla kilku różnych kroków czasowych. Analiza wyników może pozwolić wyjaśnić mechanizm erozji materiałów niejednorodnych jakimi są polimerowe materiały kompozytowe.

EN

The paper presents a first attempt to Finite Element Method modelling of AWJM of polymeric composites. There is a state of art of FEM simulation of AWJM presented. Assumptions of a FEM model of AWJM of polymeric composite are discussed. Von Mises stresses development and displacement of a glass/epoxy (G/Ep) polymer composite as a result of AWJM impact for several different time steps is shown. It helps to explain the mechanism of AWJM erosion of unhomogenous materials i.e. polymer composites.

10

Analysis of stresses in abrasive waterjet machining (AWJM)

Hassan A., Kosmol J., Bursa J.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy

|

2000

|

Z. 46 (225)

45-59

EN

Despite a large number of abrasive waterjet machining (AWJM) models developed, there still has been some confusion about the nature of how workpiece surfaces erode. It is believed that analysis of stresses generated at the AWJ cutting interface could provide a deeper insight into the erosion behaviour. The present paper presents a stress analysis of AWJM using a non-linear dynamic finite element (FE) code in order to explain the process. The main objective is to develop an erosion mechanism which would describe the abrasive-material interaction adequately. The new model considers both AWJ dynamic loading conditions and non-linear material behaviour. The results show that the workpiece material fails due to highly localised plastic deformation caused by compressive stresses, especially at the AWJ cutting interface.Also AWJM causes residual stresses to remain in the workpiece material after machining

11

Finite element modeling of abrasive waterjet machining (AWJM)

Hassan A.I., Kosmol J.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

2000

|

nr 1

83-98

EN

Despite the large number of abrasive waterjet machining (AWJM) models developed so far, there still has been confusion about the nature by which workpiece surfaces are eroded. The finite element method (FEM) could provide both qualitative and quantitative means in order to explain the AWJ erosion process. This paper presents an attempt to model the AWJM process using the powerful tool of the finite element method. The main objective is to develop an FE model which would enable to predict the depth of cut without any cutting experiments. The new model takes into account the precise representation of the constitutive behaviour of the workpiece material under AWJ dynamic loading conditions. Interaction of the abrasive particle with the workpiece material is traced at small time increments. The model accurately predicts the depth of cut as a result of AWJ impact and the results are in good agreement with experimental results.

PL

Pomimo dużej liczby prac i modeli obróbki strumieniem wodno-ściernym, w dalszym ciągu nie jest wyjściowy mechanizm erozji materiału z przedmiotu obrabianego. Metoda elementów skończonych (MES) może umożliwić jakościową i ilościową ocenę procesu erozji. Referat przedstawia próbę opracowania modelu metodą elementów skończonych. Celem badań było przewidywanie głębokości cięcia drogą symulacji. Model uwzględnia dokładniejszą reprezentację właściwości materiałowych przedmiotu poddanego dynamicznemu działaniu strugi cieczy. Wzajemne oddziaływanie pomiędzy cząstką ścierniwa i przedmiotem są śledzone w bardzo małych odstępach czasu, rzędu mikrosekund. Badania symulacyjne potwierdziły, że głębokość cięcia jako efekt zderzenia cząstki ścierniwa z przedmiotem jest bardzo zbliżone do wartości uzyskanych z badań eksperymentalnych.

12

Analiza literaturowa niekonwencjonalnych metod obróbki tworzyw sztucznych

Rybarz M.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

2000

|

nr 1

219-230

PL

Obróbka tworzyw sztucznych pod wieloma względami różni się od obróbki metali. Zwykle stawiane zadania obróbki wymagają operacji kształtowania prowadzonych w trzech wymiarach, przestrzennie ukształtowanych elementów. Materiał jest nie tylko niejednorodny, ale jego parametry zależą od właściwości włókna i matrycy, kierunku włókien, oraz typu splotu. Konwencjonalne (mechaniczne) metody obróbki jak wiercenie i frezowanie dobrze spełniają swoją rolę jeżeli zastosowane są ostrza z węglików lub PCD z ostrymi krawędziami cięcia. Cięcie strumieniem wodnym zakłada się jako dobre dla cięcia cienkich laminatów, ale należy zwrócić tutaj szczególną uwagę na parametry obróbki, ponieważ łatwo może dojść do delaminacji oraz wykruszania się materiału po stronie wyjścia strumienia z materiału. Zatem jakość cięcia jest wysoce zależna od kompozycji materiału oraz kierunku włókien. Uszkodzenia termiczne które są głównym problemem podczas cięcia promieniem lasera, zależą w znacznym stopniu od właściwości termicznych materiału, gęstości energii, szybkości posuwu, oraz natężenia przepływu gazu.

EN

The machining of Fibre Reinforced Plastics (FRP) differs in many respects from metal working. The common machining tasks mostly require contouring operations for 3-dimensional, spatially curved structures. The material behaviour not only is inhomogeneous, but also dependent on fibre and matrix properties, fibre orientation and type of weave. Mechanical techniques like drilling and routing perform well, if carbide or PCD cutters with keen cutting edges are used. Water jet cutting is found to be well suited for thin laminates, but requires a careful adjustment of the cutting parameters in order to avoid delamination and chipping at the jet exit side. Therefore, the quality of the cut is highly dependent on material composition and fibre orientation. Thermal damage, which is the major problem in laser cutting is to a high degree influenced by the thermal properties of the material, power density, feed rate, and gas flow.

13

A finite element model for abrasive waterjet machining (AWJM)

Hassan A., Kosmol J.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

1999

|

nr 2

37-54

PL

Zrozumienie i wyjaśnienie mechanizmów rządzących obróbką strumieniem wodno-ściernym, tj. mechanizmów erozyjnych, jest w dalszym ciągu problemem aktualnym i niezwykle istotnym dla dalszego jej rozwoju. W artykule przedstawiono pierwsze podejście do modelowania zjawisk występujących podczas obróbki strumieniem wodno-ściernym przedmiotów wykonanych z materiałów sprężysto-plastycznych za pomocą metody elementów skończonych. Głównym celem modelowania na tym etapie rozpoznania problemu było wyjaśnienie zjawiska interakcji, tj. wzajemnego oddziaływania materiału ściernego zawartego w strumieniu cieczy i przedmiotem obrabianym. Opracowany model pozwala na przewidywanie przebiegu procesu obróbki, tj. kształtu i wymiarów strefy obróbki. Jednym z głównych, praktycznych celów opracowania modelu jest możliwość określenia głębokości cięcia bez badań eksperymentalnych. Opracowany model uwzględnia w sposób dokładniejszy (niż dotychczas opracowane modele) właściwości materiałowe (budowę i strukturę) przedmiotu obrabianego, poddanego dynamicznemu działaniu cząstek materiału ścierniwa zwartego w strumieniu cieczy. W dotychczasowych modelach naprężenie uplastyczniające traktowane było jako wartość stała. Ponadto, odkształcenia i naprężenia powstające w materiale przedmiotu w pobliżu strefy skrawania w wyniku erozyjnego oddziaływania strumienia wodno-ściernego, mogą być wyznaczone na drodze modelowej. Aktualny model obliczeniowy nie wymaga, taj jak dotychczasowe modele, definiowania wartości początkowej siły działającej na cząstki ścierne zawarte w strumieniu cieczy, ponieważ jest ona wyznaczona w każdym kroku obliczeniowym. Rezultatem badań symulacyjnych przeprowadzonych metodą elementów skończonych jest wyjaśnienie niektórych zjawisk dotyczących lokalnych odkształceń, zwłaszcza w pierwszych chwilach uderzenia cząstki ściernej w przedmiot obrabiany m. In. Badania wskazują na bardzo znaczące odkształcenia przedmiotu w bardzo krótkim okresie czasu co prowadzi do znaczących, lokalnie występujących naprężeń, prowadzących do odkształceń trwałych (plastycznych).

EN

Understanding the exact nature of erosion of workpiece materials by abrasive waterjet machining (AWJM) is still confused, although is important for successful modeling of this promising process. This paper presents a first attempt to model the AWJM process using the powerful tool of the finite element method (FEM) in order to explain the abrasive particle-workpiece interaction. Also the model predicts the behaviour of the process. The main objective is to develop an FE model which enable to predict the depth of cut without any cutting experiments. The new model takes into account the precise representation of the constitutive behaviour of the workpiece material under AWJ dynamic loading conditions which was ignored in previous AWJM models in which the flow stress was represented by a constant value. Additionally, deformations, stresses and strains occurring in the workpiece material in the vicinity of the cutting interface as a result of the erosion impact by AWJ, could be obtained. In the present model, forces acting on the abrasive particle need not be initially, determine, as in previous AWJM studies, as they are automatically calculated at each time step. The results show that the finite element method is a useful tool in predicting abrasive-material interaction and AWJ depth of cut.