W produkcji folii metalowych i płaskich drutów (taśm) o właściwościach i jakości odpowiednich do zastosowań związanych z energią elektryczną i energią odnawialną stosuje się deformacje plastyczne oparte na obróbce skrawaniem. W przeciwieństwie do konwencjonalnego walcowania wieloetapowego, taśma jest produkowana w jednym kroku i przy znacznie mniejszym zużyciu energii.
W artykule omówiono specyfikę polistyrenu z dodatkami atermicznymi oraz zaprezentowano wyniki badań na odkształcanie się styropianu białego i grafitowego.
EN
The paper discusses the specificity of polystyrene with athermal additives and presents the results of tests on the deformation of white and graphite polystyrene foam.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The article had expounded of calculation project methodology to a device for strain hardening materials, his power element is connected in one design with a pressure pulse generator and a mechanical accumulator which accumulate potential energy and has the form two parallel installed slotted springs. Proposed calculation project methodology allows using simple dependencies to calculate all basic energy, force and geometrical parameters of the device, which was considered in the article.
PL
W artykule wyjaśniono metodologię projektu obliczeniowego do urządzenia do utwardzania odkształceniowego materiałów, jego element mocy jest połączony w jednym projekcie z generatorem impulsu ciśnienia i akumulatorem mechanicznym, który gromadzi energię potencjalną i ma postać dwóch równolegle zainstalowanych sprężyn szczelinowych. Proponowana metodologia obliczeń projektowych pozwala wykorzystać proste zależności do obliczenia wszystkich podstawowych energii, sił i parametrów geometrycznych urządzenia, co zostało uwzględnione w artykule.
W artykule przedstawiony został przykład wystąpienia liniowej deformacji nieciągłej w rejonie niekorzystnych oddziaływań górniczych jednej z górnośląskich kopalń. W celu wskazania przyczyn jej powstania przeprowadzona została analiza warunków geologicznych i górniczych. Wykonane zostały obliczenia deformacji górotworu wywołanych dokonaną eksploatacją do miejsca wytworzenia nieciągłości z uwzględnieniem sumowania odkształceń w długim okresie czasu.
EN
The article presents an example of an occurrence oflinear discontinuous discontinuity in the region of disadvantageous impact of mining operations in one of the Upper Silesian mines. An analysis of geological and mining conditions has been carried out to identify the reasons for its development. The calculations of rock deformation caused by the mining operations that had been conducted have been performed for the site of discontinuity's development taking into account the aggregation of deformations over a long period of time.
W pracy omówiono podstawowe metody badawcze, wykorzystujące koncepcję pręta Hopkinsona, wykorzystywane do wyznaczania krzywych ściskania materiałów konstrukcyjnych w warunkach obciążeń udarowych. Ponadto zaprezentowano opracowane i wykonane w Instytucie Transportu Samochodowego stanowisko stosowane do badania charakterystyk mechanicznych materiałów przy dużych szybkościach odkształcania. Opisana aparatura posłużyła do wyznaczenia charakterystyk naprężenia w funkcji odkształcenia wybranych stopów. Na podstawie otrzymanych wykresów można ocenić wrażliwość badanych materiałów na szybkość odkształcania.
EN
Basic experimental methods based on the Hopkinson bar concept were discussed in this paper. The methods are used to determine compressive curves of materials under impact loading conditions. Moreover, the testing stand designed and fabricated in the Motor Transport Institute was introduced. The testing stand is used to analyse mechanical behavior of a materials at a high strain rates. Described equipment was applied to estimate stress-strain curves of selected structural materials. On the basis of the obtained characteristics strain rate sensitivity may be investigated.
The paper attempts to analyze distortions of cast iron and cast steel rings, after heat treatment cycles. The factors influencing distortion are: chemical composition of material, sample geometry, manufacturing process, hardenability, temperature and heat treatment method. Standard distortion tests are performed on C-ring samples. We selected a ring-model, which approximate the actual part, so that findings apply to gear rings. Because distortion depends on so many variables, this study followed strictly defined procedures. The research was started by specifying the appropriate geometry of the samples. Then, the heat treatment was conducted and samples were measured again. The obtained results allow to determine the value of the resulting distortion and their admissibility. The research will be used to evaluate the possibility of using the material to produce parts of equipment operated under extreme load conditions.
W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących lepko-plastycznych właściwości komercyjnie czystego tytanu oraz stopu TiAl6V4. Analiza została przeprowadzona dla szerokiego zakresu szybkości odkształcania od 2x10-4s-1 do 2x103s-1 z wykorzystaniem maszyny wytrzymałościowej oraz pręta Hopkinsona, odpowiednio w quasi-statycznym i dynamicznym zakresie obciążeń. Wpływ temperatury na krzywe ściskania został wyznaczony w zakresie od 23°C do 400°C, przy wykorzystaniu pręta Hopkinsona wyposażonego w piec. Na podstawie otrzymanych wyników przeprowadzono kalibrację współczynników modelu Johnsona-Cooka opisującego lepko-plastyczne właściwości badanych materiałów.
EN
The paper presents result of the analysis of the visco-plastic properties of commercially pure titanium and TiAl6V4 titanium alloy. The investigation were carried out for the wide range of strain rates from 2x10-4s-1 do 2x103s-1 using servo-hydraulic testing machine and Hopkinson bar for the quasi-static and dynamic loading regime, respectively. The influence of the temperature on the compressive curves was determined within range of temperatures from 23°C do 400°C using Hopkinson bar equipped with furnace. Calibration of the Johnson-Cook’s constitutive relation taking into account visco-plastic properties of tested materials was carried out on the basis of experimental results.
W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych erozji kawitacyjnej powłok TiN o zróżnicowanej grubości, osadzonych na różne podłoża (stal X6CrNiTi18-10 i X39Cr1 3) metodą katodowego osadzania łukowego (ARC) PVD. Stal X39Crl3 hartowano, a następnie odpuszczano w 600 i 400°C w celu uzyskania podłoży o zróżnicowanych własnościach mechanicznych. Badania erozyjne przeprowadzono na stanowisku ze szczelinowym wzbudnikiem kawitacji. Celem badań było określenie wpływu podłoża oraz grubości powłok na odporność kawitacyjną całego systemu areolgicznego oraz weryfikacja wskaźnika odporności RCAV systemów twarda powłoka-stalowe podłoże na niszczenie kawitacyjne. W pracy wykazano, że osadzenie twardych powłok TiN na stalowych podłożach przyczyniło się do spadku ubytku masy w porównaniu z ubytkami masy powstałymi na stalach bez powłok TiN. Wzrost grubości powłok TiN osłabił pozytywny efekt ich nałożenia. Wyniki badań doświadczalnych pozytywnie zweryfikowały wskaźnik RCAV wyrażony wzorem (1) - parametr odporności systemów twarda powłoka-stalowe podłoże na niszczenie kawitacyjne. Uzyskane wyniki świadczą, że wskaźnik RC,V bardzo dobrze określa odporność kawitacyjną systemów twarda TiN powłoka-stalowe podłoże niezależnie od grubości powłoki i własności podłoży.
EN
The results ofcavitation erosion tests ofTiN coatings with various thicknesses deposited on various substrates (X6CrNiTi18-10 and X39Cr13) by means ofthe cathodic arc evaporation (ARC) PVD method are presented. X3 9Crl3 steel was subjected to various thermal treatment in order to obtain substrates ofdifferent properties. The cavitation erosion tests were performed in a cavitation tunnel with a slot cavitator. The purpose of this work is to assess the infiuence of the substrate properties and coating thickness on the cavitation erosion resistance of the whole hard coating-steel substrate system and verification ofthe cavitation erosion resistance parameter RCAV The depositions ofTiN coatings on a steel substrate have caused improvement of the cavitation erosion resistance (Fig. 1). An increase in the coating thickness reduces the positive effect of TiN coatings deposition. The experimental data positively verified the resistance parameter, RCAV (Fig. 3). This shows that the RCAV parameter very well describes the cavitation erosion resistance of hard TiN coatings-steel substrate systems regardless of the coating thickness or properties ofthe steel used as substrates.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Celem pracy była ocena jakości napoin warstw ochronnych wykonanych metodą napawania plazmowego i wpływu parametrów technologii napawania na jakość połączeń napoiny z materiałem rodzimym podłoża. Ocenę jakości napoin przeprowadzono na podstawie badań właściwości mechanicznych i mechanizmów odkształcania w temperaturach zbliżonych do warunków pracy instalacji do spalania i zgazowania biomasy.
The paper contains the results of investigation of nanocrystalline aluminium alloy 2017. The possibility of forming those materials obtained by the method of hydrostatic extrusion, depending on the temperature and deforming velocity has been determined. Hydrostatic extrusion process with cumulative true strain 3.79 applied to 2017 aluminum alloy leads to significant grains size refinement to the nanometric scale. The 2017 aluminium alloy with nanometric structure can be successfully formed 200°C and above. The results obtained indicate that deformation at those parameters does not cause discontinuities. Plastic forming above 200°C causes noticeable grain growth and the determined average grain diameters are in the submicron range, even for compression temperature of 300°C.
PL
Praca zawiera wyniki badań nanokrystalicznego stopu aluminium 2017. Określono możliwość kształtowania tych materiałów otrzymanych metodą wyciskania hydrostatycznego w zależności od temperatury i prędkości odkształcenia. Hydrostatyczne wyciskanie stopu aluminium 2017 z kumulacją umocnienia 3,79 prowadzi do znaczącego rozdrobnienia ziaren do skali nanometrycznej. Stop aluminium 2017 o strukturze nanometrycznej można z powodzeniem kształtować w temperaturze 200°C i wyższej. Otrzymane wyniki wskazują, że odkształcanie przy tych parametrach nie powoduje powstania nieciągłości. Kształtowanie plastyczne w temperaturze wyższej niż 200°C powoduje zauważalny rozrost ziarna, a wyznaczone średnie średnice ziarna są w zakresie submikronowym nawet dla temperatury ściskania 300°C.
The paper describes the analysis of the three-dimensional stress and strain state for the process of elongation forging of the X37CrMoV51 die steel using the finite element method. the results of simulation studies of the metal flow pattern and thermal phenomena in the hot forging process carried out in three different forging tools are reported. the results of the studies have been complemented with the prediction of the occurrence of ductile fractures during forging. the numerical analysis was performed using the DEFORM-3d program. the comparison of the theoretical study and experimental test results indicates a possibility of applying the developed model to the examination of strains and prediction of material fracturing during the hot forging of die steel.
PL
W pracy przedstawiono analizę przestrzennego stanu odkształcenia i naprężenia dla procesu kucia wydłużającego stali narzędziowej X37CrMoV51 z wykorzystaniem metody elementów skończonych. przedstawiono wyniki prac związanych z symulacja schematu płynięcia metalu i zjawisk cieplnych w procesie kucia na gorąco w trzech różnych narzędziach kuźniczych. rezultaty badań uzupełniono o prognozowanie powstawania pęknięć ciągliwych podczas kucia. Analizę numeryczna wykonano z wykorzystaniem programu DEFORM 3d. porównanie teoretycznych i eksperymentalnych rezultatów badań wskazuje na możliwość zastosowania opracowanego modelu do badania odkształceń i prognozowania pękania materiału podczas kucia stali narzędziowej na gorąco.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych polikrystalicznego tantalu przy bardzo dużej prędkości odkształcania (7,5x104 s-1). Pomiary zostały przeprowadzone z wykorzystaniem stanowiska do badań metodą bezpośredniego uderzenia w próbkę, które było wyposażone w pręt transmitujący o średnicy 3 mm. Badane próbki miały kształt walcowy o średnicy 1,5 mm i długości 0,55 mm. W celu prześledzenia zjawisk zachodzących w trakcie procesu deformacji próbki i oceny ich wpływu na końcowy wynik pomiaru opracowano w środowisku ABAQUS model numeryczny stanowiska. Wymiary stanowiska, jak i parametry testu zastosowane w obliczeniach, były takie, jak dla badań z wykorzystaniem DICT (ang. Direct Impact Compression Test - metoda bezpośredniego uderzenia w próbkę). Wyniki symulacji komputerowej wykazały bardzo dużą zgodność z wynikami eksperymentalnymi, co pozwala stwierdzić, że metoda elementów skończonych dobrze odwzorowuje zachowanie stanowiska i może być wykorzystana w analizach przyczyn powstawania błędów pomiaru naprężenia plastycznego płynięcia.
EN
The paper presents the results of tests on polycrystalline tantalum at very high strain rates (7.5x104 s-1). The measurements were carried out using miniaturized Direct Impact Compression Test (DICT) method. The transmitting bar diameter was 3mm, and the tested specimens were cylindrical shape of 1.5 mm diameter and 0.55 mm thickness. A numerical model of the testing stand was developed in the ABAQUS environment to trace the phenomena occurring during specimen deformation and to evaluate their influence on the final result. The test stand dimensions and the test parameters used in the calculations were this same as for DICT experiments. The results of computer simulations demonstrated good agreement with experimental results, which proves that the Finite Element Method (FEM) reproduces well the behavior of the stand and can be applied in analyses performed to find the reasons of errors in plastic stress flow measurements.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
V článku sa zaoberáme numerickou analýzou kontaktných napätí pod tuhými a ohybnými plošnými (kruhovými, štvorcovým a pásovým) základmi. Analýza je zameraná na vplyv tuhosti a väzby na veľkosť zvislých normálových a šmykových napätí.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Development of the rheological model of copper based alloys, accounting for the state of the solid solution prior to deformation, is the objective of the paper. Two alloys are considered, Cu-1%Cr and Cu-0.7%Cr-1%Si-2%Ni. Plastometric tests were performed at various temperatures and various strain rates. Different preheating conditions before the tests were applied aimed at investigation of the effect of the initial microstructure on the flow stress. Three different rheological models for the investigated alloys were developed using inverse analysis of the tests results. Accuracy of the inverse analysis for various models was compared and the best model was selected. This model allowed comparison of the flow stress for various preheating schedules at different temperatures and strain rates, including also those which were not applied in the plastometric tests. Developed models were implemented into the finite element code FORGE based on the Norton-Hoff visco-plastic flow rule and simulations of forging of the alloys were performed.
PL
Celem pracy było opracowanie modelu reologicznego dla stopów miedzi uwzględniającego stan początkowy materiału przed odkształcaniem. W ramach pracy dokonano analizy dwóch stopów: Cu-1%Cr i Cu-0.7%Cr-1%Si-2%Ni, dla których wykonano próby plastometryczne w szerokim zakresie temperatur i prędkości odkształcania. Wpływ początkowej mikrostruktury materiału na wartość naprężenia uplastyczniającego badano na podstawie różnych schematów nagrzewania zastosowanych przed odkształcaniem. Wybrano trzy równania opisujące naprężenie uplastyczniające dla stopów miedzi oraz przeprowadzono obliczenia metodą odwrotną dla identyfikacji parametrów tych równań. Ostatecznie wybrano model, dla którego zaobserwowano najmniejszy błąd pomiędzy danymi doświadczalnymi a obliczonymi na podstawie równania. Przyjęty model pozwolił na ocenę zachowania się materiału przy zastosowaniu różnych schematów nagrzewania i poddanym odkształcaniu w szerokim zakresie temperatur i prędkości odkształcania, uwzględniając również te warunki, które nie były stosowane w próbach plastometrycznych. Opracowany model został zaimplementowany w programie elementów skończonych FORGE i wykonano symulacje procesu.
W oparciu o badania zmęczeniowe w złożonym stanie odkształcenia stopu aluminium, w zakresie bardzo ma- łej liczby cykli, w pracy zaproponowano wyrażenie na odkształcenie ekwiwalentne. Kryterium to bazuje na płaszczyźnie krytycznej wyznaczonej w oparciu o funkcję rodzaju materiału. Dzięki temu zaproponowany model jest słuszny zarówno dla materiałów sprężysto-kruchych, jak i sprężysto-plastycznych. Wyznaczona w ten sposób amplituda ekwiwalentna dla złożonych proporcjonalnych i nieproporcjonalnych stanów obciążenia mieści się w paśmie rozrzutu o takim samym współczynniku jak dla prostych stanów obciążenia.
EN
The paper presents a new expression of the equivalent strain, formulated on the basis of fatigue tests of the aluminium alloy performed under complex strain state in the case of a very low number of cycles. This criterion uses the critical plane deter- mined on the basis of the material kind function. Thus, the pro- posed model is right for both elastic-brittle and elastic-plastic materials. The equivalent amplitude determined for complex proportional and non-proportional loadings states is included into the scatter band of the same coefficient as in the case of simple loadings.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Stosując technikę powolnego odkształcania ze stałą szybkością, zbadano kruchość wodorową próbek żelaza Armco i stali wysokowytrzymałej AISI 1095, ładowanych wodorem wydzielanym katodowo z 0,1 M roztworu NaOH. Określono udział wodoru w niszczeniu próbek oraz rolę dynamicznego odkształcania na przebieg kruchości wodorowej.
EN
Hydrogen embrittlement of Armco iron and high-strength AISI 1095 steel specimens, cathodically charged with hydrogen in 0.1 M NaOH solution, was studied using the slow constant strain rate technique. The share of hydrogen in the damage of specimens and the role of the dynamic straining in the progress of hydrogen embrittlement were determined.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono analizę technologii kucia swobodnego z wykorzystaniem makroskopowych efektów mikropasm ścinania pod kątem technologicznej efektywności i wysokiej jakości odkuwek. Do symulacji schematu płynięcia metalu w procesie kucia wykorzystano metodę elementów skończonych z zastosowaniem lepko-plastycznego modelu odkształcanego ciała. Analizę numeryczną wykonano z wykorzystaniem programu QFORM 3D w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia. Przedstawiono konstrukcje kowadeł kuźniczych oraz opracowaną odpowiednią metodykę kucia, która prowadzi do silnej koncentracji dodatkowych odkształceń postaciowych, tzw. mikropasm ścinania. Podano przykładowe wyniki badań, które obejmują rozkłady intensywności odkształcenia, naprężenia średniego i temperatury na powierzchniach poprzecznych przekrojów odkuwek.
EN
In this study the forging technology analysis with use of macroscopic effects of micro-shear bands regarding technological efficiency and high quality of forgings has been presented. Finite Elements Method and visco-plastic model of the deformed element have been used to simulate metal flow in forging process. The numerical analysis was performed on QFORM programme in the three-dimensional deformation state. In the paper constructions of the shaped dies was introduced together with the adequate forging methodology leading to strong concentration of the additional non-dilatation strains as thin transcrystalline layers - micro-shear bands. Some results of the investigations including the strain, stress and temperature distribution on the intersections surface of the forging have been presented.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents a study of elastic buckling of a porous cylindrical panel subjected to axial compression or pressure. The material of the panel is made of an isotropic porous metal. Porosity of the metal varies across the thickness of the panel with its mechanical properties varying accordingly. The modulus of elasticity is minimal on the middle surface of the cylindrical panel and takes maximal values at its top and bottom surfaces. A nonlinear hypothesis of deformation of a plane cross section of the shell is assumed. Based on the theorem of minimum total potential energy the system of differential equations and suitable boundary conditions are obtained. The system is solved analytically and critical load and pressure are determined. Results of the solution, i.e., The critical load and critical pressure of selected shells by means of the FEM (ANSYS) are verified.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.