Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Role of materials design in maintenance engineering in the context of industry 4.0 idea

Dobrzański L. A.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2019

|

Vol. 96, nr 1

12--49

EN

Purpose: The paper presents the issues of designing the maintenance of materials and products in accordance with the idea of Industry 4.0. The author's views on the need for augmentation of the Industry 4.0 model were also presented, as well as the author's original concept that hybrid activities in predictive maintenance and condition-based maintenance should be preceded by designing material, maintenance & manufacturing 3MD at the stage of the product's material designing and technological designing. The 3MD approach significantly reduces the frequency of assumed actions, procedures and resources necessary to remain the condition of this product for the longest possible time, enabling it to perform the designed working functions. Examples of own advanced research on several selected, newly developed materials, used in very different areas of application, confirmed the validity of the scientific hypothesis and the relationship between the studied phenomena and structural effects and the working functions of products and their maintenance and indicated that material design is one of the most important elements guaranteeing progress production at the stage of Industry 4.0 of the industrial revolution. Design/methodology/approach: The author's considerations are based on an extensive literature study and the results of the author's previous study and empirical work. Each of the examples given required the use of a full set of research methods available to modern material engineering, including HRTEM high-resolution transmission electron microscopy. Findings: The most interesting intellectual achievements contained in the paper include presentations of the author's original concepts regarding the augmentation of the Industry 4.0 model, which has been distributed so far, which not only requires augmentation but is actually only one of the 4 elements of the technology platform of the extended holistic model of current industrial development, concerning cyber-IT production aided system. The author also presents his own concept for designing material, maintenance and manufacturing 3MD already at the stage of material and technological design of the product, eliminating many problems related to product maintenance, even before they are manufactured and put into exploitation. Detailed results of detailed structural researches of several selected avant-garde engineering materials and discussion of structural changes that accompanying their manufacturing and/or processing are also included. Originality/value: The originality of the paper is associated with the novelty of the approach to analysing maintenance problems of materials and products, taking into account the requirements of the contemporary stage of Industry 4.0 development. The value of the paper is mainly associated with the presentation of original issues referred to as findings, including the concept of augmentation of the Industry 4.0 model and the introduction and experimental confirmation of the idea by designing material, maintenance and manufacturing 3MD.

2

Porównanie prędkości pękania przy zmiennym rozciąganiu i zginaniu stali 18G2A

Rozumek D.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2002

|

z. 74

109-117

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych rozwoju pęknięć zmęczeniowych przy rozciąganiu i zginaniu próbek ze stali 18G2A dla różnych wartości obciążenia średniego. Do badań na rozciąganie użyto próbek płaskich ze środkowym, symetrycznym koncentratorem naprężenia w postaci otworu z bocznymi karbami, a przy zginaniu badano próbki płaskie z koncentratorem naprężeń w postaci zewnętrznego jednostronnego karbu ostrego. Badania prowadzono przy współczynniku asymetrii cyklu R = - 1; -0,5; 0. Wyniki badań doświadczalnych opisano nieliniowym związkiem zawierającym zakres całki J. Przeprowadzone badania doświadczalne wykazały, że wzrost wartości średniej powodował wzrost prędkości pękania zmęczeniowego zarówno dla rozciągania i zginania. Prędkości pękania zmęczeniowego były większe przy rozciąganiu niż przy zginaniu za wyjątkiem obciążenia wahadłowego, gdzie prędkości pękania były porównywalne.

EN

The paper contains the results of tests on fatigue crack growth under tension and bending of specimens made of 18G2A steel, for different mean loading value. For tests under tension plane specimens with central, symmetric stress concentrator in the from of slot were used, while for bending plane specimens with external unilateral V-notch as stress concentrator were tested. The tests were done under the constant stress ratio, which accounted for R = -1; -0,5; 0. The results of the experimental tests have been described by a nonlinear formula based on J-integral range. The tests have shown that the increase of the mean value caused the increase in the rate of fatigue crack growth for tension and bending. Fatigue crack rate was bigger under tension than under bending except for oscillatory loading, where the crack rates were comparable.

3

Badania wpływu parametrów szeregu pęknięć w warstwie wierzchniej na amplitudy WIN w trakcie przetaczania obciążenia

Olzak M., Stupnicki J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Mechanika

|

2001

|

Z. 73

37-44

PL

Praca przedstawia wyniki numerycznych badań Współczynników Intensywności Naprężenia (WIN) dla przypadku bieżni z pojedynczym lub powtarzającymi się krótkimi pęknięciami (a=0,75 mm) pod obciążeniem kontaktowym toczącego się walca.W analizie uwzględniono obciążenia normalne i styczne, naprężenia od zginania i naprężenia własne bieżni. Wyniki obliczeń wskazują na niebezpieczeństwo rozwoju nawet krótkich pęknięć i niekorzystny wpływ obciążeń trakcyjnych.

EN

Paper presents the results of numerical calculation of Stress Intensity Factor (SIF s) for the case of race way with single or serial short cracks ( a=0,75mm) under rollingcontact load.Normal and tangential loads as well as bending stresses for the rail and residualstresses were taken into account. The results proved that even short cracks have tendency to develop and indicated damaging effect of traction loads.

4

Wpływ obciążenia średniego na prędkość pękania w stali 10HNAP przy zmiennym zginaniu

Gasiak G., Rozumek D., Lachowicz C.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2001

|

z. 66

95-123

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych rozwoju pęknięć zmęczeniowych przy zginaniu próbek mocowanych wspornikowo ze stali 10HNAP dla różnych wartości obciążeń średnich. Do badań użyto próbek płaskich z koncentratorem naprężeń w postaci jednostronnego karbu ostrego. Badania prowadzone były na maszynie zmęczeniowej MZGS-100 przy częstotliwości zmian obciążenia 28,8 Hz. Podczas badań utrzymywano stały współczynnik asymetrii cyklu R w zakresie od -1 do 0,5. Wykazano, że przy zmianie współczynnika asymetrii cyklu z R = -0,5 na R = 0,5 prędkość pękania wzrasta. Wykazano również obniżenie trwałości zmęczeniowej materiału przy wzroście obciążenia średniego. Przedstawione w pracy modele analityczne dają wyniki zbieżne z eksperymentalnymi.

EN

The paper contains the results of tests on fatigue crack development under bending of specimens made of 10HNAP steel, one-sided restrained, for differnt mean loading. Plane specimens with one-sided sharp notch stress concentrator were tested. The tests were done on the fatigue stand MZGS-100 under the loading change frequency 28,8 Hz. While testing the constant stress ratio R in the range from - 1 to 0,5 was kept. It has been shown that the crack rate increases when the stress ratio is changed from R = - 0,5 to R = 0,5. There has also been shown the decrease of the material fatigue life while the mean loading increases. The analytical models presented in the paper give corvergent results to the experimental ones.

5

Badania odporności na pękanie stali metodą Small Punch Test (SPT)

Siurek P.

Energetyka

|

2001

|

nr 11

657-659

6

Modelowanie ciągliwego pękania stali w próbce zwartej

Jackiewicz J.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

1999

|

z. 10

153-158

PL

Modelowanie ciągliwego pękania stali w próbce zwartej zostało przeprowadzone w celu odtworzenia ustalonej na drodze doświadczalnej krzywej odporności materiału na pękanie J (Δα). Do realizacji tego celu wykorzystano hybrydowy model pękania stali, będący połączeniem symulacji komputerowej przy wykorzystaniu metody elementów skończonych z badaniami eksperymentalnymi przeprowadzonymi w skali makroskopowych efektów wywołanych przez mikrouszkodzenia stali. Wyniki numerycznych symulacji zostały porów'nane z wynikami prób eksperymentalnych. Ponadto, przedstawiono ograniczenia w zastosowaniu metody całki Rice'a J do opisu krzywych odporności materiału na pękanie.

EN

Modelling of steel ductile cracking in a compact tension specimen is carried out to predict a crack growth resistance curve, J (Δα) obtained from the experimental data. To achieve this goal a hybrid model of steel cracking is used, which is composed of the finite element simulation combined with the macroscopic experimental test. This model affords possibilities for the determination of macroscopic effects of the steel micro-defects. The obtained results of numerical simulations are compared with the experimental data. Moreover, limitations on the applicability of the ę integral approach to the description of crack growth resistance curves are presented.

7

Zmiany struktury i własności mechanicznych w stalach i staliwach eksploatowanych w podwyższonych temperaturach

Stachura S.

Energetyka

|

1999

|

nr 2

109-115

8

Nielokalna analiza procesu pękania stali w różnych temperaturach

Jackiewicz J.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

1998

|

z. 6

133-138

PL

Problematyka pracy jest związana z badaniem aspektów rozwoju uszkodzeń w materiałach sprężysto-plastycznych elementów konstrukcji eksploatowanych w różnych temperaturach. Procedura całkowania równań konstytutywnych względem czasu dla zagadnień z zakresu teorii niesprężystości materiałów nieściśliwych i ściśliwych przy uwzględnieniu złożonego modelu wzmocnienia izotropowo-kinematycznego stanowi istotny element w prezentowanej pracy. Algorytmy całkowe tej procedury spełniają postulat obiektywności materialnej i są niewrażliwe na zakładaną długość kroku obliczeniowego dla względnie dużych przyrostów. Przedstawione w artykule sformułowania zostały wykorzystane do nielokalnej analizy w zakresie odkształceń skończonych zjawiska niesprężystego płynięcia materiału, które zależy od ewolucji jego uszkodzenia, prędkości narastania odkształcenia plastycznego i temperatury.

EN

The subject of this work is an investigation of a complexion of damage evolution in elastic-plastic materials of structural components, which are utilized in various temperatures. The procedure to time integrate incompressible and compressible inelastic constitutive equations with combined kinematic-isotropic hardening model is an important element of this work. The integration algorithms of this procedure satisfy the objectivity requirements and no oscillatory behaviour is observed for relatively large increments. Within the framework proposed in this paper, formulations have been applied to non-local analysis of large deformation inelastic flow of materials determined by the damage evolution, the strain rate and temperature.