Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Experimental identification of cracked rotor system parameters from the forward and backward whirl responses

Shravankumar C., Tiwari Rajiv

Archive of Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. LXVI, nr 3

329--353

EN

In the present work, an experimental investigation of a transverse fatigue crack has been carried out. A mathematical modelling of cracked rotor system along with the measured vibration is used to find crack parameters that not only detect the fault but also quantify it. Many experimental studies on cracks considered the crack as a slit or notch, which remains open. However, such flaws do not mimic a fatigue crack behavior, in which crack front opens and closes (i.e., breathes in a single revolution of the rotor). The fatigue crack in rotors commonly depicts 2× frequency component in the response, as well as higher frequency components, such as 3×, 4× and so on. In rotors, both forward and backward whirling take place due to asymmetry in rotor, and thus the fatigue crack gives the forward and backward whirl for all such harmonics. A rotor test rig was developed with a fatigue crack in it; rotor motions in two orthogonal directions were captured from the rig at discrete rotor angular speeds using proximity probes. The directional-spectrum processing technique has been utilized to the measured displacements to get its forward and backward whirl components. Subsequently, it is executed in a mathematical model-based estimation procedure to obtain the crack forces, residual unbalances, and remaining rotor system unknown variables. Estimation of crack forces during rotation of the shaft gives its characteristics, which can be used further to develop newer crack models.

2

Wpływ karbu na zmiany wartości współczynnika intensywności naprężenia podczas wzrostu pęknięć zmęczeniowych

Faszynka S., Rozumek D.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2015

|

z. 106

47

PL

W pracy przedstawiono wpływ promienia zaokrąglenia dna karbu na zmiany zakresu współczynnika intensywności naprężenia przy badaniu prędkości wzrostu pęknięć zmęczeniowych. Do badań zastosowano próbki o przekroju poprzecznym prostokątnym wykonane ze stopu aluminium PA6 (EN AW-2017A). Próbki posiadały nacięty centrycznie karb zewnętrzny, jednostronny o promieniu zaokrąglenia dna karbu od 0,2 do 22,5 mm. Badania rozwoju pęknięć zmęczeniowych przy zginaniu i proporcjonalnym zginaniu ze skręcaniem przeprowadzono na maszynie zmęczeniowej MZGS-100. Wszystkie badania zmęczeniowe realizowano przy kontrolowanej amplitudzie momentu M = 15,84 Nm, przy stałej wartości współczynnika asymetrii cyklu R = -1 oraz zakresie częstotliwości obciążenia 28,4 Hz.

3

Observations on fatigue crack growth and fatigue life of riveted lap joints

Skorupa A., Skorupa M., Machniewicz T., Korbel A.

Mechanics and Control

|

2012

|

Vol. 31, no. 3

108--114

EN

Effects of variables related to design and production of riveted lap joints representative of longitudinal sheet connections for a pressurized transport aircraft fuselage were experimentally investigated. The specimens from an aircraft Al alloy D16 Alclad sheets of three different thicknesses (1.9, 1.2 and 0.8 mm) were assembled under load control using round head rivets and rivets with the compensator from a P24 Al alloy. For the joints from 1.9 mm thick sheets fatigue tests indicated a dependency of the crack initiation site and crack path on the squeeze force level and on the rivet type. At the same time, increasing the squeeze force led to improved fatigue properties of the joints, specimens assembled using the rivets with the compensator showing fatigue lives consistently longer than joints with the round head rivets. All observed trends have been explained based on hole expansion and load transfer measurements. For thin sheets connected using the round head rivets, local deformations and indentations under the driven rivet head promoted crack initiation and failure in the adjacent sheet. Fatigue test results indicated that the detrimental effect of this type imperfections could outweigh the benefits associated with a decrease in secondary bending due to thinning the sheets. The rivets with the compensator were observed to cause significant local imperfections beneath the manufactured head, which adversely affected the joint fatigue performance.

PL

Sposób zniszczenia i wytrzymałość zmęczeniowa połączeń zakładkowych stosowanych w lotnictwie zależy od wielu czynników technologicznych i konstrukcyjnych, a w szczególności od rodzaju nitu i siły jego zakuwania oraz grubości łączonych blach. W artykule omówiono te zagadnienia na przykładzie blach o różnych grubościach z lotniczego stopu aluminium D16, połączonych zakładkowo za pomocą nitów z łbem kulistym ze stopu PA24. Próbki połączeń poddawane były stałoamplitudowym obciążeniom zmęczeniowym przy różnych poziomach naprężeń nominalnych. Wykazano, że wraz ze wzrostem siły zakuwania nitów rośnie trwałość zmęczeniowa połączenia, a tor pęknięcia oddala się od przekroju netto blachy. Zaobserwowano, że pęknięcia zmęczeniowe pojawiają się w blasze, w której ekspansja otworów nitowych jest mniejsza, co z kolei zależy od rodzaju nitu. Trendy te wyjaśniono na podstawie wyników pomiarów ekspansji otworów nitowych wypełnionych nitami zakutymi przy użyciu różnych sił oraz z uwzględnieniem wyznaczonego eksperymentalnie względnego udziału poszczególnych rzędów nitów w transferze obciążenia. Stwierdzono, że nity z kompensatorem nie są odpowiednie do łączenia cienkich blach; w trakcie zakuwania powstają znaczne deformacje złącza obniżające jego własności zmęczeniowe.

4

Rozwój ścieżek pękania zmęczeniowego przy różnych stosunkach zginania do skręcania

Marciniak Z., Rozumek D., Bodnar G.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2010

|

R. 107, z. 3-M

87-96

PL

Artykuł zawiera wyniki badań doświadczalnych na próbkach o przekroju prostokątnym wykonanych ze stali 10HNAP (S355J2G1W). Stosunek wysokości próbki do szerokości wynosił 1,5. Badania na zginanie ze skręcaniem prowadzone były przy stosunku amplitudy momentów zginającego do skręcającego M[ag]/M[as] = 0,47; 0,94; 1,87 i częstotliwości obciążenia 26,5 Hz. Całkowity moment M[(t)]=[pierwiastek]M[s][^2](t) + M[g][^2](t) indukowano siłami na ramionach o długości 0,2 m. Jednostronnie utwierdzone próbki badano przy cyklicznym zginaniu ze skręcaniem przy różnych amplitudach momentu zginającego M[ag] = 5,64; 10,17; 15,38 N x m i momentu skręcającego M[as] = 8,23; 10,89, 12,08 N x m. Rozwój ścieżek pękania był obserwowany na powierzchni próbki metodą optyczną.

EN

The paper presents the experimental results concerning fatigue crack paths in the plate specimens made of 10HNAP (S355J2G1W) steel. The specimens have rectangular cross sections of the ratio of height to width equal to 1.5. The tests were realized at a fatigue test stand MZGS-100Ph where the ratio of torsion moment to bending moment was M[B](t)/M[T](t) = 0.47, 0.94, 1.87 and loading frequency was 26.5 Hz. The total moment M[(t)]=[ square root]M[s][^2](t) + M[g][^2](t) was generated by force on the arm 0.2 m in length. Unilaterally restrained specimens were subjected to cyclic bending with torsion with the different amplitudes of bending moment M[aB] = 5.64, 10.17, 15.38 N x m and torsion moment M[aT] = 8.23, 10.89, 12.08 N x m. Crack paths was observed on the specimen surface with the optical method.

5

Wpływ natleniania stopu tytanu Ti-6Al-4V na rozwój pęknięć zmęczeniowych

Hepner M., Rozumek D.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2007

|

Vol. 321, z. 89

73-74

PL

Praca zawiera wyniki badań doświadczalnych rozwoju pęknięć zmęczeniowych próbek z karbem w warunkach zmiennego zginania. Badano próbki płaskie z koncentratorem naprężeń w postaci zewnętrznego jednostronnego karbu ostrego, a następnie prowadzono analizę rozwoju pęknięć w układzie strukturalnym materiału. Do badań zastosowano typowy stop dwufazowy aluminiowo-wanadowy Ti-6A1-4V (oznaczenie firmowe IMI318, zawierający: Al-6,12%, V-3,94%, Cr-0,01%, Ti-reszta) o twardości 373HV0,i. Próbki płaskie z jednostronnym karbem ostrym poddano natlenianiu w temperaturze 900°C w czasie 2 godzin. Natlenianie prowadzono w piecu elektrycznym w atmosferze gorącego powietrza, a następnie próbki chłodzono wraz z piecem. W wyniku wysokotemperaturowego natleniania tytanu i jego stopów powstaje na powierzchni nie tylko zgorzelina, złożona głównie z TiO2 i A12O3, ale również część tlenu dyfunduje poprzez warstwę tlenków i rozpuszcza się w metalicznym podłożu powodując znaczny wzrost twardości zależny od ilości rozpuszczonego tlenu. Tytan a o strukturze heksagonalnej zwartej jest w stanie rozpuścić w swej sieci maksymalnie 34% atomowo (14% wagowo) tlenu. Po 2 godzinach natleniania w powyższych warunkach uzyskano łatwo odpryskującą zgorzelinę oraz roztwór stały tlenu w metalicznym podłożu o koncentracji 14,8% atomowo tlenu, czego wynikiem była wysoka twardość około 800HVQ,I na powierzchni próbki (powierzchnia była mierzona po usunięciu warstwy tlenków). Umocnienie materiału zmniejszało się wraz z odległością od powierzchni zewnętrznej próbki i było stwierdzone jeszcze na głębokości 100 jj,m. Badania rozwoju pęknięć zmęczeniowych prowadzono dla materiału wzorcowego, którym był stop Ti-6 A1-4V oraz na próbkach poddanych natlenianiu. Porównując trwałość badanego stopu przed i po obróbce natleniania stwierdzono około 3 krotny jej wzrost. Główne pęknięcie rozwijało się w płaszczyznach największych naprężeń normalnych zarówno dla stopu przed i po obróbce cieplno-chemicznej. Na przełomach przeważają pęknięcia transkrystaliczne przez ziarna fazy a, ale obserwowano również pęknięcia po granicach ziaren. W obydwu przypadkach występowały również wtórne (krótkie) pęknięcia, które rozwijały się od pęknięcia głównego. W przypadku stopu bez natleniania zauważono, że cechą charakterystyczną pęknięć krótkich jest ich różnokierunkowość względem osi próbki. Natomiast w przypadku stopu po obróbce, zauważono ponadto w warstwie natlenionej siatkę rozwijających się pęknięć w postaci półeliptycznej na całej powierzchni od głównego pęknięcia na odległość około 700 ^m.

6

Quasi-statyczny model płynu zamkniętego w pęknięciu w strefie kontaktu

Bogdański S., Lewicki P.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Mechanika

|

2003

|

Z. 78

27-36

PL

W pracy przedstawioni quasi-statyczny model płynu zamkniętego usytuowanego w strefie kontaktu toczno-ślizgowego. Model ten wykorzystany został do wyznaczenia oddziaływania płynu na ścianki pęknięcia i w dalszej kolejności do określenia wpływu tego oddziaływania na wytężenie jego frontu. W obliczeniach zastosowano interacyjną metodę poszukiwania stanów równowagi pomiędzy płynem i strukturą dla kolejnych położeń obciążenia względem pęknięcia. Wyniki w postaci historii zmian ciśnienia w płynie zamkniętym oraz zmian współczynników intensywności naprężeń, a także wyznaczonych prędkości rozwoju pęknięcia przedstawiono dla dwóch długości pęknięcia.

EN

The paper presents an analysis of the influence of fluid entrapment effect on the growith of RCF crack with the use of a new method basing on the consecutive equilibrium states of crack. The stress intensity factors and crack propagation rates were calculated for different volumes of entrapped fluid. The results were obtained for two crack lengths.