PL
 |
EN
Ograniczanie wyników
Czasopisma help
  1. 14 Tribologia
  2. 4 Zagadnienia Eksploatacji Maszyn
  3. 3 Journal of KONES
  4. 2 Scientific Problems of Machines Operation and Maintenance
  5. 1 Archive of Mechanical Engineering
Więcej...
Autorzy help
  1. 17 Wierzcholski K.
  2. 12 Miszczak A.
  3. 2 Chizhik S.A.
  4. 2 Krupicz B.
  5. 2 Wierzcholski Krzysztof
Więcej...
Lata help
  1. 1 2021
  2. 1 2020
  3. 3 2019
  4. 5 2018
  5. 1 2014
Więcej...
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 40

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  siły tarcia
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
1
Content available On random expected values variations of tribology parameters in human hip joint surfaces
Wierzcholski Krzysztof, Gospodarczyk Jacek
Tribologia
|
2021
|
nr 3
45--56
EN
This paper presents recent progress in the knowledge concerning the stochastic theory of bio- hydrodynamic lubrication with a phospholipids bilayer. On the basis of experimental measurements and analytical solutions, the research concerns the determination of the random expectancy values of load carrying capacity, the friction coefficient, and synovial fluid dynamic variations. After numerous measurements, it directly follows that the random density function of the gap height in the human joint usually indicates a disorderly increases and decreases in the height. Such irregular gap height variations have an important influence on the random synovial bio-fluid dynamic viscosity. This finally leads to the friction coefficient and cartilage wear changes of cooperating bio- surfaces. The main topic of this paper relates to the expectancy values of the tribology parameters localized inside the variable stochastic standard deviation intervals of the human joint gap height. The results obtained finally indicate the influence of the random roughness and growth of living biological cartilage surfaces on the expectancy values of the synovial fluid dynamic viscosity, load carrying capacity and friction forces in human hip joints.
PL
Niniejsza praca przedstawia ostatnie osiągnięcia wiedzy w zakresie losowej teorii biohydrodynamicznego smarowania z udziałem fosfolipidów. Badania dotyczą losowych wartości oczekiwanych dla nośności, współczynników tarcia, zmian lepkości dynamicznej cieczy synowialnej, przeprowadzone na podstawie pomiarów doświadczalnych i obliczeń analitycznych. Z przeprowadzonych pomiarów doświadczalnych wynika, że losowa funkcja gęstości wysokości szczeliny w stawach człowieka wykazuje zazwyczaj nieprzewidywalne zmiany wysokości szczeliny. Takie nieregularne zmiany mają istotny wpływ na wartość lepkości cieczy biologicznej. Dlatego zmienia się współczynnik tarcia oraz zużycie biopowierzchni. Głównym celem pracy jest wyznaczenie losowej wartości oczekiwanej parametrów tribologicznych umiejscowionych wewnątrz zmiennego losowego przedziału odchylenia standardowego wysokości szczeliny stawu człowieka. Końcowe rezultaty uzyskane w pracy wykazują wpływ losowych chropowatości oraz wzrostu żywych powierzchni chrząstki stawowej na losowe wartości oczekiwane lepkości dynamicznej cieczy synowialnej, nośności, siły tarcia w stawie biodrowym człowieka.
2
Porównanie wybranych metod pomiaru prędkości liniowej taśmy
Bortnowski Piotr, Gładysiewicz Lech, Król Robert, Ozdoba Maksymilian
Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze
|
2020
|
Nr 2/3
6--15
PL
Sprzężenie ciernego w taśmowym napędzie pośrednim istotnie zależy od prędkości poślizgu pomiędzy cięgnem pędzonym i pędzącym. W badaniach poszukiwana jest zależność przekazywanej siły tarcia od prędkości poślizgu. Wymagana przy tym jest duża dokładność pomiaru prędkości liniowej taśmy. W artykule przedstawiono wyniki testowania aparatury do dokładnych pomiarów tej wielkości. Najbardziej przydatna okazała się metoda, wykorzystującą szybką kamerę poklatkową.
EN
The friction force in the intermediate belt drive significantly depends on the slip speed between the intermediate drive belt and the main conveyor belt. In research, the relationship between the frictional force and slip speed is sought. In this case, a high accuracy of linear belt speed measurement is required. This article shows the results of the testing apparatus for accurate measurements of slip speed. The most useful method turned out to be a method with a high-speed camera.
3
Content available Determination of Random Friction Forces on the Biological Surfaces of a Human Hip Joint with a Phospholipid Bilayer
Wierzcholski Krzysztof
Tribologia
|
2019
|
nr 2
131--142
EN
The paper presented concerns a new mathematical form of the stochastic theory of hydrodynamic friction forces occurring on real human hip joint surfaces with a phospholipids bilayer. This paper particularly presents a new review of stochastic analytical considerations realized by the authors for friction forces estimation during hydrodynamic lubrication of biological surfaces performed on the basis of the gap height measurements in the human hip joint. After numerous experimental measurements, it directly follows that the random unsymmetrical increments and decrements of the gap height of human joints have an important influence on the load carrying capacities and finally on the friction forces and wear of cooperating cartilage surfaces. The main topic demonstrates the impact of the variations of expectancy values and the standard deviation of the human joint gap height on the friction forces occurring in the human joint. Moreover, an evident connection is observed between the apparent dynamic viscosity and the features of the cartilage surface coated by the phospholipid cells. Hence, after the abovementioned remarks, follows the corollary that the influence of the gap height stochastic variations and random surfaces coated by the PL cells tend indirectly from the apparent viscosity into the friction force variations. The synthetic, complex elaborations of the results obtained indicate the influence of the random roughness and stochastic growth of living biological cartilage surfaces on the friction forces distribution.
PL
Celem badawczym podjętym w pracy jest wpływ zmian losowych wysokości szczeliny stawu na zmiany wartości sił nośnych oraz sił tarcia i współczynników tarcia. Do oddziaływań losowych zaliczamy między innymi: ciągłe zmiany architektury kształtów mikrochropowatości powierzchni chrząstki stawowej z udziałem komórek fosfolipidów, ciągły wzrost żywych komórek chrząstki stawowej, mikrometrowej wielkości odkształcenia hipersprężystej warstwy wierzchniej chrząstki stawowej. Głównym rezultatem pracy jest oszacowanie funkcji oczekiwanej sił tarcia i współczynników tarcia dla biołożysk w postaci ogólnych wzorów analitycznych w zależności od pomierzonych wartości funkcji gęstości prawdopodobieństwa. Według informacji autora przedstawiony w niniejszej pracy model stochastyczny układu równań ruchu i energii dla hydrodynamicznej teorii smarowania jest nowy, ponieważ ujmuje losowe zmiany wszystkich parametrów jednocześnie w odróżnieniu od dotychczasowych modeli probabilistycznych ograniczających się jedynie do zmian losowych wysokości szczeliny biołożyska. W pracy wprowadzono nowe pojęcie funkcji oczekiwanej w odróżnieniu od wartości oczekiwanej. Przedstawiony cel badawczy jest w niniejszej pracy realizowany poprzez badanie rozwiązań analitycznych stochastycznego modelu hydrodynamicznego smarowania stawu w postaci układu równań ruchu oraz przez probabilistyczną analizę parametrów smarowania stawu w zakresie odchyleń standardowych w powiązaniu z wynikami doświadczalnie pomierzonych wysokości szczeliny stawu. W pracy uwzględnia się wpływ wysokości i kształtu mikroszczeliny stawu na wartość lepkości pozornej cieczy synowialnej o własnościach nienewtonowskich w ruchu ustalonym pomiędzy dwoma współpracującymi powierzchniami chrząstek stawowych.
4
Content available Influence of the Static Loading of a Raft Unconnected to a Pile on the Pile Displacements Tested in Field Conditions
Sedin Volodymyr, Bikus Kateryna, Kovba Vladyslav, Kononov Denys, Zahilskyi Vitalii
Civil and Environmental Engineering Reports
|
2019
|
Vol. 29, no. 2
22--30
EN
We present the results of a static pile-raft interaction test in field conditions. The pile and the raft were unconnected. The static loading on the raft affected the displacements of the pile due to the skin friction. The displacements were also observed for another pile, placed at the 3-metre distance.
5
Content available remote Siły hamowania/przyspieszania w projektowaniu mostów - analiza przepisów
Ratajczak Grzegorz
Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej
|
2019
|
Nr 28
187--199
PL
W artykule omówiono przepisy techniczno-budowlane związane z wyznaczaniem sił od hamowania / przyspieszenia od rzeczywistych pojazdów kołowych mogących poruszać się po drogach publicznych w tym również mostach drogowych. Przeanalizowano zasady obliczania tych sił w oparciu o normy obciążeń mostów PN-S-85-10030 i PN-EN-1991-2. Analizą objęto również obciążenia obiektów mostowych wynikających z normy NATO STANAG 2021 oraz innych przepisów, które mogą być wskazówką lub podstawą do oceny wartości sił hamowania / przyspieszenia wynikających z norm. Analizę zakończono wskazówkami dotyczącymi zasad projektowania elementów mostów drogowych na siły hamowania / przyspieszenia zwłaszcza w odniesieniu między innymi do prawidłowego doboru łożysk mostowych.
EN
The article discusses technical and construction regulations related to the determination of braking / acceleration forces from real wheeled vehicles that can move on public roads. Special attention was put to these forces acting on road bridges. The rules for calculating of these forces based on Polish bridge load codes PN-S-85-10030 and PN-EN-1991-2 are discussed. The analysis also covered the loads of bridge structures resulting from the NATO STANAG 2021 standard and other regulations that may be an indication or a basis for assessing the values of braking / acceleration forces. The analysis was completed with guidelines on the principles of designing road bridge elements for braking/ acceleration forces, especially in relation to, among other things, the correct selection of bridge bearings.
6
Content available Impact of Adhesion and Viscosity Forces on Friction Variations in Bio-Tribological Systems
Wierzcholski K., Miszczak A.
Tribologia
|
2018
|
nr 2
139--151
EN
The classical theory of lubrication holds that the lubricant dynamic viscosity increments cause the increments of hydrodynamic pressure, as well as friction forces and wear. In the case of high values of hydrodynamic pressure, it very often has a significant impact on the friction coefficient. New achievements in the field of micro-and nano-tribology provide for new hypotheses on the decrements and increments of the friction coefficient in the case of the lubricant viscosity increments. Experimental investigations have shown that, even in the case of decrements of the friction coefficient with the lubricant viscosity increments, such decrements are very often lower than simultaneous hydrodynamic pressure increments which results in the friction force increments with the lubricant viscosity increments. In biological friction nods, we can observe a varied impact of the biological lubricant viscosity on the friction force and friction coefficient values. The abovementioned impact is caused by the adhesion and cohesion forces occurring between the biological fluid particles flowing around the phospholipid bilayer on the superficial layer of the cartilage with varied wettability and hydrogen ion concentration. The wettability (We) and power hydrogen ion concentration (pH) have a significant impact on the physiological fluid or biological lubricant viscosity variations and, as a result, on the friction forces and friction coefficient. This paper describes the abovementioned impact and the process of friction forces and friction coefficients variations in biological friction nods.
PL
Z klasycznej teorii hydrodynamicznego smarowania wynika, że wzrost lepkości dynamicznej czynnika smarującego powoduje wzrost ciśnienia hydrodynamicznego, a także wzrost sił tarcia i zużycia. W przypadku dużych wartości ciśnienia widoczny jest jego wpływ na wartość współczynnika tarcia. Intensywny rozwój mikro-i nanotribologii przyczynił się do powstania wielu hipotez odnośnie do wzrostu i malenia współczynnika tarcia wraz ze wzrostem lepkości czynnika smarującego. Badania eksperymentalne dowiodły, że nawet w przypadku malenia współczynnika tarcia ze wzrostem lepkości oleju to spadki te są na ogół na tyle mniejsze od równoczesnych wzrostów ciśnienia, co w rezultacie doprowadza do wzrostu siły tarcia ze wzrostem lepkości. W biologicznych węzłach tarcia rozmaity wpływ lepkości cieczy biologicznej na zmiany wartości sił tarcia oraz współczynnika tarcia uwidacznia się jeszcze bardziej. Wpływ ten jest powodowany dużym udziałem sił adhezji i kohezji pomiędzy cząsteczkami cieczy biologicznej opływającymi macierz komórkową dwuwarstwych fosfolipidów zalegających na chrząstce stawowej o zmiennej zwilżalności We i zmiennym stężeniu jonów wodorowych (pH). Zarówno We, jak i pH mają duży wpływ na zmiany lepkości cieczy fizjologicznej w szczególności cieczy synowialnej, które z kolei zmieniają wartości sił tarcia i współczynnik tarcia. Niniejsza praca opisuje i ilustruje mechanizm przedstawionych zmian i wpływów dla biologicznych węzłów tarcia.
7
Content available Analysis of friction joining of pressed grating flats
Krupicz B., Szybka M., Krupicz P.
Tribologia
|
2018
|
nr 2
67--72
EN
The aim of the paper is to analyse the friction forces in joints of pressed platform flat and transverse bars. Actual friction forces could have been determined based on the diagrams of force changes in the process of removal of a transverse bar from a groove in a flat bar. The paper presents diagrams of pressing and removing forces of transverse bars. The measurement of forces has been done for three distances between grooves in flat bars, i.e. 11.1 mm, 22.2 mm, and 33.3 mm. A significant variation of force values has been observed during both pressing and the extrusion of the bars. It has been assumed that one of the main causes of variation is the groove geometry. On the groove, walls there are stamp material shearing areas and breaking areas. The shearing area determines the friction force values.
PL
Celem pracy jest analiza sił tarcia w połączeniach płaskowników nośnych i poprzecznych krat prasowanych. Rzeczywiste siły tarcia można było określić z wykresów zmian sił w procesie usuwania płaskownika poprzecznego z rowka w płaskowniku nośnym. W pracy przedstawiono wykresy sił wprasowywania i usuwania płaskowników poprzecznych. Pomiaru sił dokonano dla trzech odległości rowków w płaskownikach nośnych, tj. 11,1 mm, 22,2 mm i 33,3 mm. Stwierdzono duże zróżnicowane wartości sił zarówno podczas wprasowywania, jak i wyciskania płaskowników. Przyjęto, że jedną z głównych przyczyn powstających różnic jest geometria rowków. Na ściankach rowków występuje strefa ścinania materiału stemplem oraz strefa pękania. O wartościach sił tarcia decyduje strefa ścinana.
8
Content available The experimental tests on the friction coefficient between the leaves of the multi-leaf spring considering a condition of the friction surfaces
Hryciów Z., Krasoń W., Wysocki J.
Eksploatacja i Niezawodność
|
2018
|
Vol. 20, no. 4
682--688
EN
In this study are presented the results of the simulation tests of the friction pairs occurring between the spring leaves while considering a condition of the mating surfaces and an impact of the velocity of their mutual dislocation on the values of the friction coefficients. It has been proposed a methodology in respect of a determination of the coefficients of the static and kinetic friction. Two kinds of the specimens have been prepared for the tests, which have been cut out from a spring leaf of the prototype spring – they have created the model friction pairs. The condition of the specimen surface and their selected mechanical properties have been evaluated. During the experimental tests have been considered: four sliding velocities, four variants of the surface conditions and two values of the normal load. The tests of the friction pairs have been performed at the laboratory stand for measuring the friction force. The results of the tests have been presented in a form of the time courses of friction force, graphs and tabular summaries of the friction coefficients. It has been conducted a comparative analysis of the results in order to determine an influence of the test results on the values of the determined friction coefficients. The proposed research conditions are approximate to the typical operating conditions of the road vehicles.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań symulacyjnych węzłów tarcia występujących pomiędzy piórami resoru, z uwzględnieniem stanu powierzchni współpracujących oraz wpływu prędkości ich wzajemnego przemieszczania, na wartości współczynników tarcia. Zaproponowano metodykę wyznaczania współczynników statycznych i kinetycznych tarcia. Do badań przygotowano dwa rodzaje próbek, które wycięto z pióra resoru prototypowego - tworzyły one modelowe pary cierne. Oceniono stan powierzchni próbek i wybrane właściwości mechaniczne. W badaniach eksperymentalnych uwzględniono: cztery prędkości poślizgu, cztery warianty stanu powierzchni oraz dwie wartości obciążenia normalnego. Badania par ciernych wykonano na stanowisku laboratoryjnym do pomiaru siły tarcia. Wyniki badań przedstawiono w postaci przebiegów czasowych siły tarcia, wykresów i zestawień tabelarycznych współczynników tarcia. Wykonano analizę porównawczą wyników w celu określenia wpływu warunków badań, na wartości wyznaczonych współczynników tarcia. Zaproponowane warunki badań są zbliżone do typowych warunków eksploatacyjnych pojazdów drogowych.
9
Content available Metoda wyznaczania współczynnika tarcia pomiędzy zastawą i zgarnianym obiektem w równowadze sił tarcia
Wolski M., Piątkowski T., Osowski P.
Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe
|
2018
|
R. 19, nr 6
790--794, CD
PL
W artykule przedstawiono metodę wyznaczania współczynnika tarcia pomiędzy materiałem zgarnianego obiektu i materiałem zastawy, bezpośrednio na przenośniku taśmowym, który następnie wprowadza się jako parametr w programie MES (LSDyna) dla symulacji procesu zgarniania w sortowni zautomatyzowanej. Pomija się w ten sposób konieczność stosowania dodatkowego stanowiska laboratoryjnego do wyznaczania współczynnika tarcia. Ze względu na występującą równowagę sił tarcia, model zjawiska można traktować jako statyczny, w związku z czym pomiar jest bardzo prosty i nie zależny od czasu.
EN
In this paper presents friction coefficient determination method between scraped object's material and fence material, determined directly on the conveyor belt, which then is introduced in the FEM program (LSDyna) for simulation of the scraping process in the automated sorting plant. In this case, the necessity of using an additional laboratory stand to determine the coefficient of friction is omitted. Due to the existing balance of friction forces, the model of the phenomenon can be treated as static, therefore the measurement is very simple and does not depend on time.
10
Content available 3-D computer research and comparative analysis of dynamic aspects of drum brakes and caliper disc brakes
Slavchev Y., Dimitrov L., Dimitrov Y.
Archive of Mechanical Engineering
|
2018
|
Vol. LXV, nr 2
253--276
EN
This paper presents the construction of adequate 3-D computer models for simulation research and analysis of dynamic aspects of caliper disc brakes, as well as of drum brakes, actuated by a short stroke electromagnet or a hydraulic thruster, when these brake types are used in the hoisting mechanism of cranes. The adequacy of the 3-D models has been confirmed by comparing their simulation results with results from an experiment and from classic computation a models. The classic computational models, related to the study of main dynamic features of friction brakes, are layouts that are based on a number of assumptions, such as that the braking force instantly reaches its steady-state value, the clearance between the friction lining and the disc/drum is neglected, etc. These assumptions lead to alimitation of research options. The proposed 3-D computer models improve the research layouts by eliminating a number of the classic model assumptions. The improvements are related to the determination of the braking time, braking torque, normal force and other dynamic aspects of the brakes by performing simulations that take into account: the braking force as a function of time, the presence of clearance between the friction lining and the disc/drum, etc.
11
Content available remote Numerical Analysis of the Contact Forces Generated on a „Hiload DP1” Prototype Attachment System at Calm Sea
Rutkowski G.
Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni
|
2014
|
nr 87
22--32
EN
In this paper author describes the characteristics of a Hiload Technology installed on board „Hiload DP1” unit, known as the next-generation offshore loading solution (i.e. transferred buoy) for crude oil. The core technology was built up around the patented Remora Attachment System, which is similar to the Remora fish and equipped with a „suction cup”, known as „a based attachment system”, capable of transferring several thousand tons between the „Hiload DP1” unit and the connected object i.e. the bottom of a conventional tanker. In this paper author depicts the basic characteristics of a „Hiload DP1” prototype attachment system with the operational tests and the numerical analysis of a contact forces generated on such system at calm sea.
PL
W niniejszym artykule przedstawiono krótką charakterystykę nowatorskiej technologii Hiload zastosowanej na prototypie statku nowej generacji „Hiload DP1”. Technologia ta opiera się na opatentowanym przez firmę Remora SA systemie „przyssawek dennych” (Remora Attachment System), który umożliwia sprawne dokowanie statku do burty (dna) innych jednostek morskich, umożliwiając jednostkom konwencjonalnym ich odholowanie do punktów zbornych i/lub dynamiczne ich pozycjonowanie w wyznaczonym obszarze operacyjnym, wspomagając ich operacje ładunkowe w sektorze off-shore. Istota działania systemu jest przy tym tożsama z systemem przyssawek skórnych stosowanym przez ryby remora. W artykule skupiono się na analizie numerycznej sił kontaktowych statycznych, wygenerowanych w systemie „przyssawek dennych” statku „Hiload DP1” na wodzie spokojnej.
12
Content available remote Algorithm for friction force computation in intelligent micro-pairs system
Wierzcholski K. C.
Journal of Applied Computer Science
|
2011
|
Vol. 19, nr 1
139-160
EN
The presented paper investigates the latest achievements of calculation algorithm and derivation for friction forces of intelligent micropairs, friction micro-joints and especially for friction forces of the conical, spherical, cylindrical, parabolic, hyperbolical micro-bearings particularly in HDD micro-bearings. Various bearing surfaces and oil dynamic viscosity changes in gap height directions are assumed. Author formulates one Theorem and some Corollaries where the calculation algorithm for friction forces determination was defined.
13
Content available The viscoelastic lubrication problem of micro-bearing
Wierzcholski K.
Tribologia
|
2010
|
nr 3
231-240
EN
In this paper we show the method of solving the lubrication problem occurring in cylindrical micro-bearing gap. Oil velocity components, hydrodynamic pressure and friction forces are derived. We assume complete visco-elastic non-Newtonian lubricant directly near the cooperating surfaces. Viscoelastic oil properties are described by means of Rivlin-Ericksen constitutive relations. Up to now the influences of complete visco-elastic non-Newtonian oil on the pressure and friction forces in cylindrical micro-bearing gap were not considered in analytical way. Paper elaborates analytical formulae for velocity components, pressure distributions, friction forces in cylindrical microbearings.
PL
Ze względu na bardzo małą wysokość szczeliny mikrołożyska, jak również bardzo małą grubość warstwy smarującej w mikrołożyskach ślizgowych mamy do czynienia z wpływem parametrów mechanicznych warstwy wierzchniej na wartość lepkości dynamicznej czynnika smarującego. Ten wpływ ujawnia się poprzez rozbudowane i zmodyfikowane związki konstytutywne o modelu Rivlina-Ericksena. Związki takie wprowadzone do równań ruchu cieczy smarującej wzbogacają te równania o nowe człony, które nie ulegają pominięciu po dokonaniu typowych uproszczeń łożyskowej warstwy granicznej i są związane z liczbami Deboraha, które w rozpatrywanych przypadkach nie są małe. Uwzględnienie tych członów o charakterze lepkosprężystym związanych z wpływem parametrów mechanicznych warstwy wierzchniej na lepkość czynnika smarującego przy rozwiązaniu hydrodynamicznego smarowania mikrołożysk ślizgowych został przedstawiony w pracy [L. 4]. Specyfika i odrębność warunków brzegowych w mikrołożyskach ślizgowych w porównaniu z warunkami brzegowymi aplikowanymi w klasycznym hydrodynamicznym smarowaniu polega na uwzględnieniu wpływu właściwości mechanicznych warstwy wierzchniej na przepływ czynnika smarującego w bardzo cienkiej warstewce filmu o wartościach poniżej jednego mikrometra.
14
Content available remote Adhesion influence on the oil velocity and friction forces in cylindrical microbearing gap
Wierzcholski K., Miszczak A.
Scientific Problems of Machines Operation and Maintenance
|
2010
|
Vol. 45, nr 1
71-79
EN
This paper develops the preliminary assumptions of hydrodynamic theory of lubrication for dependencies between adhesive forces and oil dynamic viscosity, oil velocities and friction forces in the micro- and nano-scale arising between two cooperating cylindrical surfaces inside super-thin cylindrical boundary layer. In cylindrical micro-bearings, the influence of adhesive forces on friction forces is visible in friction forces caused by the hydrodynamic pressure and oil flow velocity. Up to now, the influence of adhesion forces on oil velocity and friction force changes in cylindrical micro-bearing gap have not been under considered in an analytical way. In this paper, the formulas for velocity components, pressure distributions, friction forces and friction coefficients in cylindrical coordinates are derived.
PL
W przypadku walcowych mikrołożysk ślizgowych o średnicy wałka zbliżonych do 2 mm oraz dla wysokości szczelin łożyskowych około 1 mikrona mamy do czynienia z wpływem sił adhezji na zmianę lepkości dynamicznej oleju po grubości warstwy a tym samym uzyskujemy istotne zmiany wartości sił tarcia w porównaniu z siłami tarcia występującymi w klasycznym smarowaniu. Taki problem nie był do tej pory rozpatrywany na drodze analitycznej i numerycznej. Nowe wyniki dotyczą również wpływu sił adhezji na zmiany składowych wektora prędkości oleju w szczelinie walcowego mikrołożyska ślizgowego. Jak wynika z przeprowadzonych badań, wpływ sił adhezji zmienia wartości sił tarcia powodowane zarówno ciśnieniem hydrodynamicznym, jak również ruchem obrotowym czopa, a więc i prędkością przepływu oleju w szczelinie ślizgowego łożyska walcowego. Siły tarcia w kontakcie dwóch współpracujących ciał cylindrycznych są uzależnione od kierunku obciążenia rozpatrywanego węzła tribologicznego.
15
Content available remote Adhesion influence on the oil velocity and friction forces in conical microbearing gap
Wierzcholski K., Miszczak A.
Scientific Problems of Machines Operation and Maintenance
|
2010
|
Vol. 45, nr 1
61-69
EN
This paper develops the preliminary assumptions of the hydrodynamic theory of lubrication for dependencies between adhesive forces and oil dynamic viscosity, oil velocities and friction forces in the micro- and nano-scale arising between two cooperating conical surfaces and inside super thin conical boundary layer. In conical micro-bearings, the influence of adhesive forces on friction forces is visible in friction forces caused by the hydrodynamic pressure and oil flow velocity. Up to now, the influence of adhesion forces on oil velocity and friction force changes in the conical micro-bearing gap were not considered in an analytical way. In this paper, we derived the formulas for velocity components, pressure distributions, friction forces, and friction coefficients in conical coordinates.
PL
Do tej pory nie był rozpatrywany na drodze analitycznej wpływ adhezji oraz zmiennej od sił adhezji lepkości dynamicznej oleju na rozkłady prędkości oleju oraz siły tarcia powstające w szczelinach stożkowych mikrołożysk ślizgowych. Niniejsza praca przedstawia nowe wyniki dotyczące wpływu sił adhezji na zmiany składowych wektora prędkości oleju w szczelinie stożkowego mikrołożyska ślizgowego, a także na zmiany wartości sił tarcia powodowane siłami adhezji w porównaniu z siłami tarcia występującymi w klasycznym hydrodynamicznym smarowaniu. Przeprowadzone badania wykazują, że wpływ sił adhezji na zmiany wartości sił tarcia powodowane są zarówno ciśnieniem hydrodynamicznym, jak również ruchem obrotowym czopa, a więc i prędkością przepływu oleju. W pracy wykazano również, że zmiany sił tarcia od sił adhezji w dwóch współpracujących powierzchniach stożkowych są uzależnione od kierunku obciążenia.
16
Content available Temperature profiles in directional and horizontal wells - the effect of drag forces
Nguyen D., Miska S., Mengjiao Y., Mitchell R.
Wiertnictwo, Nafta, Gaz
|
2009
|
T. 26, z. 1--2
247-264
EN
Knowledge of temperature profiles in a wellbore is of considerable importance for accurate predictions of pressure losses, wellbore stability and drillstring failures. However, existing literature often neglects the effect of various heat sources on the behavior of drilling fluid temperature during different operations. In fact, the formation temperature in the vicinity of the wellbore is also affected, which could result in different formation rock behaviors and consequent wellbore stability problems. This study is conducted to examine the temperature profiles of drilling fluid and the near-wellbore formation, taking into account the effect of mechanical friction and associated heat sources. A new model is proposed that is applicable to directional and horizontal wells. The model incorporates thermal effects due to the drag forces created from the contacts between drillpipe and casing/formation during drilling and tripping operations. It has been found that the wellbore curvature (dogleg severity) is the major factor influencing temperature profiles. The model is also utilized in a number of configurations of horizontal wells to study temperature profiles behaviors. It is observed that the drilling fluid temperature is noticeably under-predicted by existing literature, and in some cases it can easily exceed the geothermal formation temperature if mechanical friction is taken into account. The proposed model and the results of this study are very useful for more accurate predictions of thermal regime it the wellbore at the design stage of well development, thereby, avoiding potential drilling fluid/drillstring over- heating and wellbore stability problems.
PL
Znajomość wyników profilowań temperatur w otworze jest niezwykle istotna dla dokładności oceny strat ciśnienia, stabilności otworu i uszkodzeń przewodu wiertniczego. Jednakże autorzy istniejącej literatury fachowej często pomijają zjawisko występowania różnych źródeł ciepła na zachowanie temperatury płuczki wiertniczej w trakcie poszczególnych operacji wykonywanych w otworze. W rzeczywistości mają one wpływ na temperaturę złoża w pobliżu otworu, co może zaowocować różnymi zachowaniami skał i wynikającymi z tego problemami ze stabilnością otworu. Przeprowadzono analizę profili temperatur płuczki wiertniczej i złoża w pobliżu otworu wiertniczego, uwzględniając zjawisko tarcia mechanicznego i związanych z tym źródeł ciepła. Zaproponowano nowy model dla otworów pionowych i poziomych. Model obejmuje zjawiska cieplne spowodowane siłami tarcia wywołanymi przez przewód wiertniczy i rury okładzinowe/formację w procesie wiercenia i zapuszczania rur. Okazało się, że krzywizna otworu stanowi główny czynnik wpływający na profile temperatur. W celu przebadania profili temperatur dany model zastosowano dla wielu konfiguracji otworów poziomych. Zaobserwowano, że w istniejącej literaturze zdecydowanie niedoszacowywano wartości temperatur płuczki wiertniczej, podczas gdy w niektórych przypadkach może ona przekroczyć wartość typową dla złoża geotermalnego, jeżeli uwzględnić mechaniczne siły tarcia. Zaproponowany model oraz wyniki badań są przydatne do dokładnego szacowania reżimu temperatur w otworze na etapie projektowania, umożliwiając tym samym uniknięcie potencjalnego przegrzania płuczki wiertniczej/ przewodu wiertniczego i problemów ze stabilnością otworu.
17
Content available remote Theoretical study of low friction forces in joint cartilage
Chizhik S., Wierzcholski K., Trushko A., Miszczak A.
Tribologia
|
2008
|
nr 2
99-106
EN
This paper presents a theoretical description of the method of determination of the low magnitude friction forces in miniature mechanical systems (MEMS) and bio-joints using the differential equations of resonant frequency. This method is based on forced vibration of a tuning fork actuator with ball indenter, where the cantilever free end movement will be described by the ordinary differential equation of second order. The Van der Paul method is introduced at time t. Variation of vibration parameters are induced through energy dissipation of indenter system which has the same friction force and visco-elastic behaviour as the sample. The behaviour of the cartilage tissue under the influence of multi-cyclic friction by steel ball micro-indenter is considered in a theoretical way. In particular case of resonance, the obtained general solutions tends toward the known relations between friction forces and amplitude.
PL
Niniejsza praca przedstawia analityczną metodę wyznaczania małych wartości sił tarcia występujących w miniaturowych układach mechanicznych typu (MEMS) oraz w biołożyskach. Metoda ta stanowi podstawę w zakresie możliwości sterowania siłami tarcia oraz pomiarem lepkosprężystych właściwości biomateriałów, a szczególnie chrząstki stawowej. Metoda analityczna bazuje na rozwiązaniu równania różniczkowego dla częstotliwości rezonansu oraz na równaniu ruchu dla wolnego końca wspornika generatora kamertonowego. Ponadto wyznacza się amplitudy drgań metodą Van der Paula. W wyniku badań uzyskano zależności pomiędzy siłą tarcia w mikro skali a współczynnikami tłumienia przyrządu pomiarowego oraz kontaktu przyrządu z powierzchnią próbki chrząstki. Uzyskano również zależności pomiędzy siłą tarcia a amplitudą drgań przyrządu pomiarowego. Uzyskane rozwiązania analityczne w przypadkach szczególnych sprowadzają się do znanych rozwiązań literaturowych. Wyniki rozwiązań analitycznych zostały w pełni potwierdzone z wynikami otrzymanymi na drodze eksperymentu [L. 2].
18
Content available remote Projekt mikro- i nanotribologicznych badań chondrocytów
Wierzcholski K., Miszczak A.
Tribologia
|
2008
|
nr 4
275-282
PL
Według aktualnej informacji autorów w badaniach naukowych prowadzonych obecnie w Polsce i na świecie brakuje zarówno eksperymentalnych, jak też analityczno-numerycznych badań tribologicznych parametrów związanych z tarciem, zużyciem-uszkodzeniem i smarowaniem komórek chrząstki stawowej podczas ich opływu oraz odżywiania cieczami biologicznymi. Hydrodynamiczne smarowanie komórki (chondrocytu) odbywa się poprzez jej opływ super cienką warstewką płynu biologicznego, natomiast odżywianie następuje poprzez cząsteczki cieczy biologicznej lub farmakologicznej, kontaktującej się z chondrocytem. Proponowane w projekcie badania obejmują: wyznaczanie prędkości przepływów cieczy o własnościach nienewtonowskich w supercienkich warstwach granicznych w skali mikro i nano, obliczanie ciśnienia hydrodynamicznego i naprężeń, znajdowanie mikro- lub nanosił tarcia, a także współczynników tarcia.
EN
Tissue engineering is one of the most quickly developing domains of applied biotechnology. A new method of research on this science can be solved only during cooperation of biologists, mechanics, tribologists, orthopaedics, and clinicians. In the authors’ opinion, at present, scientific researchers in Poland and in the world have a lack of experimental and numerical tribological investigations connected with friction, wear, and the lubrication of cartilage joint cells during the biological fluid flow around the chondrocytes (cartilage cells). In this paper, the authors present the comparisons between lubricating flows in liquid thin layers occurring in micro-bearings for a journal diameter not greater than 1 mm and with the velocity distributions existing in liquid micro-layers flowing around the cartilage cells in bioreactors and in gaps of human joints. Presented research contains the following: determination of non-Newtonian fluid velocities in the micro- and nano-level in very thin boundary layers near the cartilage cells, hydrodynamic pressure and stress calculations, the determination of micro- and nano-friction forces to obtain proper friction coefficients. The existing shear rates during the flow have an influence on the apparent viscosity in the thin layer near the cells. In the ultra thin boundary layer, the viscosity changes also additionally in the gap height direction. Taking into account the newest theoretical models in the field of micro- and nano- mechanics for the fluid flow in ultra thin boundary layer around the cells, the authors indicate that the analytical and numerical determination of the influence of genetic code, growth possibility and cell regeneration on the fluid dynamic apparent viscosity is very necessary. For such numerical calculations, the values of measurements performed in the Atomic Force Microscope are desired to obtain the values at the micro- and nano level. Simultaneously, it is very important to perform the measurements of values of material coefficients, i.e. fluid pseudo-viscosity, describing the physical relations between stresses and shear-rate tensor coefficients for non-Newtonian biological fluid. Such measurements are possible only by using the AFM microscope and new mathematical programs. Moreover, the measurements of cell surface roughness and friction forces at the nano level during the lubrication are possible only by using the atomic force microscope. Many illness causing changes of human hip and knee joints are connected mainly with the decreasing of the synovial fluid dynamic viscosity. Hence, the research has a practical meaning, because the lack of knowledge in the field of tribological parameters of synovial fluid and the human joint cartilage cells leads to the improper therapy and thus to the mechanical reconstruction of the whole human hip or knee joint.
19
Content available Analysis of longitudinal tangential contact vibration effect on friction force using Coulomb and Dahl models
Leus M., Gutowski P.
Journal of Theoretical and Applied Mechanics
|
2008
|
Vol. 46 nr 1
171-184
EN
The paper presents results of analysis of changes of the friction force in sliding motion affecting a solid body subjected to excited longitudinal tangential contact vibration. The study was conducted using two friction models: firstly, the classical Coulomb model related to rigid body motion on a non-deformable base and secondly, the Dahl model which takes into account tangential contact deformability including the phenomenon of ”pre-sliding displacement”. It was demonstrated that in the case of vibration motion with a low amplitude (i.e. motion in a micro scale, which is exemplified by longitudinal contact vibration), the Coulomb friction model is not adequate to describe the friction force. It was also shown that the friction force can be reduced in one vibration cycle without instantaneous change of the vector sign of this force, which in literature is often quoted as the main reason for friction force reduction at longitudinal tangential contact vibration.
PL
W pracy przedstawiono wyniki analizy zmian siły tarcia w ruchu ślizgowym ciała sztywnego przy występowaniu wymuszonych drgań kontaktowych stycznych wzdłużnych tego ciała. Badania przeprowadzono przy wykorzystaniu dwóch modeli tarcia: klasycznego modelu Coulomba odniesionego do ruchu ciała sztywnego po nieodkształcalnym podłożu oraz modelu Dahla uwzględniającego podatność kontaktową styczną styku. Wykazano, że w przypadku występowania ruchu drgającego o małej wartości amplitudy (ruch w skali mikro, którego przykładem są drgania kontaktowe styczne) model tarcia Coulomba jest nieadekwatny do opisu siły tarcia. Wykazano również, że siła tarcia może ulec obniżeniu bez występowania zjawiska chwilowej zmiany znaku wektora tej siły, które w literaturze często podawane jest za główną przyczynę obniżenia siły tarcia przy występowaniu kontaktowych drgań wzdłużnych.
20
Content available remote Numerical determination of friction forces in unsteady loaded biobearings
Wierzcholski K., Miszczak A.
Tribologia
|
2007
|
nr 1
247-258
EN
This paper shows numerical calculations of the friction forces in spherical co-ordinates for hydrodynamic steady and unsteady unsymmetrical synovial non-Newtonian fluid flow with variable viscosity and for random changes of human hip joint gap. Similar solutions but for constant viscosity of synovial fluid and symmetrical flow only, without numerical example calculations, were obtained in earlier analytical papers of this author. According to the author's knowledge the friction forces calculations of human hip joints in unsteady motion have not been hitherto considered in the scientific papers on bio-tribology. The roughness of cartilage surface has important influence on the values of friction forces. Between two cooperating rough cartilage bodies in human bio- joints various kinds of friction effect can be observed. Numerical calculations presented in this paper illustrate friction mechanism occurring between two cooperating cartilage surfaces in human hip joints. In this section the friction forces are determined by applying the measured roughness of cartilage surfaces in human joint, cartilage pores of about 6-10 nm in size, calculated components of synovial fluid velocity and values of hydrodynamic pressure as well. Friction forces are caused by the adhesion and cohesion.The proper description of friction forces in bio-joints enables to estimate and determine quantity of wear in human joints. In the present present the basic equations describing synovial fluid flow in human hip joint are solved in the analytical and numerical way. The numerical calculations are performed with the use of Mathcad 12 Professional Program, by taking into account the method of finite differences.
PL
W niniejszej pracy została przedstawiona metoda numerycznego wyznaczania wartości sił tarcia występujących w stawie biodrowym człowieka przy uwzględnieniu zmiennych wartości chropowatości powierzchni stawowych, a także zmian losowych wysokości szczeliny w trakcie niestacjonarnych periodycznych efektów, wywołanych funkcjonowaniem narządów ruchu. Niestacjonarne efekty losowe wywołane są poprzez stochastyczne zmiany wysokości szczeliny powodowane nieustalonymi deformacjami wysokości chropowatości współpracujących powierzchni stawowych oraz chodem człowieka. Struktury geometryczne powierzchni zużytych głów stawowych zostały wykonane przy pomocy czujników laserowych. W przeprowadzonych pomiarach wykorzystano 29 głów stawu biodrowego usuniętych operacyjnie z powodu innych przyczyn chorobowych. Pomiary te pozwoliły oszacować wysokość szczeliny stawowej, która była brana pod uwagę w przeprowadzonych obliczeniach numerycznych przedstawionych w niniejszej pracy. Optymalizacja wartości wyznaczonych sił tarcia umożliwi wyznaczanie współczynników tarcia występujących w stawach oraz zastosowanie uzyskanych wyników przy diagnozowaniu chorób związanych ze zużywaniem powierzchni stawowych człowieka prowadzących do konieczności wszczepiania endoprotez.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.