Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The influence of natural aging of the AW-2024 aluminum sheet on the course of the strain hardening curve

Kut Stanisław, Pasowicz Grzegorz

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2023

|

Vol. 40, nr 1

87--101

EN

Aluminum sheet drawpieces pressings with the ability to harden precipitation can be shaped from the sheet after annealing or heat treatment. In the second variant during the analysis and design of the technological proces, the change in the material properties of the shaped sheet due to natural aging should be additionaly taken into account. This article presents the results of research on the effect of the natural aging time after heat treatment of AW-2024 sheet material with a thickness of 1 mm on the course of the strain hardening curve. Strain hardening curves were determined on the basis of a uniaxial tensile test. The sheets were tested immediately after heat treatment and during natural aging, i.e. (20, 45, 90 and 120) minutes after heat treatment. The research showed a significant influence of natural aging in the tested range of times after heat treatment on the course of the deformation hardening curve of the sheet material. Based on experimentally determined in particular directions (0, 45 and 90 degrees to the rolling direction) the strain hardening curves, the values of material coefficients as a function of natural aging time were determined for four models of flow stress. Material coefficients in individual yield stress models were determined on the basis of approximation of strain hardening curves using the least squares method. On the basis of the analysis of approximation errors, the accuracy of the tested models of yield stress to describe the course of the hardening curve of the material of the tested sheet in the tested range of natural aging time was assessed.

PL

Wytłoczki z blach aluminiowych mających zdolność do utwardzania wydzieleniowego mogą być kształtowane z blachy po wyżarzaniu zmiękczającym lub po przesycaniu. W drugim przypadku podczas analizy i projektowania procesu technologicznego należy dodatkowo uwzględnić zmianę właściwości materiału kształtowanej blachy w wyniku starzenia naturalnego. W tym artykule przedstawiono wyniki badań wpływu czasu starzenia naturalnego po przesycaniu materiału blachy AW-2024 o grubości 1 mm na przebieg krzywej umocnienia odkształceniowego. Krzywe umocnienia zostały wyznaczone na podstawie próby jednoosiowego rozciągania. Badaniom poddano blachy bezpośrednio po przesycaniu oraz w trakcie starzenia naturalnego tj. (20, 45, 90 oraz 120) minut po przesycaniu. Badania wykazały, istotny wpływ starzenia naturalnego w badanym zakresie czasów po przesycaniu na przebieg krzywej umocnienia odkształceniowego materiału blachy. W oparciu o wyznaczone doświadczalnie na poszczególnych kierunkach (0, 45 oraz 90 stopni do kierunku walcowania) przebiegi krzywych umocnienia odkształceniowego wyznaczono wartości współczynników materiałowych w funkcji czasu starzenia naturalnego dla czterech modeli naprężenia uplastyczniającego. Współczynniki materiałowe w poszczególnych modelach naprężenia uplastyczniającego zostały wyznaczone na podstawie aproksymacji przebiegu krzywych umocnienia odkształceniowego metodą najmniejszych kwadratów. Na podstawie analizy błędów aproksymacji dokonano oceny dokładności badanych modeli naprężenia uplastyczniającego do opisu przebiegu krzywej umocnienia materiału badanej blachy w badanym zakresie czasu starzenia naturalnego.

2

Uproszczenia w wyznaczaniu metodą ultradźwiękową stałych materiałowych materiałów anizotropowych o symetrii heksagonalnej

Piekarczyk W., Kata D.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 4

383--387

PL

Dla materiałów izotropowych wyznaczenie modułu Younga, modułu sztywności i liczby Poissona metodą ultradźwiękową jest stosunkowo prostą procedurą. Wystarczy zmierzyć prędkości rozchodzenia się podłużnej i poprzecznej fali ultradźwiękowej i z właściwych wzorów obliczyć odpowiednie stałe. Natomiast dla materiałów anizotropowych należy wykonać znaczną liczbę pomiarów prędkości fali podłużnej i spolaryzowanej fali poprzecznej w ustalonych kierunkach próbki, którą należy odpowiednio zorientować względem osi symetrii. Pomiary te są bardzo czasochłonne i skomplikowane. W pracy, na przykładzie anizotropowego kompozytu Al2O3-hBN oraz anizotropowego porowatego polikrystalicznego grafitu o anizotropii typu heksagonalnego, wyznaczono metodą ultradźwiękową wszystkie stałe materiałowe zgodnie ze skomplikowaną procedurą obowiązującą w przypadku materiałów anizotropowych. Na tych materiałach wyznaczono również w odpowiednich kierunkach stałe materiałowe próbek metodą uproszczoną, traktując je jako materiały izotropowe. Wyznaczone metodą uproszczoną wartości modułów Younga (E║, E┴) i modułów sztywności (G║ i G┴) różnią się nieznacznie (do 7%) od wartości wyznaczonych zgodnie z metodyką obowiązującą dla materiałów anizotropowych, wykazujących symetrię heksagonalnego. Natomiast metodą uproszczoną nie można wyznaczyć prawdziwych wartości liczb Poissona. Wyznaczone metodą uproszczoną wartości modułów Younga w przypadku próbki Al2O3 o największej zawartości hBN (30%) wynoszą: E║(3) = 95,0 GPa, E┴(1) = 177,1 GPa, a wyznaczone metodyką anizotropową: E║(33) = 93,5 GPa, E┴(11) = 181,3 GPa.

EN

The calculation of Young's modulus, shear modulus and Poisson’s ratio for isotropic materials by the ultrasound method is a relatively simple procedure. It is enough to measure the velocity of propagation of longitudinal and transverse ultrasonic waves, and to use the appropriate formulas to calculate the constants. However, a lot of measurements of longitudinal and transverse waves, polarized in appropriate directions are needed for anisotropic materials. A sample should be properly oriented to the axis of symmetry. These measurements are very time-consuming and complicated. All material constants for anisotropic composite Al2O3 - hBN and anisotropic porous polycrystalline graphite, which have hexagonal anisotropy, were calculated by ultrasound method in accordance with the complicated procedure appropriate for anisotropic materials. The material constants were also determined in respective directions of the samples, using the simplified method by treating them as the isotropic materials. Values of Young’s (E║, E┴) and shear modules (G║ and G┴), when determined using the simplified method, differ slightly (no more than 7%) from the values determined from the equations adequate for the anisotropic materials belonging to the hexagonal system. However, the simplified method cannot be used to determine Poisson's ratio values. In the case of Al2O3 composite with the highest content of hBN (30%) Young's modules of 95.0 GPa (E║(3)) and 177.1 GPa (E┴(1)) were calculated by the simplified method, and of 93.5 GPa (E║(33)) and 181.3 GPa (E┴(11)) by the anisotropic methodology.

3

Stałe materiałowe anizotropowych kompozytów Al2O3–hBN

Piekarczyk W., Rutkowski P., Górny G.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 2

113--116

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących wyznaczania stałych sprężystości i stałych materiałowych tworzyw kompozytowych złożonych z tlenku glinu i heksagonalnego azotku boru o udziale objętościowym od 0% do 30%. Na podstawie pomiarów prędkości rozchodzenia fal podłużnych i odpowiednio spolaryzowanych poprzecznych fal ultradźwiękowych wyznaczono wszystkie stałe sprężystości i stałe materiałowe próbek o charakterze izotropowym i wykazujących anizotropię analogiczną do układu heksagonalnego. Pozwoliło to na weryfikację i uzupełnienie wzorów służących do wyznaczania wszystkich stałych sprężystości anizotropowych materiałów ceramicznych. W przypadku kompozytu Al2O3 z dodatkiem 30% hBN, wykazującego największą anizotropię, moduł Younga w kierunku równoległym do kierunku prasowania na gorąco miał wartość E║ = 93,5 GPa, a w kierunku prostopadłym E┴ = 181,3 GPa; moduł sztywności G║ = 52,9 GPa i G┴ = 74,4 GPa; liczby Poissona wynosiły µ12 = 0,219; µ13 = 0,162; µ31 = 0,084. W pracy stwierdzono, że w przypadku kompozytów o anizotropii związanej z układem heksagonalnym składowych faz, otrzymywanych przez prasowanie, istnieje możliwość wyznaczania niektórych stałych materiałowych w sposób szybki i uproszczony, korzystając z wzorów obowiązujących dla materiałów izotropowych.

EN

This paper presents the results of determination of elastic and material constants of hot pressed aluminium oxide matrix composites containing from 0% to 30% of hexagonal boron nitride. The measurements of ultrasonic waves velocities with required polarization allowed determining all elastic and material constants for the tested samples both isotropic and anisotropic due to the presence of the hexagonal phase. This gave a possibility to verify and supplement formulas used for determining all the elastic constants of ceramic materials with hexagonal anisotropy. For alumina composite with 30% hBN, the following material constants were determined: Young's moduli E║ = 93,5 GPa and E┴ = 181,3 GPa, moduli of rigidity G║ = 52,9 GPa and G┴ = 74,4 GPa, in a direction parallel and perpendicular to the pressing, respectively; Poisson ratios had values of μ12 = 0,219; μ13 = 0,162; μ31 = 0,084. Regarding anisotropic materials fabricated by pressing and belonging to the hexagonal system, there is an option of determining some material constants using the formulas usually used for isotropic materials.

4

Characteristics of Non-Ferrous Metal Alloys as Determined by Low-Cycle Fatigue Test under Variable Loads

Maj M., Pietrzak K.

Archives of Foundry Engineering

|

2014

|

Vol. 14, iss. 1

71--74

EN

The paper presents the results of comparative tests of the fatigue properties conducted on two non-ferrous alloys designated as Al 6082 and Al 7075 which, due to the satisfactory functional characteristics, are widely used as engineering materials. The fatigue tests were carried out using a proprietary, modified low cycle test (MLCF). Particular attention was paid to the fatigue strength exponent b and fatigue ductility exponent c. Based on the tests carried out, the results comprised within the range defined by the literature were obtained. These results prove a satisfactory sensitivity of the method applied, its efficiency, the possibility of conducting tests in a fully economical way and above all the reliability of the obtained results of the measurements. Thus, the thesis has been justified that the modified low cycle fatigue test (MLCF) can be recommended as a tool used in the development of alloy characteristics within the range of low-cycle variable loads.

5

Analiza wpływu stałych fizycznych i geometrycznych na deformacje walcowych konstrukcyjnych elementów gumowych

Paluch M., Betlej M.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2010

|

R. 34, z. 2

509-517

PL

Praca stanowi obszerną analizę ustalenia zależności pomiędzy obciążeniem sprężystym, nieściśliwego walca kołowego a stałymi materiałowymi i parametrami geometrycznymi mającymi wpływ na deformacje ciała. Dla założonych związków deformacyjnych wykorzystując nieliniową teorię sprężystości wyprowadzono wzory na naprężenia, odkształcenia i przemieszczenia oraz zredukowany układ sił zewnętrznych N i Ms. Wzory te pozwoliły przeprowadzić analizę wpływu stałych materiałowych na siły zewnętrzne oraz ustalić jak parametry geometryczne przy założonych stałych materiałowych wpływają na siły N i Ms. Praca może być wykorzystywana przy projektowaniu wszelkiego rodzaju podkładek gumowych w tym łożysk wykonywanych z neoprenu.

EN

This paper shows a wide analysis of relationships among elastic loading of incompressible cylindrical rubber-element, material constants and geometrical properties. This parameters have an influence on deformations of this elements. The formulas for stresses, deformations, displacements and reduced set of external forces N and Ms were derived for assumed deformational relationships using nonlinear theory of elasticity. This relationships allow analysis of influence of material constants on reduced external forces and estimation of geometrical properties influence on reduced external forces N and Ms with permanent material constants. This paper can be used during design process of any type rubber washers including neoprene bearings.

6

Identyfikacja stałych materiałowych do obliczeń metodą elementów skończonych

Czabanowski R.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Nauki Techniczne

|

2009

|

Z. 13

112--117

PL

W artykule przedstawiono badania eksperymentalne mające na celu wyznaczenie stałych materiałowych niezbędnych do obliczeń metodą elementów skończonych elementów i podzespołów wykonanych z hiperelastycznych elastomerów.

EN

The paper discusses experimental tests carried out to determine material parameters of highly elastic elastomers for FEM calculates of part and units made up rubber-like materials.

7

Interfacial material constants for system of fine sizes

Grodzka J., Drzymała J., Pomianowski A.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2008

|

Vol. 42

237-250

EN

The properties of bulk and interfacial regions was presented in the paper taking onto account suspensions, colloids, micellar solutions, microemulsions and the so called soft matter, which understanding is as important as the inorganic matter. A special attention was paid to the role and diversity of material constants necessary for delineation of the state and properties of the considered systems.

PL

W pracy szeroko scharakteryzowano właściwości materii i obszarów granicznych pomiędzy elementami materii o różnym rozdrobnieniu biorąc pod uwagę zawiesiny, koloidy, roztwory micelarne, mikroemulsje oraz tzw. materię miękką, której znajomość jest tak samo waża jak materii nieożywionej. Szczególną uwagę zwrócono na rolę i różnorodność stałych materiałowych niezbędnych do opis stanu i właściwości rozpatrywanych przykładów.

8

O właściwościach procesu odkształcania się skał przy rozciąganiu

Tomiczek K.

Prace Naukowe Instytutu Geotechniki i Hydrotechniki Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2007

|

Vol. 76, nr 42

615-623

PL

Dostrzegając potrzebę poszerzenia wiedzy o zachowaniu się skał poddanych działaniu naprężeń rozciągających, podjęto próbę poznania i opisania właściwości procesu odkształcania się skał przy rozciąganiu oraz wykrycia różnic w zachowaniu się skał w polu naprężeń rozciągających i ściskających. W tym celu przeprowadzono próby jednoosiowego rozciągania 31 próbek trzech quasi-jednorodnych skał: piaskowców Brenna i Jastrzębie oraz granitu Strzelin. Były to próby rozciągania monocyklicznego oraz - w celu oznaczenia odkształceń trwałych (nieodwracalnych) - próby rozciągania wielocyklicznego. Opisane w artykule cechy zachowania się skał przy rozciąganiu dowodzą, że proces odkształcania się skał przy rozciąganiu jest nieliniowym, wysoce odwracalnym oraz niezapowiadającym zniszczenia procesem dylatacyjnym.

EN

Cylindrical specimens of Brenna and Jastrzębie sandstones and Strzelin granite were tested under the monotonie and the cyclic uniaxial tension. The curves of the axial stress versus the axial, lateral and volumetric strains exhibited non-linearity. The average volumetric strain increased with the increase in the axial strain and in the tensile loads. The results also indicated that the Poisson's ratio as well the tangent and the secant moduli decreased with the increase in the tensile loads. At very high stresses the Poisson's ratio of rock under tension can be lower below 0,0. When the rocks were subjected to load cycles in the uniaxial tension some residual axial, lateral and volumetric strains remained after unloading. According to the experimental results, the conclusion of a diametrically different behavior of rocks under the tension conditions vs. compression was given.

9

O różnicach w zachowaniu się skał w warunkach jednoosiowego rozciągania i ściskania

Tomiczek K.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2007

|

R. 31, z. 3/1

543-553

PL

W celu wykrycia różnic w zachowaniu się skał w polu naprężeń rozciągających i ściskających przeprowadzono najpierw próby jednoosiowego ściskania, a później - rozciągania smukłych walcowych próbek trzech quasi-jednorodnych skał: piaskowców Brenna i Jastrzębie oraz granitu Strzelin. Próby rozciągania były próbami monocyklicznymi oraz wielocyklicznymi.

EN

Cylindrical specimens of Brenna and Jastrzębie sandstones and Strzelin granite were tested under the monotonic compression and the monotonic and the cyclic uniaxial tension. The curves of the axial stress versus the axial, lateral and volumetric strains show the differences of the behavior of rocks under uniaxial tension and compression conditions. The strain-stress characteristics of rocks under uniaxial tension exhibited non-linearity. The average volumetric strain increased with the increase in the axial strain and in the tensile loads. The results indicated that the Poisson's ratio as well the tangent and the secant moduli decreased with the increase in the tensile loads. When the rocks were subjected to load cycles in the uniaxial tension some residual axial, lateral and volumetric strains remained after unloading. According to the experimental results, the conclusion of a diametrically different behavior of rocks under the tension conditions vs. compression was given.

10

Wyznaczanie stałych materiałowych kompozytu warstwowego o różnych współczynnikach wypełnienia w warstwach

Dobryniewski K.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 12

439-443

PL

Koniecznym warunkiem do określenia własności fizycznych kompozytów wzmocnionych tkaniną modułową jest przeprowadzenie rozszerzonych badań, eksperymentalnych lub analitycznych. Ten pierwszy sposób, czyli badania eksperymentalne w przypadku ogromnej różnorodności dostępnych tkanin modułowych, osnów i struktur możliwych do otrzymania, stanowiłby bardzo duże nieekonomiczne przedsięwzięcie. Dlatego też najlepszym rozwiązaniem tego problemu jest stworzenie metody analitycznej, przewidującej własności fizyczne tych materiałów, co znacznie ograniczyłoby liczbę koniecznych badań eksperymentalnych. Praca ta przedstawia prymitywną teorię, opartą na nieco rozbudowanej teorii mieszanej dla kompozytów wzmocnionych tkaniną modułową. Określa stopień wiarygodności prostych wzorów, służących do oceny własności laminatów poprzez porównanie wyników teoretycznych z wynikami doświadczalnymi.

EN

Extensive studies are required to determinate values of material constants laminated composite plates with fabric reinforcement. The quantification can either be done experimentally or analytically. The innumerable diversity of woven fabrics, matrixes and potential combinations of the weave pattern in the fabric reinforced composites would make any experimental program very large and uneconomical. In this connection the best solution of this problem is to develop an analytical method to predict fabric composite behavior and validate the methodology through limited experimental studies. This validated analytical model can be used later to predict fabric composite behavior or to design fabric composites for a given set of conditions. In this work, a primitive theory has been shown, which is based on somewhat complicated theory for composites with fibre reinforcement. The purpose of this work is to study, in what degree the simple formulas, roughly estimating lamina properties, could be authenticated. This work consists of three parts. In the first part, composite model is presented (Fig. 1) that is considered as laminate consists of two unidirectional fibres-reinforced lamina. They are stacked that one lies crosswise against another and they can not displace between themselves. Unidirectional fibres are described by properties such as Young's modulus E(f), Poisson's rate v(f). Fibers are embedded in a isotropic matrix material described by properties such as Young's modulus E(0), Poisson's rate v(0). On the basis of this model, primitive theory is created, that makes the certain assumptions and restrictions, as stated here: perfect joint between layers, linearly elastic and orthotropic material of each layers, small strains and displacements, equal thickness of layers. At the end of part one author presents formulas of calculation Young's moduli of the laminate. Additionally author considers using the apparent Young's modulus of compressed fibre to calculating material constants of laminate. The second part includes formulas, that are used to determining shear module of laminate. Here analytical solutions are developed for optional computing elastic constants, which were present in the part one. In the last part comparison between theoretical and experimental measurements of material constants is presented (Tab. 1) to check effectiveness of present algorithm. Figures 1-3 show respectively laminate model, two cases of simple loading composite model by elementary force.

11

Determination of grey cast iron material constants for induction heating and hardening of large-size castings

Kula P., Pacyniak T., Zgraja J., Liśkiewicz T.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

485-489

EN

The process of induction heating of large-size castings is considered. The main goal of this study is to determine the material constants to assure the successful course and results of the surface treatment process. Two groups of materials has been selected: gray cast iron and spheroidal-graphite iron. The main part of the investigations was preceded by wide analyses of the mechanical and chemical properties of the tested specimens. The new approach has been proposed, where the material constants have been determined by numerical simulations by means of the commercial package Flux2D and then verified through the experiments. The obtained results have been analyzed and discussed.

PL

W pracy rozważaniom poddany został proces hartowania indukcyjnego żeliwnych odlewów wielkogabarytowych. Głównym celem badań jest wyznaczenie stałych materiałowych w celu zapewnienia prawidłowego przebiegu procesu obróbki powierzchni. Do badań wybrano dwie grupy materiałów: żeliwo szare oraz sferoidalne. Zasadnicza część pracy została poprzedzona przez szeroką analizę mechanicznych i chemicznych właściwości badanych materiałów. Zaproponowano nową metodologię w której stałe materiałowe zostały wyznaczone poprzez symulacje numeryczne z wykorzystaniem pakietu Flux2D a następnie zweryfikowane poprzez eksperymenty na specjalnie zaprojektowanym stanowisku badawczym.

12

Identification of an augmented Gurson model parameters for plastic porous media

Nowak Z., Stachurski A.

Foundations of Civil and Environmental Engineering

|

2002

|

No. 2

141-150

EN

In the paper we present the identification problem arising in modelling the processes of nucleation and growth of voids in the elastic-plastic media. Identification is carried out on the basis of Fisher's data measured on the steel cylindrical specimens subjected to the uniaxial tension. We assumed that the effects of nucleation and growth of microvoids are summing up and we combined in one model, two models formulated separately for each of those two effects. Usually in literature material function g appearing in the model part responsible for the growth of microvoids is taken to be constant equal to 1. In our work we have assumed various shapes of g. Among others we have also studied the case with constant although unknown g function. The identification problem is formulated as the standard nonlinear regression problem solved by means of the global optimization method of Boender at al. As the local minimizer we have implemented the modified famous BFGS quasi-Newton method. Modifications were necessary to take into account box constraints posed on the parameters. The results suggest that model with material function g = 1 describes sufficiently well the nucleation and growth of voids.

PL

W pracy przedstawiono problem identyfikacji stałych materiałowych występujących przy modelowaniu powstawania i wzrostu mikropustek w procesie deformacji ciał sprężysto-plastycznych. Stałe zidentyfikowano z wykorzystaniem danych eksperymentalnych Fishera uzyskanych dla cylindrycznych stalowych próbek rozciąganych jedno-osiowo. Problem identyfikacji jest sformułowany jako standardowy problem regresji nieliniowej, a rozwiązanie uzyskano, stosując metodę optymalizacji globalnej Boendera i inni. Minimalizację lokalną przeprowadzono, wykorzystując, po własnych modyfikacjach, znaną metodę BFGS quasi-Newtona. Modyfikacje były konieczne ze względu na ograniczenia nałożone na wartości identyfikowanych parametrów.