Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Elastic properties and structural observations of Distaloy SA powder sintered with boron and carbon

Perek-Nowak M., Karwan-Baczewska J.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 43, no. 2

107--115

EN

One of the methods aimed at increasing the density in PM parts is the process of activated sintering performed by adding boron as elementary boron powder, for example. Under this researchwork novel, PM materials were obtained based on prealloyed and diffusion bonded powder (type: Distaloy SA) with the following chemical composition: Fe-1.75%Ni-1.5%Cu-0.5%Mo, with the addition of 0.55 wt.% carbon and boron (0.2, 0.4 and 0.6 wt.%). Distaloy SA samples alloyed with carbon and boron were manufactured by mixing the powders in a Turbula mixer, then compacting the mixture in a hydraulic press under a pressure of 600 MPa and sintered in a tube furnace at 1473 K for 60 minutes in a hydrogen atmosphere. The densification process of Distaloy SA parts with boron and carbon depends on the sintering mechanism. In order to evaluate the sintering mechanism of the PM samples, structural investigations using SEM/EDS were performed. During sintering of these materials at 1473 K, a liquid phase is generated as a result of the reaction occurring between the alloy matrix and the complex of carbo-borides, which leads to a considerable degree of consolidation. The elastic properties of the sintered samples (such as Young’s modulus and the damping coefficient) were measured in a tensile test with a Förster elastometer.

PL

Jedną z metod mających na celu zwiększenie gęstości części PM jest proces aktywnego spiekania, zachodzący np. w wyniku dodania boru w formie elementarnego proszku boru. W badaniach omawianych w niniejszym artykule nowoczesne materiały PM zostały uzyskane ze stopowanych i dyfuzyjnie związanych proszków Distaloy SA o składzie Fe-1,75%Ni-1,5%Cu-0,5%Mo z dodatkiem 0,55% wag. węgla i boru (0,2, 0,4 i 0,6% wag.). Próbki Distaloy SA stopowane węglem i borem otrzymano w wyniku mieszania proszków w mieszalniku Turbula, a następnie zagęszczenia na prasie hydraulicznej pod ciśnieniem 600 MPa i spiekania w piecu rurowym w temperaturze 1473 K w atmosferze wodoru przez 60 min. Zagęszczanie części ze stopu Distaloy SA z borem i węglem zależy od mechanizmu spiekania. W celu określenia mechanizmu spiekania próbek PM dokonano obserwacji strukturalnych za pomocą SEM z przystawką EDS. Podczas spiekania omawianych materiałów w temperaturze 1473 K w wyniku reakcji pomiędzy osnową a złożonymi węglano-borkami tworzy się ciekła faza, która prowadzi do znacznej konsolidacji. Własności mechaniczne spiekanych próbek takie jak moduł Younga czy współczynnik tłumienia zostały zmierzone w próbie rozciągania i na elastometrze Förstera.

2

Właściwości sprężyste anizotropowych materiałów kompozytowych Al2O3 – hBN.

Piekarczyk W., Górny G., Rutkowski P., Kata D.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 2

214--219

PL

W pracy przedstawiono rezultaty badań materiałów kompozytowych o osnowie tlenku glinu z udziałem od 0–30% obj. heksagonalnego azotku boru, otrzymanych metodą prasowania na gorąco. Dla oceny wpływu obecności fazy hBN w anizotropowych kompozytach na ich właściwości sprężyste zastosowano ultradźwiękową metodę wyznaczania stałych sprężystości Cij i stałych materiałowych: moduły Younga, moduły ścinania i liczby Poissona. Wyznaczone tą metodą stałe materiałowe porównano z odpowiednimi wartościami wyznaczonymi metodą ultradźwiękową przy traktowaniu tych kompozytów jako materiały izotropowe. Badania wykazały istotny wpływ obecności fazy hBN na anizotropię właściwości sprężystych materiałów kompozytowych; najwyższą, dochodzącą do 50% anizotropią modułu Younga charakteryzują się materiały kompozytowe o 30-procentowej zawartości hBN w Al2O3.

XX

The paper presents the results of a study on composite materials with aluminium oxide matrix containing from 0% to 30% hexagonal boron nitride. Composite materials were obtained by hot pressing. To assess the effect of hBN phase on the elastic properties of composites a new method of determining the elastic constants and material constants e.g.: Young's module, shear module and Poisson's coefficients was developed. The method consisted of measurements of ultrasonic wave propagation velocity in composite materials, that were treated as anisotropic materials. The material constants obtained by using this method were compared with values achieved from the ultrasonic measurement of the composites treated as isotropic materials. Studies have shown a significant effect of the presence of hBN phase on anisotropy of the composite materials’ elastic properties. The highest anisotropy of Young’s modulus, up to 50% was observed in the case of composite materials containing of 30% hBN.

3

Badania własności sprężystych wyczynowej odskoczni gimnastycznej

Mazur Z., Dziewiecki K., Drapała K., Blajer W.

Modelowanie Inżynierskie

|

2012

|

T. 12, nr 43

161-168

PL

W pracy omówiono wyniki eksperymentalnych badań własności sprężystych wyczynowej odskoczni gimnastycznej "Ergotop 8" firmy SPIETH Gymnastics, uzyskane poprzez pomiary statyczne z wykorzystaniem maszyny wytrzymałościowej. Uwzględniano zmianę miejsca i kąta przyłożenia siły nacisku, a także różne liczby i kombinacje sprężyn.

EN

The purpose of this paper was to provide some experimental data of elastic behavior of high performance springboard "Egrotop 8" produced by SPIETH Gymnastics. The springboard behavior was analyzed by means of static measurements performed on a universal testing machinę. The compressive force was applied in three different points along the springboard symmetry line, including the nominal point, and was deviated from vertical up to 30 Different numbers and combinations of the springboard were also considered.

4

Prediction of elastic properties of polyurethane-infiltrated carbon foams

Janus-Michalska M.

Mechanics and Control

|

2012

|

Vol. 31, no. 3

97--101

EN

This paper presents micromechanical approach to assessment of elastic properties of composite polyurethane-carbon foams. Analysis is based on specific choice of RVE combined with micro-macro transition. It leads to evaluation of strength and elastic constants of a composite. Foam behaviour is investigated numerically. Solid skeleton part shape is based on the tetrahedron cut out with spheres. 3D unit cell model is FE discetized. Calculations are performed for foams of selected densities using ABAQUS system. The comparison shows good agreement between the theoretical approach and experimental data. The presented method may be applied to design novel materials such as graphitized foam and nano composites and tailoring these materials for desired elastic properties.

PL

Artykuł przedstawia zastosowanie podejścia mikromechanicznego do oszacowania własności sprężystych kompozytowych pian poliuretanowo-węglowych. Analiza ośrodka sprężystego jest oparta na podejściu mikromechanicznym, które prowadzi do określenia własności sprężystych kontinuum, jakim jest materiał kompozytowy na podstawie reprezentatywnej komórki. Kształt szkieletu komórki jest oparty na czworościanie z wyciętymi sferami wypełnionymi innym materiałem. Obliczenia są przeprowadzone programem ABAQUS metodą elementów skończonych. Porównanie wyników numerycznych i eksperymentalnych dla wybranych gęstości pian wskazuje na dużą zgodność przewidywań teoretycznych z eksperymentem. Przedstawiona metoda może być użyta do projektowania pian kompozytowych o z góry zadanych własnościach sprężystych.

5

Elastic properties of composites reinforced by wavy carbon nanotubes

Górski R.

Mechanics and Control

|

2011

|

Vol. 30, no. 4

203-212

EN

In the paper the prediction of the elastic Young modulus of single-walled carbon nanotubes (CNTs) and the elastic properties of composites reinforced by straight or wavy CNTs is presented. The properties are evaluated by numerical methods. Nanotubes are modeled and analyzed by the finite element method (FEM). The specific atomistic nature of CNTs is taken into account by using a linkage between molecular and continuum mechanics. The methodology consists in replacing the discrete molecular structure of a CNT with a space-frame FE model by equating the molecular potential energy and the elastic strain energy of both models subjected to small elastic deformations. A three-dimensional frame is further substituted with a one-dimensional beam which represents the reinforcement in a representative volume element (RVE) of the considered composite. The properties of the nano-composite are determined by modeling and analyzing RVEs using the coupled boundary and finite element method (BEM/FEM). A two-dimensional matrix is modeled by the BEM and CNTs by the FEM using beam elements. The waviness and shape of a single fiber or multiple aligned nanotubes on the properties of the nanocomposite are investigated. Sinusoidal or arbitrary shapes of the reinforcement are considered. The influence of volume fraction of the reinforcement and the fiber/matrix Young's modulus ratio on the elastic properties of the composite is also studied.

PL

Artykuł dotyczy wyznaczania modułu Younga jednościennych nanorurek węglowych oraz własności sprężystych kompozytów wzmacnianych prostymi nanorurkami lub o dowolnym kształcie. Własności są wyznaczone metodami numerycznymi. Nanorurki modelowane i analizowane są metodą elementów skończonych (MES). By uwzględnić specyficzną budowę atomową nanorurek, zastosowano połączenie mechaniki molekularnej i kontynualnej. Metoda polega na zastąpieniu dyskretnej struktury nanorurki przez model MES w postaci ramy przestrzennej przez porównanie potencjalnej energii molekularnej i sprężystej energii odkształcenia obu modeli, podlegających małym odkształceniom sprężystym. Trójwymiarowy model ramy jest następnie zastąpiony jednowymiarową belką, która reprezentuje wzmocnienie w reprezentatywnym elemencie objętościowym (RVE) rozważanego kompozytu. Własności nanokompozytu wyznacza się, modelując i analizując RVE połączoną metodą elementów brzegowych i skończonych (MEB/MES). Osnowa modelowana jest MEB jako ciało dwuwymiarowe, natomiast nanorurki MES za pomocą elementów belkowych. Badano wpływ falistości oraz kształtu pojedynczych lub wielu podobnie zorientowanych nanorurek na własności kompozytu. Rozważano sinusoidalne lub dowolne kształty wzmocnienia. Badano także wpływ udziału objętościowego wzmocnienia oraz stosunku modułów Younga osnowy i nanorurek na własności sprężyste kompozytu.

6

Charakterystyka własności sprężystych skał mioceńskich z otworu N-4 w oparciu o badania wykonane defektoskopem ultradźwiękowym UMT-17

Cebulski D., Madej K.

Prace Instytutu Nafty i Gazu

|

2008

|

nr 150 wydanie konferencyjne

479--484

PL

W ramach badań nad własnościami dynamicznymi dla otworu N-4 przeprowadzono pomiary propagacji fal sprężystych podłużnych i poprzecznych. Badania wykonano defektoskopem ultradźwiękowym typu UMT-17. Utwory mioceńskie pochodzące z badanego otworu wykazywały bardzo słabą zwięzłość, charakteryzowały się dużymi współczynnikami porowatości (Kpm=35,62%). Prędkość fal podłużnych zmieniała się generalnie w podobnych przedziałach wartości od ok 1600 m/s do ok. 2100 m/s, natomiast wyróżniały się 3 grupy różniące się prędkościami fal poprzecznych. Wartości średnie prędkości poprzecznych poszczególnych grup wyniosły odpowiednio Vsśr1=1095 m/s; Vsśr2=1157 m/s; Vsśr3=1264 m/s. W oparciu o badania laboratoryjne wyznaczono również dynamiczne moduły sprężyste.

EN

Within investigation of dynamic properties of Miocene rocks from borehole N-4 there were done measurements of P and S velocities' propagations. Measurements were done using ultrasonic tester UMT-17. These rocks were very slightly cemented and had big porosity (Kpmax = 35,62°/o). The longitudinal velocities were similarly changing from 1600 m/s to 2100 m/s but shear velocities were different and were discriminated in 3 groups with average velocity respectively: first Vsśr1=1095 m/s, second Vsśr=1157 m/s and third Vsśr3=1264 m/s. On the basis of laboratory data the elastic dynamic modulus were determined.

7

On Finite Element Modelling of Architectural Fabrics for Ganging Roofs

Ambroziak A., Kłosowski P., Woźnica K.

Machine Dynamics Problems

|

2006

|

Vol. 30, No. 2

7-17

EN

This paper deals with the constitutive modelling and identification of coated woven fabrics properties. The authors give brief characterization of the constitutive models used for the material modelling and discuss in details the fundamental equations of the dense net model. The special identification method of the non-linear elastic properties of the coated fabric is presented. The material parameters are determined on the base of uniaxial tensile tests in the warp and weft directions. For the identification process, techniques using the least squares method are applied. Additionally, the results of the uniaxial tension tests are compared with biaxial tension tests.

8

Friction Between a Body with an Elastic Layer and Vibrating Surface

Majewski T., Saenz J. A., Sokołowska R.

Machine Dynamics Problems

|

2006

|

Vol. 30, No. 2

103-112

EN

This paper presents the behavior of an object that contacts a vibrating plane through an elastic layer. The Coulomb model of friction is used. The aim of this paper is to show how the vibration and elasticity of the contact zone change the magnitude of the coefficient of friction. Consequently, an equivalent friction coefficient is defined. During the analysis and simulation for different parameters of vibration, the presence of stick-slip phenomenon for a specific range of the pushing force is noted. For some ranges of vibration of the base, dry friction can be presented as an equivalent viscous damping.

9

The influence of internal restrictions on the elastic properties of anisotropic materials

Kowalczyk-Gajewska K., Ostrowska-Maciejewska J.

Archives of Mechanics

|

2004

|

Vol. 56, nr 3

205-232

EN

The influence of internal restrictions on the elastic properties of anisotropic materials described by Hooke's law is discussed. Spectral decomposition of the stiffness tensor and the compliance tensor is applied. Possible types of restrictions imposed on the deformation modes are considered. An algorithm for accounting for these restrictions in a constitutive law that minimizes stiffening of the material is proposed. As examples, the volume-isotropic materials and fiber-reinforced materials are analyzed.

10

Zastosowanie metody elementów skończonych do wyznaczania własności sprężystych kompozytów z włóknami węglowymi.

Błażewicz S., Błocki J., Michałowski J., Piekarczyk J., Stodulski M., Żychowski P.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 6

1041-1045

PL

W pracy zostały określone efektywne własności sprężyste materiałów kompozytowych metodami numerycznymi, wykorzystując do tego celu program ANSYS, który bazuje na metodzie elementów skończonych. Analizowano mikroskopowy model materiału kompozytowego o jednokierunkowym ułożeniu włókien, które w przekroju poprzecznym kompozytu mogą tworzyć tzw. układy regularne, heksagonalne lub innego typu, zachowując warunek periodyczności. Rozważono w trójwymiarowym cylindrycznym układzie współrzędnych reprezentatywną objętość kompozytu w postaci pierścienia, gdzie kierunek włókien pokrywa się z kierunkiem obwodowym, a pozostałe dwa kierunki, tj. promieniowy i osiowy są prostopadłe do kierunku ułożenia włókien. Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla czterech przypadków obciążenia: jednokierunkowego rozciągania w kierunku prostopadłym do kierunku ułożenia włókien; dwukierunkowego rozciągania w kierunkach prostopadłym do kierunku ułożenia włókien; jednokierunkowego rozciągania w kierunku zgodnym z kierunkiem ułożenia włókien; ścinania wzdłuż włókien. Określone w ten sposób wartości stałych materiałowych porównano z wartościami obliczonymi z rozwiązań analitycznych dla różnych udziałów objętościowych włókien izotropowych.

EN

Numerical methods with the use of ANSYS program, based on finite element method, to determine effective elastic properties of composite materials, have been used. Microscopic composite model with undirectional array of fibers was analyzed. Regular, hexagonal and other systems of fibers arrangement in the cross section of composite under condition of periodicity were taken into account. Representative composite volume in the form of ring, in three dimensional cylindrical geometry was considered. In this geometry the fibers direction corresponded with the circumferential direction of ring, whereas two other directions, namely radial and axial were perpendicular to the fibers array. Numerical calculations for four types of loading were made: unidirectional stretching perpendicularly to the fibers direction, two- directional stretching perpendicularly to the fibers direction, unidirectional stretching along the fibers, and shearing along the fibers.

11

Ultradźwiękowe badania jednorodności własności sprężystych metali technicznych

Deputat J., Adamski M.

Dozór Techniczny

|

2001

|

z. 6

131--136

12

Budowa metali a ich własności sprężyste.

Zimpel J.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 6

627-631

PL

Zaproponowano sposób obliczania modułu Younga metali krystalizujących w układzie regularnym powierzchniowo-centrycznym i przestrzennie centrycznym oraz w układzie heksagonalnym. Obliczeń dokonano przyjmując pewne założenia oparte na modelu atomu Bohra i stosując znane zależności budowy sieci krystalograficznej tych metali. Obliczone wartości modułu Younga odbiegają najwyżej o 25% od wartości wyznaczonych empirycznie. Różnice te mogą być spowodowane anizotropią metali i budową polikrystaliczną metali technicznych. Rozważania teoretyczne skonfrontowano ze zwykłymi obliczeniami naprężeń rozciągających, które wykazują podobne odchylenia od obliczonych teoretycznie, co obliczony moduł Younga. Wyznaczono też energię promieniowania powstałą wskutek zmiany orbity elektronów na niższy poziom energetyczny zgodnie z II postulatem Bohra. Energia ta jest w przybliżeniu 20 razy większa niż praca włożona w rozciąganie próbki. Tłumaczyć to należy równaniem Einsteina mówiącym, że defekt masy proporcjonalny jest do energii promieniowania. Zjawisko to można by wykorzystać do wytwarzania energii.

EN

New calculation method of Young modulus for metals crystallizing in face-centred cubic lattice (FCC) and body-centred cubic lattice (BCC) as well as hexagonal lattice is proposed. Calculation are carried out taking in account some assumption based on Bohr model of an atom and generally accepted relationships in crystal lattices of metals. Calculated and empirically measured values of Young modula for copper, gold, silver, aluminium, iron, nickel, titanium and zinc are give. Difference between measured and calculated values, not exceed 25%. Those differences may be caused by metal anisotropy and polycrystalline structure of technical metals. Theoretical considerations are confronted to normal calculation of tensile stresses, which give similar differences to theoretical calculations as calculated Young modulus. There is also determined the radiation energy, which arose during electron jump to a lower energy level due to II Bohr postulate. This energy is nearly 20 times higher to mechanical work needed to stretching a specimen. This phenomenon may be explained by Einstein equation saying that the mass defect is proportional to radiation energy and may be used to energy generation.