Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Tribological Properties of Graphene Oxide-Metal-Carbon Composites

Muzyka R., Duda P., Robak Z., Kaptacz S., Drewniak S.

Tribologia

|

2018

|

nr 5

53--64

EN

Cu-C composites are materials used for the production of brushes, contacts, and pressing shoes for electric machines due to their mechanical and wear properties. These characteristics include good thermal and electrical conductivity, a low coefficient of friction, and lubricity under varying operating conditions. Currently, graphite and copper nanopowder based materials are used as a metal-carbon material in different ratios of these components. Graphite content in this kind of material has a positive effect on the smaller consumption of, e.g., rings and commutators. In contrast, a material without graphite content is used at high current densities. The examples of such machines are a DC motor starter or generators for electrolysis characterized by large current and low voltage. The present study tested the effect of graphene oxide (rGO) content on tribological properties in contact with steel in Cu-C composites. Tests were conducted on a ball-on-disk apparatus in conditions of dry friction. Disk wear and surface geometrical structure parameters (SGP) of the samples after tribological tests were determined on the basis of measurements made on the Talysurf.3D contact profilometer from Taylor Hobson. Damage mechanisms were identified and their relationships with structural characteristics were deducted. The hardness of Cu-C materials was higher than in copper. Cu-C based materials produce a better improvement of wear resistance, while the wear resistance of the graphene oxide based composites also decreased.

PL

Kompozyty Cu-C są materiałami używanymi do produkcji szczotek, styków i ślizgów do maszyn elektrycznych ze względu na ich dobre właściwości mechaniczne i odporność na zużycie. Cechy te obejmują dobre przewodnictwo cieplne i elektryczne, niski współczynnik tarcia i samosmarność w różnych warunkach roboczych. Obecnie grafit i nanoproszek na bazie miedzi są stosowane jako materiały kompozytowe metal–węgiel w różnych proporcjach. Obecność grafitu w tym rodzaju materiału ma pozytywny wpływ na mniejsze zużycie np. pierścienia i komutatora. Materiały bez dodatku grafitu na ogół są stosowane podczas używania dużych gęstości prądu. Przykładami takich maszyn są rozrusznik silnika prądu stałego lub generatory do elektrolizy charakteryzujące się dużym prądem i niskim napięciem. W niniejszym artykule zbadano wpływ zawartości tlenku grafenu (rGO) w kompozytach Cu-C na właściwości tribologiczne w kontakcie ze stalą. Testy przeprowadzono na urządzeniu z kula–tarcza w warunkach tarcia technicznie suchego. Zużycie tarcz i parametry struktury geometrycznej powierzchni (SGP) próbek po testach tribologicznych wyznaczono na podstawie pomiarów wykonanych na profilografometrze stykowym Talysurf 3D firmy Taylor Hobson. Zidentyfikowano mechanizmy uszkodzeń i powiązano z cechami strukturalnymi. Twardość materiałów Cu-C była wyższa niż w miedzi. Materiały na bazie Cu-C odznaczały się poprawą odporności na zużycie, podobnie jak kompozyty modyfikowane tlenkiem grafenu w porównaniu z materiałem osnowy.

2

Wpływ opadów atmosferycznych na bilans ścieków dopływających i odpływających z komunalnej oczyszczalni ścieków

Pawęska K., Duda P.

Inżynieria Ekologiczna

|

2018

|

Vol. 19, nr 6

49--56

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące ilości i jakości ścieków dopływających i odpływających z komunalnej oczyszczalni ścieków w Głogówku w okresie z opadem deszczu i bezopadowym. Dla danych współczynników spływu określono ilości wód deszczowych prowadzonych kanalizacją ogólnospławną oraz zaproponowano rozwiązania mające na celu ograniczenie ilości wód opadowych zasilających oczyszczalnię. Obserwacje prowadzono w okresie 2015–2017. Ilość ścieków poddawanych oczyszczaniu wyniosła 884,6 m3d-1, a pomierzone wartości maksymalnego dopływu do oczyszczalni stanowiły 84,5% wartości projektowej. Skuteczność oczyszczania w całym okresie obserwacji była wysoka i wyniosła odpowiednio 96,8% dla zawiesiny ogólnej, 98% dla BZT5 oraz 91,7% dla ChZT. Podczas trwania obserwacji nie zauważono wpływu zwiększonego dopływu wód deszczowych na jakość ścieków odprowadzanych do odbiornika. Poziom redukcji zanieczyszczeń w okresach zwiększonego dopływu ścieków kształtował się powyżej 90%. Zabiegi zwiększające retencyjność zlewni pozwalają ograniczyć dopływ wód opadowych o 41,3%.

EN

The paper presents the results of research on the quantity and quality of wastewater in municipal wastewater treatment plant in Głogówek in period with and without rainfall. For runoff coefficients, amount of rainwater collected with combined sewerage system was evaluated as well as solutions which could limited the rainwater collected by canalization were proposed. Observations were carried out in the period 2015–2017. The amount of wastewater treated in wastewater treatment plant in Głogówek was 884,6 m3d-1 and the maximum value of inflowing wastewater accounted 84,5% of the project value. The treatment efficiency in research period was high 96,8% for total suspension, 98% for BOD5 and 91,7% for COD respectively. During the observation period, the impact of increased inflow of rainwater on the outflow quality wasn’t observed. The reduction of pollution level in period with increased wastewater inflow was above 90%. The treatments that increased retention of the catchment allow to reduce inflow of rainwater by 41,3%.

3

An analysis of the steam superheater coil operation depending on different methods of coil support

Duda P., Felkowski Ł.

Technical Transactions

|

2017

|

Vol. 8(114)

187--192

EN

The paper presents the main types of power boiler steam superheater loads together with relevant standards applicable to superheater calculations. In the case of horizontal superheaters, due to their thermal expansion and assembly errors which are the effect of non-uniform support of the hanger tubes, extra loads are generated on the coil pipes. An FEM analysis performed for a selected superheater structure indicates that maximum stress values and the location where the stresses occur depend on the method of support of the superheater tubes. It is shown that maximum stresses in this structural element can be reduced by introducing appropriate tension of hanger bars supporting the superheater hanger tubes.

PL

W artykule przedstawiono główne rodzaje obciążeń przegrzewaczy pary kotłów energetycznych oraz normy obowiązujące przy ich obliczeniach wytrzymałościowych. W przypadku przegrzewaczy poziomych, ze względu na ich rozszerzalność cieplną oraz błędy montażowe spowodowane nierównomiernym zawieszeniem rur przegrzewacza następuje generowanie dodatkowych obciążeń na rurach wężownicy. Wykonana analiza MES dla wybranej konstrukcji przegrzewacza wykazała zależność maksymalnych naprężeń i ich miejsca występowania od sposobu zawieszenia rur przegrzewacza. Pokazano, że wprowadzenie odpowiednich naciągów w prętach wieszakowych podtrzymujących rury wieszakowe przegrzewacza może obniżyć maksymalne naprężenia w tym elemencie konstrukcyjnym.

4

An example of the application of Mössbauer spectroscopy for determination of concentration of iron in lyophilized brain tissue

Rzepecka P., Duda P., Giebułtowicz J., Sochacka M., Friedman A., Gałązka-Friedman J.

Nukleonika

|

2017

|

Vol. 62, No. 2

159--163

EN

Mössbauer spectroscopy is not routinely used for the determination of the concentration of iron. However, as this method does not need any pre-treatment of samples before measurements, it may be of extreme importance for the assessment of iron in samples, which can then be used for further investigations. Biological samples are a good example, however, as the concentrations of iron are very low in these, it is important to exclude possible artefacts from the background spectrum related to iron present in the counter and cryostat windows. The aim of this study was to compare two methods of determination of the amounts of iron in investigated sample: one, in which the background spectrum was subtracted from the sample spectrum measured, and the other, in which the obtained non-elaborated spectrum was fitted with two doublets – a doublet for the measured sample and a doublet for the background spectrum. Three samples containing known amounts of natural iron (400, 800 and 1600 µg) and a sample of lyophilized human brain tissue obtained from globus pallidus were assessed. Both methods led to the creation of a very good calibration curve with a correlation coefficient of 0.99. Although both methods gave similar results for the concentration of iron in the sample, the subtraction of the background spectrum had a significantly lower error of the final result.

5

Tribological characteristics of carbon materials subjected to annealing intended for use in heart valves

Duda P., Jurkiewicz K., Kaptacz S., Salwa P.

Tribologia

|

2016

|

nr 3

49--60

EN

Carbon materials such as glassy carbon or C/C composites do not always meet the requirements set down for them in technical and biomechanical applications. The most important problem of the manufacturing process that the authors have managed to overcome was the elimination of internal cracks, which cause splitting, in the finished samples. The resulting uniform research material, due to the extremely sensitive implantation site, must meet the following numerous requirements: have high mechanical and chemical strength, exhibit biotolerance, and have high resistance to tribological wear. The paper presents the results of tribological, stereometric, and micromechanical tests of carbon materials that were annealed in a graphite furnace at temperatures of 1500°C, 2000°C, and 2500°C. In order to analyse tribological characteristics, a methodology for performing tests on the ball-on-disk apparatus (T-01 testing machine) was developed that reflect load conditions prevailing in the real node. The tribological tests of glassy carbon confirmed predictions that the temperature of manufacturing has a big impact on its tribological properties, and a higher temperature of annealing does not always improve the material properties.

PL

Materiały węglowe typu węgiel szklisty lub kompozyt C/C nie zawsze spełniają wymagania im stawiane w zastosowaniach technicznych i biomechanicznych. Najistotniejszym problemem procesu wytwarzania, który udało się autorom pokonać było wyeliminowanie pęknięć wewnętrznych w gotowych próbkach powodujących ich podzielenie. Uzyskany jednolity materiał badawczy ze względu na niezwykle newralgiczne miejsce wszczepienia musi spełniać liczne wymagania: wykazywać wysoką wytrzymałość mechaniczną i chemiczną, biotolerancję oraz wysoką odporność na zużycie tribologiczne. W pracy przedstawiono wyniki badań tribologicznych, stereometrycznych i mikromechanicznych materiałów węglowych, które zostały wygrzane w piecu grafitowym, w temperaturach odpowiednio: 1500°C, 2000°C i 2500°C. W celu przeprowadzenia analiz charakterystyk tribologicznych opracowano metodykę badań na stanowisku kula-tarcza (tester T-01), która powinna odzwierciedlić warunki obciążeniowe panujące w rzeczywistym węźle. Przeprowadzone badania tribologiczne węgla szklistego potwierdziły przypuszczenia, iż temperatura wytwarzania tego materiału ma duży wpływ na jego własności tribologiczne, a wyższa temperatura wygrzewania nie zawsze oznacza poprawę właściwości materiału.

6

Zastosowanie inżynierii odwrotnej w modelowaniu protez stawów

Sikorski S., Duda P., Dulęba K., Wróbel Z.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 12

1912--1913

PL

Przedstawiona praca jest przykładem wykorzystania nowoczesnych urządzeń typu skanery 3D oraz drukarki 3D w procesie modelowania protez stawów. Stosowanie metod przyrostowych pozwala na tworzenie wyrobów wykonanych z różnych materiałów w zależności od użytej technologii druku 3D. Pozwala to wykonywać przedmioty pod konkretne zastosowania bądź osoby. W artykule autorzy przedstawili wykorzystanie technologii inżynierii odwrotnej do zamodelowania endoprotezy stawu biodrowego, która będzie wykonana dla konkretnego pacjenta.

EN

This paper is an example of using reverse engineering to modeling hip implant. In this article the authors present used of 3D scanners and 3D printer in medical applications. Reverse engineering allow to created hip implant which are match to specific patient.

7

Analiza jakości wypełnienia druku FFF za pomocą mikrotomografii komputerowej

Duda P., Perek M., Sikorski S., Wróbel Z.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 12

1924--1925

PL

Niniejsza praca jest przykładem wykorzystania mikrotomografii w inżynierii odwrotnej oraz w diagnostyce i kontroli jakości. W artykule autorzy przedstawili analizy jakości wykonania modeli 3D wydrukowanych na dwóch urządzeniach. Modele wykonano z jakością wypełnienia 100%. Badania wykonane na mikrotomografie komputerowym uwidaczniają niedoskonałości wykonania, kształtu i porowatość wewnętrzną druku. Do analiz wykorzystano skrypt napisany w programie Matlab.

EN

This paper is an example of using microtomography in reverse engineering as well as diagnosis and quality control. In this article the authors present the analysis of quality of 3D models printed using two devices. The models have been made with 100% fill factor. The study performed using computed microtomography highlight the imperfections of execution, shape and internal porosity of the print. The analysis has been performed using a script written in Matlab.

8

Mechanical Properties of Graphene Oxide–Copper Composites

Duda P., Muzyka R., Robak Z., Kaptacz S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2A

863--868

EN

Due to their characteristics, sintered Cu-C composites are materials used in electrical equipment. These characteristics include high electrical conductivity, thermal conductivity and excellent resistance to abrasion. Currently, graphite nanopowder is used successfully as a carbon material. Metal-graphite, which is created on its basis, exists in different proportions of graphite to metal. A larger graphite content has a positive effect on smaller wear of commutators and rings. In contrast, a material with a higher copper content is used at high current densities. An example of such machines is a DC motor starter characterized by low voltage and large current. Tribological properties of Cu-C composites depend on the form of carbon they include. Owing to the capability to manufacture graphene, it has become possible to produce composites with its content. The present study tested the effect of a graphene oxide content on tribological properties in contact with steel. Tests were conducted on a ball-on-disk apparatus in conditions of dry friction. Microscopic observation was performed on the Hitachi SU70 field emission electron microscope. EDS analyses were performed using the Thermo Scientific X-ray Microanalysis system. Disk wear and surface geometrical structure parameters (SGP) of the samples after tribological tests were determined on the basis of measurements made on the Talysurf 3D contact profilometer from Taylor Hobson.

9

Wykorzystanie metody minimalizacji generowania entropii w optymalizacji jednokanałowych kriogenicznych linii przesyłowych

Duda P.

Zeszyty Energetyczne

|

2015

|

T. 2

95--108

PL

Publikacja prezentuje sposoby transportu najczęściej spotykanych skroplonych gazów takich, jak: azot, tlen, argon i gaz ziemny. Wskazuje na korzyści wynikające z wykorzystania rurociągów kriogenicznych jako wygodnego i ekonomicznego sposobu transportu gazów w postaci ciekłej. W treści opisano budowę poszczególnych podzespołów jednokanałowych rurociągów kriogenicznych. Wymieniono również stosowane materiały konstrukcyjne. Przedstawiono metodę minimalizacji generowania entropii jako sposób optymalizacji jednokanałowych rurociągów kriogenicznych. Uzyskane wyniki przedstawiono na przykładzie rurociągów transportujących trzy wybrane, wysokowrzące czynniki kriogeniczne.

10

Modeling of stress state in thick walled pressure element based on European Standards and proposed creep equation

Duda P., Felkowski Ł.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2015

|

Y. 112, iss. 2-M

59--66

EN

The elements subjected to high temperatures are exposed to phenomena such as the creep, where timedependent properties of materials should be considered. Many devices of the steam boiler work in creep conditions, what limits the time of their work. The chosen thick-walled superheater header is exposed to a high temperature and pressure and therefore it should be designed according to the European Standards. In this article, the standard requirements for a component operating in creep conditions are presented, and the FEM analysis is performed. In the FEM analysis, the proposed creep equation is used based on the results obtained from experimental tests.

PL

Elementy poddane wysokim temperaturom są narażone na zjawiska, takie jak pełzanie, gdzie czasowo zależne własności materiałowe powinny być uwzględnione. W kotłach parowych duża część urządzeń pracuje w warunkach pełzania, co ogranicza czas pracy tych części ciśnieniowych. Wybrana do analizy grubościenna komora wylotowa przegrzewacza pary jest narażona na działanie wysokiej temperatury oraz ciśnienia, dlatego też projektuje się ją zgodnie z Normami Europejskimi. W artykule zaprezentowano wymagania normowe dla komór pracujących w warunkach pełzania oraz przedstawiono analizę MES. W analizie MES wykorzystano zaproponowane równanie pełzania, bazując na wynikach eksperymentalnych.

11

Modeling of gas flow through valve (CRV)

Duda P., Duda R.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2015

|

Y. 112, iss. 2-M

49--57

EN

The aim of this work is to calculate the effective area of a compressor recirculation valve. Analytical solution and numerical modeling for compressible flow through a valve will be presented. Critical parameters of flow will be determined. Numerical modeling will be performed using ANSYS FLUENT. The results of the numerical solution will be compared with the analytical solutions.

PL

Celem artykułu jest obliczenie powierzchni efektywnej zaworu recyrkulacji. Przedstawione zostaną rozwiązywania analityczne oraz modelowanie numeryczne przepływu czynnika ściśliwego przez zawór. Wyznaczone zostaną parametry krytyczne przepływu. Modelowanie numeryczne przeprowadzone będzie za pomocą programu ANSYS FLUENT. Wyniki z rozwiązania numerycznego porównane zostaną z rozwiązaniami analitycznymi.

12

Analysis of Superheater Work Under Creep Conditions

Duda P., Felkowski Ł.

Acta Energetica

|

2015

|

nr 1

46--56

EN

The aim of this article is work modelling of superheater SH3. It is made of the austenitic stainless steel Super 304H. Its design temperature T is 604 C, and the design pressure P acting on the inner surface of the pipes is 284 bar. The high temperature is the reason of the superheater work under creep conditions. In this article calculations of the optimally mounted coil superheater SH3 are presented. The calculations are carried out first on the basis of the applicable European standards and with the help of the Auto Pipe program. Then, calculations are performed using the ANSYS program based on conducted creep tests and proposed creep equation. The coefficients in creep equation are determined based on the research conducted at the Instytut Metalurgii Żelaza in Gliwice. The model approximates the creep strain as the function of time and stress and this function is presented in the form of a three-dimensional surface . The results of calculations by both methods will be compared and conclusions will be presented. The performed analyzes can estimate the superheater coil remnant life and the usage after the selected time of its operation.

PL

Celem artykułu jest modelowanie pracy wężownicy przegrzewacza pary SH3. Wykonany jest on ze stali austenitycznej Super 304H. Temperatura obliczeniowa T przegrzewacza SH3 to 604oC, zaś ciśnienie obliczeniowe P, działające na wewnętrzną powierzchnię rur, wynosi 284 bary. Wysoka temperatura pracy sprawia, że przegrzewacz pracuje w warunkach pełzania. W artykule zostaną przedstawione obliczenia wytrzymałościowe dla optymalnie zamocowanej wężownicy przegrzewacza pary SH3. Obliczenia będą prowadzone najpierw na podstawie obowiązujących norm europejskich i za pomocą programu Auto Pipe. Następnie zostanie przedstawione modelowanie pracy wężownicy przegrzewacza przy wykorzystaniu programu ANSYS na podstawie przeprowadzonych prób pełzania i proponowanego równania pełzania. Współczynniki w równaniu są wyznaczone na podstawie badań przeprowadzonych w Instytucie Metalurgii Żelaza w Gliwicach. Opracowany model aproksymujący odkształcenia pełzania w zależności od czasu i naprężeń będzie pokazany w postaci trójwymiarowej powierzchni. Przedstawione zostanie porównanie wyników uzyskanych z obu metod oraz wynikające z tego porównania wnioski. Przeprowadzone analizy pozwolą na oszacowanie czasu pracy rur przegrzewacza oraz określenie jego zużycia dla wybranego czasu eksploatacji.

13

Eksperymentalna weryfikacja metody rozwiązywania odwrotnego problemu przewodzenia ciepła

Duda P.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2014

|

z. 86 [290], nr 2

191--198

PL

W elementach urządzeń energetycznych bardzo często pojawiają się problemy z określeniem niektórych warunków brzegowych. Przybliżone oszacowanie trudnych do określenia warunków brzegowych, w celu rozwiązania problemu metodą bezpośrednią, może doprowadzić do istotnych błędów. W niniejszej pracy przedstawiona zostanie metoda odwrotna, pozwalająca na możliwie dokładne wyznaczenie nieustalonego pola temperatury pomimo nieokreślonych niektórych cieplnych warunków brzegowych. Metoda oparta jest na bilansowej metodzie elementów skończonych. Metoda może być zastosowana przy rozwiązywaniu prostych zagadnień jednowymiarowych oraz prostych i skomplikowanych zagadnień dwuwymiarowych. Przedstawione będą dwie doświadczalne weryfikacje metody: jednowymiarowa i dwuwymiarowa.

EN

In some elements of power equipment occur problems with identifying some boundary conditions. Approximate estimate of a difficult to deter mine boundary condition, in order to solve the problem by using direct method, can lead to significant errors. In this paper, the reverse method is presented which can be used for possible accurate determination of the transient temperature field in spite of some unspecified thermal boundary conditions. The method can be used for solving simple one-dimensional problems and both simple and complex two-dimensional problems. Two experimental verifications of the proposed method are shown in this paper: one-dimensional and two-dimensional.

14

Charakterystyki tribologiczne materiałów węglowych przeznaczonych na płatki zastawek serca

Duda P., Jurkiewicz K., Kaptacz S., Szymańska J.

Tribologia

|

2014

|

nr 3

9--18

PL

Do produkcji elementów mechanicznych zastawek serca są stosowane różnego typu materiały węglowe (węgiel szklisty lub kompozyt C/C). Ze względu na niezwykle newralgiczne miejsce ich wszczepienia muszą one spełniać liczne wymagania: wykazywać wysoką wytrzymałość mechaniczną i chemiczną, biotolerancję oraz wysoką odporność na zużycie tribologiczne. W pracy przedstawiono wyniki badań tribologicznych i mikromechanicznych materiałów węglowych na różnym etapie ich wytwarzania. W celu przeprowadzenia analiz charakterystyk tribologicznych opracowano metodykę badań na stanowisku kula–tarcza (tester T-01), która może posłużyć do porównania z wynikami uzyskanymi na nanotribometrach.

EN

Carbon materials (glassy carbon or C/C composite) are used for the production of mechanical heart valves. Due to the extremely sensitive place of their implantation, they must meet numerous requirements: mechanical strength, chemical resistance, biotolerance, and a high resistance to tribological wear. The paper presents tribological and micromechanical research results of carbon materials at various stages of their production. In order to perform the analysis of tribological characteristics, the measurement methodology for the ball-on-disk tester (T-01) has been developed. This may allow a comparison of the results obtained with those received on the nanotribometers.

15

Modelowanie zjawiska pełzania oraz symulacja pracy wybranych elementów przegrzewacza pary części ciśnieniowej kotła o nadkrytycznych parametrach pracy

Dobrzański J., Duda P., Mirecki L.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2014

|

T. 66, nr 3

29--41

PL

Przedstawiono wybrane wyniki badań uzyskane w projekcie rozwojowym pt. „Ocena zachowania się i prognoza długotrwałej pracy stali nowej generacji na elementy kotłów eksploatowanych powyżej temperatury granicznej” [1], w zakresie zbudowania modeli zjawiska pełzania, które to modele wraz z zaproponowaną analizą numeryczną posłużyły do opracowania sposobu wyznaczania trwałości eksploatacyjnej elementów o zróżnicowanej geometrii do pracy w części ciśnieniowej kotłów o parametrach nadkrytycznych (ciśnienie do 28,5 MPa; temperatura do 620oC) wykonanych z wybranych stali, a w szczególności: wysokochromowych stali martenzytycznych o zawartości 9 i 12% Cr w gatunkach X10CrMoVNb9-1 (P91), X12CrCoWVNb12-2-2 (VM12SHC) oraz austenitycznej stali chromowo-niklowej w gatunku X10CrNiCuNb18-9-3 (Super 304H), co jest drugą częścią opracowania. W pierwszej części przedstawiono sporządzone charakterystyki materiałowe badanych stali, omówiono zaproponowaną metodologię oceny stanu materiału i jego stopnia wyczerpania (zmiany obrazu mikrostruktury, zmiany składu fazowego wydzieleń, model ewolucji mikrostruktury, klasyfikacja mikrostruktury) oraz narzędzia do jego oceny [2]. W omawianej części opracowania zaprezentowano zbudowane dla badanych stali modele zjawiska pełzania: – Garofalo (Soderberga) opisujące I i II etap pełzania przy stałym naprężeniu oraz w stałej temperaturze, – własne modele opisujące odkształcenie pełzania dla I, II i III etapu pełzania przy stałym naprężeniu i w stałej temperaturze, – modele opisujące zależności czasu do zniszczenia od naprężenia dla wybranych stali, – modele opisujące prędkości pełzania w stanie ustalonym od wartości naprężenia dla wybranych stali. Na ich podstawie zaproponowano matematyczne modele odkształcenia pełzania w funkcji czasu i naprężenia dla wszystkich trzech analizowanych stali. Przedstawiono analizę wytężenia wybranych elementów konstrukcyjnych o zróżnicowanej geometrii: kolektora wylotowego wykonanego ze stali P91, przegrzewacza SH3 wykonanego ze stali Super 304H i przegrzewacza SH3 wykonanego ze stali VM12SHC, w oparciu o uprzednio wykonaną przez wytwórcę kotłów dokumentację projektową. Wykonana analiza przy wykorzystaniu metody elementów skończonych pozwoliła na wskazanie miejsc koncentracji naprężeń w tych elementach konstrukcyjnych. Przeprowadzona analiza numeryczna pozwoliła na określenie rozkładu odkształceń i naprężeń w nowych elementach konstrukcyjnych oraz takich, w których jest już widoczny wpływ postępującego procesu pełzania, a ponadto na symulację pracy wybranych elementów krytycznych w czasie znacznie przekraczającym czas przeprowadzonych prób pełzania. Modelowano pracę elementów urządzeń do 200 000 godzin pracy, podczas gdy najdłuższe próby pełzania zrealizowane w ramach projektu trwały około 25 000 godzin.

EN

This paper presents selected investigation results obtained in the development project “The assessment of behaviour and forecast about long-term operation of new-generation steel for components of boilers operated above limit temperature” with regard to building the creep effect models which, along with proposed numerical analysis, were used for development of the method for determination of life time of elements with different geometry intended for operation in the pressure part of boilers with supercritical parameters (pressure up to 28.5 MPa; temperature up to 620oC) made of selected steels, in particular: high-chromium martensitic steels containing 9 and 12% of Cr – grades X10CrMoVNb9-1 (P91) and X12CrCoWVNb12-2-2 (VM12SHC), and austenitic chromium-nickel steel – grade X10CrNiCuNb18-9-3 (Super 304H), which is the second part of the study. In the first part, the material characteristics developed for selected steels were presented, the proposed methodology for the assessment of material condition and exhaustion extent (changes in the image of microstructure, changes in phase composition of precipitates, microstructure evolution model, microstructure classification) and the assessment tools were discussed [1]. In this part of the study, the following creep effect models built for the examined steels were presented: – Garofalo (Soderberg) model describing stage I and II of the creep at constant stress and constant temperature, – own models describing creep strain for stage I, II and III of the creep at constant stress and constant temperature, – models describing the relationships between time to destruction and strain for selected steels, – models describing steady-state creep rates depending on stress values for selected steels. On the basis of these, the mathematical models of creep strain as a function of time and stress for all the three analysed steels were proposed. The effort analysis for selected structural components with different geometry: discharge collector made of P91 steel, SH3 superheater made of Super 304H steel and SH3 superheater made of VM12SHC steel, was presented based on the design documentation prepared previously by the boiler manufacturer. The analysis made using the finite-element method allowed the points of stress concentration in these structural components to be indicated. The numerical analysis allowed the determination of strain and stress distribution in new structural components as well as those where the effect of progressing creep process was already visible, and moreover the operation simulation for selected critical elements within the time significantly exceeding that of completed creep tests. The operation of the equipment elements was modelled for up to 200,000 hours, while the longest creep tests performed as a part of the project were approx. 25,000 hours.

16

Wykorzystanie druku 3D do przystosowanie urządzeń dla potrzeb osób dysfunkcyjnych

Duda P., Służałek G., Wiatr A., Wróbel Z.

Mechanik

|

2014

|

R. 87, nr 2CD

PL

Aktywizacja osób niepełnosprawnych często wymaga dedykowanego dla nich sprzętu. Przykładem możliwej personalizacji jest zaprojektowanie elementów urządzeń oznakowanych alfabetem Braille’a lub drukiem wypukłym w oparciu o standardowe wyroby przemysłowe. W pracy przedstawiono wykorzystanie druku 3D do aktywizacji osób niepełnosprawnych. Zaprezentowano przykładowe urządzenia komercyjne (panel drukarki, odtwzracz MP3 i panel pralki) przed i po przystosowaniu. Modele wykonano w programie SolidWorks przy zastosowaniu skanowania 3D i inżynierii odwrotnej.

EN

Activation of people with disabilities often require dedicated hardware for them. An example of personalization is possible to design a device components labeled in Braille or embossed lettering on the basis of standard industrial products. This paper presents the use of 3D printing to the activation of the disabled. Exemplary commercial equipment (panel printer, MP3 player and washing machine control panel) before and after adjustment. Models made in SolidWorks using 3D scanning and reverse engineering.

17

Wizualizacja wybranych modeli warstw tlenkowych z wykorzystaniem programu solidworks

Służałek G., Duda P.

Mechanik

|

2014

|

R. 87, nr 2CD

PL

W artykule przedstawiono przegląd wybranych modeli anodowej warstwy tlenkowej. Na podstawie modeli literaturowych i badań własnych autorzy zaproponowali model 3D warstwy tlenkowej. Modele te mogą być wykorzystane do analizy warstw metodami symulacji komputerowej (FEM).Warstwa tlenkowa została wytworzona na stopie EN-AW- 5251 i zamodelowana w programie SolidWorks.

EN

This paper presents an overview of selected models of anodic oxide layer. Based on models of the literature and our own authors proposed a 3D model of the oxide layer. These models can be used to analyze the layers of a computer simulation method (FEM). Oxide layer was formed on the alloy EN-AW-5251 and modeled in SolidWorks.

18

Wykorzystanie RP do personalizacji urządzeń peryferyjnych dla osób dysfunkcyjnych

Duda P, Służałek G, Kubica M

Mechanik

|

2013

|

R. 86, nr 2CD

PL

Aktywizacja osób niepełnosprawnych często wymaga dedykowanego dla nich sprzętu. Przykładem możliwej personalizacji jest zaprojektowanie urządzenia peryferyjnego oznakowanego alfabetem Braille’a w oparciu o standardowe podzespoły elektroniczne. W pracy przedstawiono możliwości szybkiego prototypowania z wykorzystaniem wydruku trójwymiarowego metoda FDM. Zaprezentowano proces modelowania w programie CAD myszki komputerowej dedykowanej dla osób z dysfunkcja wzroku. Modyfikacje zostały wykonane na podstawie dostępnego w sprzedaży modelu myszki komputerowej.

EN

Elicitation of people with disabilities often require dedicated hardware for them. An example of personalization is design of a peripheral device with Braille code by using standard electronic components. This paper presents the possibility of rapid prototyping three-dimensional printing by using FDM method. Presented modelling of a dedicated computer mouse for people with visual dysfunction. Modifications were made on the basic computer mouse model.

19

Modeling of steady and transient temperature distribution in the device for measuring the thermal conductivity

Duda P., Duda R.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2013

|

R. 110, z. 1-M

73--80

EN

The aim of this paper is the presentation of the method for thermal conductivity measurement and numerical modeling of temperature distribution in apparatus for measuring the thermal conductivity. Experimental studies will be carried out in transient state until the steady state heat conduction in apparatus is achieved. The calculated and measured temperature distribution will be compared. The time to steady state in apparatus for different samples will be estimated based on numerical and experimental results. The influence of the contact resistance between the sample and the measuring device will be analyzed.

PL

Celem artykułu jest pokazanie sposobu pomiaru współczynnika przewodzenia ciepła w ciałach stałych oraz przeprowadzenie modelowania rozkładu temperatury w przyrządzie pomiarowym. Przeprowadzone zostaną badania doświadczalne w stanach nieustalonych aż do momentu ustalenia się zjawiska przewodzenia ciepła. Przedstawione zostaną wyniki modelowania numerycznego w stanie nieustalonym. Porównane zostaną zmierzone i obliczone przebiegi temperatury. Zweryfikowany zostanie czas ustalenia się zjawiska przewodzenia ciepła w przyrządzie pomiarowym. Dodatkowo analizowany będzie wpływ oporów kontaktowych pomiędzy próbką i urządzeniem pomiarowym zarówno doświadczalnie jak i numerycznie.

20

Determination of allowable fluid temperature during start-up operation of outlet header under the assumption of constant and temperature-dependent material properties

Rząsa D., Duda P.

Archives of Thermodynamics

|

2013

|

Vol. 34, no. 3

3--14

EN

Modern supercritical power plants operate at very high temperatures and pressures. Thus the construction elements are subjected to both high thermal and mechanical loads. As a result high stresses in those components are created. In order to operate safely, it is important to monitor stresses, especially during start-up and shut-down processes. The maximum stresses in the construction elements should not exceed the allowable stresses that are defined according to boiler regulations. It is important to find optimum operating parameters, that can assure safe heating and cooling processes. The optimum parameters define temperature and pressure histories that can keep the highest stresses within allowable limit and reduce operation time as much as possible. In this paper a new numerical method for determining optimum working fluid parameters is presented. In this method, properties of steel can be assumed as constant or temperature dependent. The constant value is taken usually at the average temperature of the operation cycle. For both cases optimal parameters are determined. Based on these parameters start-up operations for both cases are conducted. During entire processes stresses in the heated element are monitored. The results obtained are compared with German boiler regulations - Technische Regeln fur Dampfkessel 301.