Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Description of Residual Stress Distribution in the Surface Layer After Heat Treatment and Shot Peening

Skalski Konstanty, Mońka Grzegorz, Filipowski Ryszard

Transactions on Aerospace Research

|

2023

|

Nr 3 (272)

28--39

EN

The stress distribution function in the surface layer is created as a result of using stress measurements on the surfaces of C45 steel samples after shot peening. Stresses were measured by X-ray diffraction with the use of the PSF-3M device from the Rigaku Company. For measuring residual stresses, subsequent layers of the top surface of the material were used as a basis, and these were obtained through electrochemical etching. The test results i.e. distance into the material, sample hardness, shot type, stress) were entered into the stepwise multiple regression program. A record of residual stresses was obtained in the form of the second-degree regression function of three independent variables with interactions. The obtained analytical form of the residual stress function was used in the FUNVAL3.EXE program to calculate the tabular values of stresses permeating into the material. For the analytical description of the stress distribution, the REGPOLY.EXE regression program was used, which creates a polynomial functional form of the residual stress distribution. The plot form of the residual stress distribution was obtained using the EXCEL Microsoft Office 2000 program.

2

Application of statistical analysis and functional assessment tests in patients after trochanteric fractures treated surgically in an individual rehabilitation programme

Skowronek Robert, Zawora Józef, Kwiatkowski Krzysztof, Skalski Konstanty

Acta Mechanica et Automatica

|

2021

|

Vol. 15, no. 3

132--142

EN

Physiotherapeutic procedures after surgical treatment of trochanteric fractures of femurs are a very important element of a post-operative management because they have a significant influence on the final result of physiotherapy. This is due to the nature of the frac-ture and the frequency of its occurrence. The aim of the work is, in particular, to determine the relationship between functional assessment scales in patients after trochanteric fractures treated surgically using extended statistical analysis including regression equations. Statistical analysis included a group of patients, which participated in a specialized programme of a post-operative procedure, called the ‘Individual’ Group. The matrix of research results, calculations of basic statistical measures, such as position, variability, interdependence, asymmetry and concentration were presented for this group. Regression equations representing the relationships between the considered variables, in particular concerning the applied scales and post-operative tests, were presented. Their purpose, mathematical interpretation, results of calculations and statistical tests were discussed. Attention was paid to the high correlation between the Parker and Mobility tests. The extended statistical analysis makes it possible to create an own system for assessing the treatment results of patients after trochanter-ic fractures are treated surgically.

3

Optimization of the structure of titanium scaffolds reproducing the concellous bone

Skalski Konstanty, Filipowski Ryszard

Inżynieria Powierzchni

|

2020

|

nr 3-4

5--12

EN

The paper presents the scopes of examination of the cancellous bone, 3D CAD design of scaffolds of the cancellous bone and their creation with a laser beam in SLM incremental technology. The geometrical size of the scaffold and the material feature corresponding to the Young's modulus are the parameters describing the porous structure of the cancellous bone. In the statistical analysis, these values are defined as independent variables. The physical properties of the scaffold are defined by the strength parameters determined by hardness (e.g. HIT, HM, HV and are dependent variables). The REGMULT multiple regression program was used to develop the research results. However, to optimize the porous structure of the scaffold, the single-criteria optimization program SYEQL3 was used.

PL

W pracy przedstawiono zakresy badania kości gąbczastej, projektowania 3D CAD rusztowań (skaffoldów) kości gąbczastej oraz ich tworzenia wiązką lasera w technologii przyrostowej SLM. Parametrami opisującymi porowatą strukturą kości gąbczastej są: wielkości geometryczne rusztowania oraz cecha materiałowa odpowiadająca modułowi Younga. Wielkości te w analizie statystycznej definiowane są jako zmienne niezależne Własności fizykalne rusztowania zdefiniowane przez parametry wytrzymałościowe (twardości, np. HIT, HM, HV) są zmiennymi zależnymi. Do opracowania wyników badań zastosowano program regresji wielokrotnej o nazwie REGMULT. Do optymalizacji struktury porowatej skaffoldu, wykorzystano program optymalizacji jednokryterialnej SYEQL3.

4

Wstępne badania zmian właściwości mechanicznych kompozytu polimer-grafen z wykorzystaniem cyfrowej korelacji obrazu

Makuch Anna, Mońka Grzegorz, Klimek Joanna, Skalski Konstanty

Inżynieria Powierzchni

|

2019

|

nr 4

22--34

PL

W pracy podjęto problem możliwości wykorzystania cyfrowej korelacji obrazu do oceny zmian właściwości mechanicznych kompozytu polimerowego z dodatkiem grafenu (1% wag) w postaci płatków. Próbki do próby jednoosiowego rozciągania zostały wytworzone w procesie selektywnego spajania laserowego z cząstek proszku poliamidu i grafenu wielopłatkowego. W przeprowadzonych testach przy wykorzystaniu systemu trójkamerowego rejestrowano zmienny rozkład odkształceń w heterogonicznym materiale kompozytu PA-G. Opracowane w procesie ewaluacji mapy – w szczególności odkształceń stycznych pozwoliły sformułować wnioski odnośnie wpływu obciążenia osiowego na zachowanie PA-G w czasie w obszarze polimerowej osnowy, aglomeratów grafenowych i ich interfejsu. Przeprowadzone badania pokazały, że technika cyfrowej korelacji obrazu stanowi doskonałe uzupełnienie tradycyjnych testów mechanicznych przy określaniu właściwości nowych kompozytów heterogenicznych, a w szczególności kompozytu poliamid-grafen. Obserwacja w trybie rzeczywistym zmian w mapie materiału umożliwia przeprowadzenie szczegółowych analiz złożonych aspektów mikromechanicznych.

EN

The problem of the possibility of using digital image correlation to assess changes in the mechanical properties of a polymer composite with the addition of graphene (1% by weight) in the form of flakes was taken up in the paper. Samples for uniaxial tensile testing were produced by selective laser sintering from polyamide powder particles and multi-flake graphene. In the tests carried out using the three-camera system, a variable strain distribution was recorded in the heterogenic PA-G composite material. Maps developed in the evaluation process – in particular, tangential deformations – allowed to conclude the impact of axial load on PA-G behaviour in time in the area of the polymer matrix, graphene agglomerates, and their interfaces. The research showed that the digital image correlation technique is a perfect complement to traditional mechanical tests when determining the properties of new heterogeneous composites, in particular, polyamide-graphene composite. Real-time observation of changes in the material map allows for a detailed analyzes of complex micromechanical aspects.

5

Pomiary naprężeń własnych tytanu Ti6Al4V po procesach kulowania na potrzeby inżynierii biomedycznej

Bańczerowski Jakub, Mońka Grzegorz, Skalski Konstanty

Inżynieria Powierzchni

|

2019

|

nr 4

10--17

PL

W pracy przedstawiono wyniki pomiarów naprężeń własnych odpowiednio przygotowanych próbek tytanu Grade 5 (Ti6Al4V). Próbki były uprzednio kulowane śrutem stalowym o średnicach 0,6 mm, i 1,2 mm i twardości 640 HV. Przeprowadzono pomiary naprężeń własnych metodą Waismana-Philipsa polegającą na pomiarze strzałki ugięcia próbki w próbie trawienia stopu tytanu Ti6Al4V w roztworze kwasu fluorowodorowego (HF) i siarkowego (H2SO4). Badanie przeprowadzono na stanowisku zaprojektowanym i wykonanym wcześniej w Instytucie Mechaniki Precyzyjnej (IMP). W celu oceny wpływu parametrów procesu kulowania na próbki wykonano pomiary chropowatości ich powierzchni przed trawieniem. Wyznaczenie wartości i rozkładów naprężeń własnych sprowadza się, jak nadmieniono, do określenia zmian krzywizny w funkcji zmian grubości badanej próbki, a następnie wykonaniu niezbędnych obliczeń. Wyniki pomiaru przemieszczeń w funkcji czasu oraz grubości próbek uzyskane po trawieniu posłużyły do wyznaczenia wartości naprężeń własnych w funkcji odległości od powierzchni próbki. Obliczenia wykonano przy pomocy programu NWW 11.

EN

The paper presents results of measurements of residual stresses of the properly prepared Grade 5 titanium (Ti6Al4V) samples. The samples previously underwent the process of shot-peening with steel shots with 0.6 mm, and 1.2 mm in diameter and 640 HV hardness. Measurements of residual stresses were carried out using the Waismman-Philips method consisting in measuring the sample deflection arrow in the etching test of Ti6Al4V titanium alloy in the solution of hydrofluoric acid (HF) and sulfuric acid (H2SO4). Tests were carried out on the stand designed and constructed earlier at the Institute of Precision Mechanics (IMP). In order to assess the impact of the shot-peening process parameters on the samples, roughness measurements of the surface before etching were carried out. Determining the values and distributions of the residual stresses is reduced, as mentioned, to determining the changes in curvature as a function of changes in the thickness of the sample tested, and then conducting the necessary calculations. The results of the measurement of displacements as a function of time and thickness of the samples obtained after etching were used to determine the value of residual stresses as a function of distance from the sample surface. Calculations were conducted with using the NWW.11 program.

6

Optymalizacja procesu technologicznego z wykorzystaniem planowanego eksperymentu

Skalski Konstanty, Filipowski Ryszard, Marciniak Mieczysław, Bańczerowski Jakub

Inżynieria Powierzchni

|

2019

|

nr 1

26--34

PL

Modelowanie procesów technologicznych stawia wciąż nowe wyzwania ośrodkom badawczym w problematyce, dotyczącej w szczególności aspektów matematycznych. W pracy podjęto w oparciu o wybrany proces technologiczny zagadnienie jego opisu fizycznego, w którym najogólniej były wielkości badane (poprzez zmienne niezależne) i wielkości wynikowe (jako zmienne zależne). Zaproponowane modele matematyczne dla wielu zmiennych odpowiadają równaniu (wielomianowemu) drugiego stopnia. Celem zaś identyfikacji szczegółowej postać modelu zaproponowano odpowiednio trzypoziomowy plan eksperymentu. W przykładowych rozważaniach przyjęto funkcję regresji dla czterech zmiennych niezależnych. Otrzymane równanie regresji dla zmiennych niezależnych i zależnych zweryfikowano statystycznie parametrami tj. współczynnikiem regresji wielokrotnej, testem Snedocora oraz t-Studenta. Finalna postać statystyczna modelu posłużyła do znalezienia warunków jego optymalizacji. Otrzymane punkty ekstremalne oraz ekstremalna wartość funkcji (MIN, MAX) pozwalają wskazać najistotniejsze warunki realizacji procesu technologicznego. Przedstawiona metodyka może być wykorzystana dla dowolnie zróżnicowanych modeli matematycznych drugiego stopnia z uwagi na możliwość analitycznego rozwiązania zagadnienia optymalizacji.

EN

Modelling of technological processes constantly poses new challenges to research centres in issues related to the peculiarity of mathematical aspects. In the paper, on the basis of the selected technological process, the problem of its physical description was undertaken, in which most generally there were examined quantities (through independent variables) and resultant quantities (as dependent variables). The proposed mathematical models for many variables correspond to the (polynomial) second degree equation. In order to identify the detailed form of the model, a three-level plan of the experiment was proposed accordingly. In the exemplary considerations, a regression function was adopted for four independent variables. The obtained regression equation for independent and dependent variables was verified statistically by parameters, i.e. the multiple regression coefficient, the Snedocor test and the t- Student test. The final statistical form of the model was used to find the conditions for its optimization. The obtained extreme points and the extreme value of the function (MIN, MAX) allow to indicate the most important conditions for the implementation of the technological process. The presented methodology can be used for any of the most diversesecond degree mathematical models due to the possibility of analytical solution of the optimization problem.

7

The design and manufacturing of prostheses in the computer aided systems CT/CAD/RP/CAM.

Skalski Konstanty, Werner Andrzej

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2001

|

Vol. 25, nr 4

127-137

EN

A modern methodology of computer aiding in the prosthesis design and manufacture process is presented in the paper. The hip joint prosthesis was utilised as an example. The whole process is realised in the integrated systems of computer tomography (CT), computer aided design (CAD), and computer aided manufacturing (CAM) on a numerically controlled machine (CNC). The process of the metal prosthesis manufacture in the CAM system is proceeded by the manufacture of epoxy physical models by means of the rapid prototyping method - stereolitography method (P-SLA).

PL

W pracy przedstawiono współczesną metodykę komputerowego wspomagania procesu projektowania i wytwarzania endoprotez na przykładzie endoprotezy stawu biodrowego. Proces jest realizowany w zintegrowanych systemach komputerowej tomografii (CT), komputerowego wspomagania projektowania (CAD) oraz wytwarzania (CAM) na obrabiarce sterowanej numerycznie (CNC). Proces wytwarzania endoprotezy w metalu w systemie (CAM) jest poprzedzony wykonaniem epoksydowych modeli fizycznych metodą szybkiego prototypowania - metodą stereolitografii (RP-SLA).