Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analityczno-numeryczna analiza spawania laserowego płaskowników smukłych

Wróbel J., Kulawik A., Bokota A.

Przegląd Spawalnictwa

|

2017

|

R. 89, nr 6

36--42

PL

W pracy przedstawiono model analityczno-numeryczny oraz analizę zjawisk cieplnych, przemian fazowych i zjawisk mechanicznych towarzyszących spawaniu techniką laserową smukłych elementów płaskich. Do rozwiązania zagadnienia przewodzenia ciepła zastosowano metodę funkcji Greena. Model szacowania udziału faz oraz ich kinetyki oparto na wykresie spawalniczym ciągłego chłodzenia (CTPc-S). Udziały faz metalurgicznych powstających podczas ciągłego nagrzewania i chłodzenia (austenit, perlit lub bainit) wyznaczano równaniem Johnsona-Mehla i Avramiego. Do wyznaczania tworzącego się martenzytu wykorzystano zmodyfikowane równanie Koistinena i Marburgera. Naprężenia i odkształcenia wyznaczono z rozwiązania metodą elementów skończonych równań równowagi w formie prędkościowej. Uwzględniono odkształcenia cieplne, strukturalne, plastyczne oraz odkształcenia indukowane przemianami fazowymi. Do wyznaczania odkształceń plastycznych zastosowano warunek plastyczności Hubera-Misesa ze wzmocnieniem izotropowym, natomiast odkształcenia plastyczne indukowane przemianami fazowymi obliczano formułą Leblonda. Dokonano analizy składu fazowego i naprężeń towarzyszących spawaniu doczołowemu elementów wykonanych z niskowęglowej spawalnej stali (S235). Analizę przeprowadzono dla dwóch wersji spawania: pojedynczą wiązką laserową oraz podwójnymi wiązkami, z których jedna została użyta do podgrzewania wstępnego, a druga do spawania.

EN

In the paper an analytical-numerical model and the analysis of thermal phenomena, phase transformations and mechanical phenomena occur in laser welding of thin at bars were presented. To solve the heat transfer equation, the method of Green’s function was used. To calculate the phase fractions and their kinetics the model based on the analysis of the continuous cooling diagram for the welding (CCT) is used. Phase fractions which occur during the continuous heating and cooling (austenite, pearlite or bainite) are described by Johnson-Mehl-Avrami (JMA) formula. To determine the formed martensite the modified Koistinen-Marburger (KM) equation is used. The stress and strain are determined by the solution of the equilibrium equations in the rate form using finite element method. In the model the thermal, structural, plastic strains and induced plasticity are taken into account. To calculate the plastic strains the Huber-Mises plasticity condition with isotropic hardening is used. Whereas to determine transformations induced plasticity the modified Leblond model is applied. The analysis of the phase content and stress state which occur during the butt welding of elements made of low carbon steel (S235) were performed. The calculations were carried out for the two cases of welding: a single laser beam and a double laser beam, where first was a preheating source and the second the main welding source.

2

Model numeryczny zjawisk hartowania stali narzędziowej do pracy na gorąco

Kulawik A., Wróbel J., Bokota A.

Modelowanie Inżynierskie

|

2017

|

T. 33, nr 64

38--46

PL

W pracy przedstawiono kompleksowy model hartowania stali narzędziowej do pracy na gorąco. Pola temperatury otrzymuje się z rozwiązania metodą elementów skończonych zagadnienia przewodzenia ciepła. Model szacowania udziałów faz oparto na wykresach ciągłego nagrzewania i ciągłego chłodzenia (CTPa i CTPc). Udział fazy powstałej podczas ciągłego nagrzewania lub chłodzenia (austenit, perlit lub bainit) wyznacza się równaniem Johnsona-Mehla i Avramiego (JMA). Obliczanie udziału tworzącego się martenzytu realizowane jest zmodyfikowanym równaniem Koistinena i Marburgera (KM). W modelu zjawisk mechanicznych uwzględniono odkształcenia cieplne, strukturalne, plastyczne oraz odkształcenia indukowane przemianami fazowymi. Wielkości termofizyczne występujące w zagadnieniu termosprężysto-plastyczności uzależniono od temperatury i składu fazowego. Założono, że materiał charakteryzuje się wzmocnieniem izotropowym.

EN

In the paper the complex quenching model of the hot-work tool steel is presented. The temperature fields are determined based on the solving of the heat transfer equation using the finite element method. Model of estimation of phase fractions is based on the continuous heating diagram (CHT) and continuous cooling diagram (CCT). Phase fractions which occur during the continuous heating and cooling (austenite, pearlite or bainite) are described by Johnson-Mehl-Avrami (JMA) formula. To determine of the formed martensite the modified Koistinen-Marburger (KM) equation is used. In the model of mechanical phenomena the thermal, structural, plastic strains transformation induced plasticity are taken into account. Thermophysical properties occurring in the thermo-elastic-plasticity model depended on the temperature and phase composition of the material. It was assumed that the material is characterized by isotropic hardening.

3

The Use of Numerical Modelling to Determine the Conditions of Regeneration of Medium Carbon Steel

Bęczkowski R., Wróbel J., Kulawik A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 4

2223--2230

EN

In the paper, the regeneration process of the material in grade C45 using the MAG welding was analysed. The effect of preheating on the properties of the regenerated layers was determined. Preheating technology was used to facilitate the process of regeneration and minimize the risk of imperfections. The use of numerical methods allows one to observe the direction of changes in the properties, structures and emerging stresses and accompanying strains of the elements depending on the temperature applied for preheating. Modeling of the stress state in the element made of medium carbon steel during the regeneration process was performed on original software based on the finite element method. The implemented numerical model consists of three basic elements – thermal phenomena, mechanical phenomena and phase transformations in the solid state. The performed numerical analysis made determining the optimum heating conditions possible, so that the material in the area of joint didn’t show tendency to create structural notches associated with the stress state.

4

Determination of stresses in the steel pipe during the superficial heat treatment process with helical path

Kulawik A., Sczygiol N., Wróbel J

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2016

|

Vol. 15, nr 1

79--86

EN

In the paper a numerical model for the quench hardening process with the moving heat source of steel pipe made of medium carbon steel have been presented. The constant speed rotation and moving of the pipe was assumed to obtain the path of the heat source in the shape of the helical line. In this model the relationship occurring between thermal phenomena, phase transformation in the solid state and mechanical phenomena have been taken into account. The temperature and stress fields are determined using the copyright software based on the finite element method (three-dimensional tasks). To calculate the phase content in the solid state, the macroscopic model based on the analysis of the CTP diagrams is used. The range of the martensite transformations depends on the value of stresses. In the model the tempering phenomena is also taken into account. In the model of mechanical phenomena the elastic, thermal, structural, plastic strains and transformations plasticity are considered.

5

The Numerical Analysis of the Phenomena of Superficial Hardening of the Hot-Work Tool Steel Elements

Bokota A., Kulawik A., Szymczyk R., Wróbel J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 4

2763--2772

EN

In the paper the complex model of hardening of the hot-work tool steel is presented. Model of estimation of phase fractions and their kinetics is based on the continuous heating diagram (CHT) and cooling diagram (CCT). Phase fractions which occur during the continuous heating and cooling (austenite, pearlite or bainite) are described by Johnson-Mehl (JM) formula. To determine of the formed martensite the modified Koistinen-Marburger (KM) equation is used. Model takes into account the thermal, structural, plastic strains and transformation plasticity. To calculate the plastic strains the Huber-Mises plasticity condition with isotopic hardening is used. Whereas to determine transformations induced plasticity the Leblond model is applied. The numerical analysis of phase compositions and residual stresses in the hot-work steel (W360) element is considered.

PL

W pracy przedstawiono kompleksowy model hartowania stali narzędziowej do pracy na gorąco. Model szacowania ułamków faz oraz ich kinetyki oparto na wykresach ciągłego nagrzewania (CTPA) oraz chłodzenia (CTPc). Ułamki faz powstałych podczas ciągłego nagrzewania i chłodzenia (austenit, perlit lub bainit) wyznaczane są równaniem Johnsona- Mehla. Do określenia tworzącego się martenzytu wykorzystano zmodyfikowane równanie Koistinena i Marburgera. W modelu uwzględniono odkształcenia cieplne, strukturalne, plastyczne oraz odkształcenia transformacyjne. Do wyznaczania odkształceń plastycznych zastosowano warunek plastyczności Hubera-Misesa ze wzmocnieniem izotropowym, natomiast do wyznaczenia odkształceń transformacyjnych wykorzystano model Leblonda. Dokonano analizy numerycznej składu fazowego oraz naprężeń hartowniczych w elementach wykonanych ze stali narzędziowej do pracy na gorąco (W360).

6

Artificial Neural Network to the Control of the Parameters of the Heat Treatment Process of Casting

Wróbel J., Kulawik A., Bokota A.

Archives of Foundry Engineering

|

2015

|

Vol. 15, iss. 1

119--124

EN

In the paper the use of the artificial neural network to the control of the work of heat treating equipment for the long axisymmetric steel elements with variable diameters is presented. It is assumed that the velocity of the heat source is modified in the process and is in real time updated according to the current diameter. The measurement of the diameter is performed at a constant distance from the heat source (Δz = 0). The main task of the model is control the assumed values of temperature at constant parameters of the heat source such as radius and power. Therefore the parameter of the process controlled by the artificial neural network is the velocity of the heat source. The input data of the network are the values of temperature and the radius of the heated element. The learning, testing and validation sets were determined by using the equation of steady heat transfer process with a convective term. To verify the possibilities of the presented algorithm, based on the solve of the unsteady heat conduction with finite element method, a numerical simulation is performed. The calculations confirm the effectiveness of use of the presented solution, in order to obtain for example the constant depth of the heat affected zone for the geometrically variable hardened axisymmetric objects.

7

Zastosowanie sztucznej sieci neuronowej do wyznaczania parametrów obróbki cieplnej odlewów staliwnych

Wróbel J., Kulawik A.

Modelowanie Inżynierskie

|

2014

|

T. 21, nr 52

201--206

PL

W pracy zastosowano sztuczne sieci neuronowe do określania wymaganej wartości współczynnika przejmowania ciepła od odlewu staliwnego. Wielowarstwowa sztuczna sieć neuronowa wyznacza wartości współczynnika przejmowania, tak aby uzyskać odpowiednie ułamki faz w wewnętrznych węzłach kontrolnych odlewu. Wartości tego współczynnika wyznaczane są dla kontrolnych węzłów brzegowych i są aproksymowane na pozostałe elementy brzegowe. Dane uczące oraz testowe uzyskano z rozwiązania równania przewodzenia ciepła z wykorzystaniem metody elementów skończonych (zadania 2D). Ułamki faz wyznaczono z zastosowaniem makroskopowego modelu przemian fazowych w stanie stałym (analiza wykresów CTP).Przedstawiono błędy opracowanej metody oraz jej skuteczność w automatyzacji projektowania procesu chłodzenia.

EN

n the paper the artificial neural network to determine value of heat transfer coefficient (α∞) for the steel casting has been used. On the basis of phase fraction in the control nodes which were located in the area of casting the required values of heat transfer coefficient have been determined by the multilayer artificial neural network. The values of α∞coefficient are set down for the boundary control nodes and approximated on the other elements. On the basis of numerical solution of the thermal conductivity equation with finite element method the learning and testing data have been obtained (2D tasks). The macroscopic model of phase transformations in the solid state (analysis of CCT diagrams) has been used to calculate the phase fractions. In this paper the errors of implemented method and the effectiveness of this method in automatization of the optimization for the cooling process are presented.

8

Analiza układu sterującego parametrami spawania laserowego stalowych elementów o zmiennej grubości

Kulawik A., Wróbel J., Seidurov M. N.

Modelowanie Inżynierskie

|

2014

|

T. 21, nr 52

112--117

PL

Zastosowano sztuczne sieci neuronowe do wspomagania pracy laserowego automatu spawalniczego do spawania długich prostych elementów stalowych o zmiennej grubości. Nauczona sieć neuronowa pozwoli na zwiększenie poziomu automatyzacji procesu i autonomiczną reakcję maszyny na zmieniające się warunki spawania. Zastosowanie sieci neuronowej spowoduje odpowiednią kontrolę głębokości spoiny przy założonych wartościach temperatury. Do nauczenia sieci neuronowej wykorzystano dane otrzymane z obliczeń wykonanych przez autorski program komputerowy. W oprogramowaniu tym zaimplementowano numeryczne rozwiązanie równania przewodzenia ciepła z członem konwekcyjnym metodą elementów skończonych w sformułowaniu Petrova-Galerkina. W modelu uwzględniono ciepło topienia i krzepnięcia stali.

EN

The use of artificial neural networks to support the work of welding machine to weld of long straight elements of variable thickness has been presented. The use of artificial neural network, after the appropriate learning, allows to increase the level of automation of process and autonomous reaction the machines on changing welding conditions. Application of the artificial neural network allows the appropriate control of the depth of fusion for the assumed values of the temperature. To train the neural network the data obtained from calculations performed on the authorial software has been used. The numerical model of solution of conductivity equation with the convection term by using the Petrov-Galerkin finite element methods has been implemented in this software. In the model also the heat of melting and solidification have been taken into account.

9

Optimization of slender systems by means of genetic algorithms

Sokół K., Kulawik A.

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2014

|

Vol. 13, nr 1

115--124

EN

In this paper, the results of numerical studies on optimization of a geometrically nonlinear column with an internal crack by means of genetic algorithms are presented. The system is loaded by an axially applied external force P with a constant line of action. The presented problem is formulated on the basis of the principle of stationary total potential energy. The main purpose of this paper is to investigate an influence upon the localization of the crack and flexural rigidity ratio on critical loading of the system and to find an optimum localization of the crack in order to achieve high loading capacity. In order to calculate optimum values of these parameters the genetic algorithms are implemented into computer program. The artificial method of solution of the problem has been used due to the strongly nonlinear nature of the investigated problem.

10

The Model and Numerical Analysis of Hardening Phenomena for Hot-work Tool Steel

Bokota A., Kulawik A., Szymczyk R., Wróbel J.

Archives of Foundry Engineering

|

2014

|

Vol. 14, iss. 3 spec.

9--14

EN

In the paper the complex model of hardening of the hot-work tool steel is presented. Model of estimation of phase fractions and their kinetics is based on the continuous cooling diagram (CCT). Phase fractions which occur during the continuous heating and cooling (austenite, pearlite or bainite) are described by Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) formula. To determine of the formed martensite the modified Koistinen-Marburger (KM) equation is used. The stresses and strains are calculated by the solution of equilibrium equations in the rate form. Model takes into account the thermal, structural, plastic strains and transformation plasticity. The thermophysical properties occurring in the constitutive relations are dependent on phase compositions and temperature. To calculate the plastic strains the Huber-Mises plasticity condition with isotopic hardening is used. Whereas to determine transformations induced plasticity the Leblond model is applied. The numerical analysis of phase compositions and residual stresses in the hot-work steel element is considered.

11

Pola naprężeń w bieżni zewnętrznej łożyska igiełkowego po hartowaniu warstwy wierzchniej

Wróbel J., Kulawik A., Bokota A.

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2013

|

nr 4

66--70

PL

W pracy przedstawiono model numeryczny procesu hartowania stali konstrukcyjnej C45, którego implementację wykorzystano do symulacji procesu hartowania zewnętrznej bieżni łożyska igiełkowego. Głównymi częściami tego modelu są trzy bloki: termiczny, przemian fazowych w stanie stałym oraz blok zjawisk mechanicznych. Poszczególne składowe modelu są wzajemnie sprzężone poprzez zależność właściwości materiałowych od temperatury i składu fazowego oraz uwzględnienie utajonego ciepła przemian fazowych w stanie stałym. Do modelowania zjawisk cieplnych wykorzystano równanie różniczkowe opisujące nieustalony przepływ ciepła w obiekcie osiowosymetrycznym (współrzędne walcowe). Do rozwiązania równania przewodnictwa wykorzystano metodę elementów skończonych w niejawnym schemacie całkowania po czasie. W modelu przemian fazowych wykorzystano wykresy ciągłego nagrzewania (CTPa) oraz ciągłego chłodzenia (CTPc) stali C45. Kinetykę wzrostu fazy austenitycznej w procesie nagrzewania oraz kinetykę przemian dyfuzyjnych w procesie chłodzenia określano na podstawie empirycznego równania Johnsona-Mehla-Avrami-Kołmogorowa, natomiast wzrost martenzytu obliczono zależnością Koistinena-Marburgera. W modelu zjawisk mechanicznych wykorzystano równania równowagi w formie prędkościowej, uzupełniając je związkami konstytutywnymi, których stałe materiałowe uzależniono od temperatury i składu fazowego. Do wyznaczania odkształceń plastycznych wykorzystano prawo nieizotermicznego plastycznego płynięcia z warunkiem plastyczności Hubera-Misesa, zakładając izotropowy charakter wzmocnienia materiału. Nie uwzględniono odkształceń transformacyjnych. Przedstawione w pracy wyniki obliczeń, z wykorzystaniem omówionego modelu, dotyczą hartowania zewnętrznej bieżni łożyska igiełkowego, którego nagrzewanie modelowano źródłem powierzchniowym symulującym nagrzewanie palnikiem płomieniowym.

EN

The article presents the numerical model of the hardening process for structural steel (C45). The implementation of this model is used to simulate the heat treatment process of the outer race of the needle bearing. The main components of this model are three blocks: the thermal, the phase transformations in the solid state, and the mechanical phenomena. These components of the numerical model are coupled. The material properties are dependent on the temperature and the phase compositions. The model includes the latent heat of phase transformations.There is used the differential equation describing the unsteady heat flow in axisymmetric element (cylindrical coordinates) to model of the thermal phenomena. To solve the heat flow equation, the finite element method in the implicit scheme of time integration is used. In the phase transformations model the continuous heating (CHT) and continuous cooling (CCT) diagrams are used. The kinetics of the growth of the austenitic phase in the heating process and kinetics of the diffusional transformations in the cooling process are calculated by the empirical Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov equations. The increase of the martensite by the Koistinen-Marburger equation is determined. In the model of the mechanical phenomena the equilibrium equations in the rate forms are used, thus these equations are complemented by the adequate constitutive relations (dependence the material properties on the temperature and phase compositions). To determine of the plastic strains the right of nonisothermal plastic flow and Huber-Mises plasticity condition are used, and the isotropic nature of material hardening is assumed. The transformations strains are not included. In the paper the results of calculations of hardening outer race of needle bearing are presented. The heating of the race is performed by burner flame, which is modeled by the superficial heat source.

12

Modelowanie przemian fazowych w połączeniach spawanych laserowo

Kulawik A., Wróbel J.

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2013

|

nr 3

61--66

PL

Wytwarzanie stalowych konstrukcji związane jest często z wykorzystaniem technologii spawania. Coraz częściej łączone są materiały uznawane dawniej za trudno spawalne lub niespawalne. W pracy przeprowadzono analizę modelu spawania laserowego stali AISI 4140. Opisano sprzężone modele zjawisk cieplnych i przemian fazowych. Zjawiska cieplne procesu spawania zamodelowano na podstawie rozwiązania równania przewodzenia ciepła z członem konwekcyjnym, uwzględniając przetopienie i krzepnięcie w ujęciu pojemnościowym. Zaproponowany model zjawisk cieplnych rozwiązano, budując własne oprogramowanie wykorzystujące metodę elementów skończonych (zadania 3D). Do rozwiązania równania przewodnictwa wykorzystano metodę MES w ujęciu Petrova-Galerkina w celu zapewnienia stabilności algorytmu ze względu na ruchome źródła ciepła. Nagrzewanie laserowe zostało zamodelowane za pomocą złożonego modelu źródła ciepła będącego sumą źródła powierzchniowego i źródła objętościowego. Właściwości termofizyczne uzależniono od składu fazowego oraz od temperatury. Przemiany fazowe w stanie stałym modelowano z wykorzystaniem równania Avramiego oraz analizy wykresów CTPa i CTPc. W pracy dokonano także porównania wykresów CTPi otrzymanych z modelu termodynamicznego (model Kirkaldy) z wykresami eksperymentalnymi. Przedstawione wyniki obliczeń numerycznych dotyczą pól temperatury spawanego elementu stalowego. Przedstawiono również kinetykę przemian fazowych w stanie stałym, zmiany temperatury oraz odkształceń w dwóch punktach kontrolnych. Na podstawie otrzymanych wyników można stwierdzić, że zmiany temperatury, a także związane z nią zmiany odkształceń strukturalnych i termicznych w symulacji procesu spawania laserowego są gwałtowne. Uzyskane w symulacji procesu spawania zmiany strukturalne są silnie uzależnione od zastosowanych wykresów CTP.

EN

Production of steel assembly joints, whether separable or inseparable, is often associated with the use of welding process. Materials that were considered difficult or impossible to weld in the past are joined more and more often nowadays. This paper analyzes performance of the laser welding model of steel element (AISI 4140). The coupled models of thermal phenomena and phase transformations in solid state are described. The thermal phenomena of the welding process are modeled on the basis of the heat transfer equation solution with a convective term. The melting and solidification processes are included in modification of the effective heat. The proposed model of thermal phenomena is calculated by a development of our own software (for 3D tasks). The finite element method in Petrov-Galerkin formulations is used to find a solution of the heat conductivity equation. This method gives the stability of the algorithm due to the moving heat source. The laser heating was modeled by a combination of a heat source model, which is the sum of the surface, and volumetric sources. The thermophysical properties are dependent on the phase composition and temperature. The phase transformations in the solid state are modelled by the use of the Avrami equation and the analysis of CHT and CCT diagrams. Both the comparative analysis of TTT diagrams obtained from the thermodynamic model (Kirkaldy model) and the experimental diagrams are performed. The paper presents the results of the numerical simulation temperature fields for the welded steel element. The kinetics of phase transformation in the solid state, changes of temperature and strains in two control nodes are also presented. The obtained results show that the changes of the temperature and connected with them changes of structural and thermal strains in the simulation of the laser welding are rapid. Obtained structural changes in the simulation of welding are strongly dependent on the applied CCT diagrams.

13

Wyznaczanie odkształceń towarzyszących hartowaniu powierzchniowym wielościegowym źródłem ciepła

Kulawik A., Wróbel J.

Modelowanie Inżynierskie

|

2013

|

T. 16, nr 47

123--128

PL

W pracy przedstawiono model numeryczny procesu hartowania ruchomym źródłem ciepła elementów stalowych ze średniowęglowej stali konstrukcyjnej. Dokonano analizy zjawisk cieplnych, przemian fazowych w stanie stałym oraz zjawisk mechanicznych towarzyszących obróbce cieplnej elementu stalowego w kształcie rury. Przyjęto, że ruch źródła ciepła odbywał się po ścieżkach kołowych równoległych. Pola temperatury i naprężeń wyznaczono na podstawie opracowanego oprogramowania wykorzystującego metodę elementów skończonych dla zadań 3D. Do wyznaczania udziałów fazowych w stanie stałym wykorzystano model makroskopowy oparty na analizie wykresów CTP.

EN

In the paper a numerical model for the hardening process of surface heat source of steel elements with medium carbon constructional steel have been presented. In this model the relationship occurring between thermal phenomena, phase transformation in the solid state and mechanical phenomena have been taken into account. To solution of the tasks the finite element method is used (three-dimensional tasks). The simulations were performed for the heat source move on the parallel circular path. The presented results of the simulations are the thermal, structural, plastic strains and effective stresses in the hardening steel parts.

14

Autostradowy most przez rzekę San

Kulawik A., Kaczmarek A., Srokol S., Radziecki A.

Inżynieria i Budownictwo

|

2013

|

R. 69, nr 2

63-66

PL

Przedstawiono projekt i realizację mostu przez San w ciągu autostrady A4. Konstrukcję stalowego mostu stanowi pojedyncze przęsło łukowe z jazdą dołem, o rozpiętości teoretycznej 150 m. Pomost tworzy stalowy ruszt, zespolony z żelbetową płytą pomostową, podwieszony do łuków za pomocą wieszaków o układzie siatkowym. Dodatkowo w celu przeniesienia sit rozporu zaprojektowano ściągi z kabli sprężających. Jest to jeden z pierwszych mostów projektowanych w systemie "projektuj i buduj".

EN

The design and construction of the bridge on the river San, along the A4 motorway is reported. The bridge is a 150 m one span network arch bridge. Steel grillage with composite concrete slab creates the bridge deck. Post-tension cables were used to carry the arch trust force. The hanger arrangement allowed to minimize bending moments in the arch and the deck, thus the bridge main element cross-sections were rationally designed. The bridge was designed in the "design & build" way.

15

Materiały kompozytowe z odpadów włóknistych pochodzących z samochodów

Machnicka-Hławiczka M., Kulawik A., Mamos J., Steinhoff J.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2012

|

[R.] 18, nr 3

245-249

PL

Materiały włókniste typu dywaniki podłogowe i wykładziny bagażnika stanowią ok. 0,5% masy samochodu. Wykonane są głównie z włókniny poliestrowej lub poliestrowo-polipropylenowej na podlewce z polietylenu lub polipropylenu. Odpady tych wyrobów powstają tak w procesie ich produkcji jak i po zakończeniu użytkowania samochodu. W niniejszej pracy opisano sposoby otrzymywania materiałów kompozytowych metodą reaktywnej kompatybilizacji oraz przedstawiono wpływ kompatybilizatorów i parametrów procesu wytłaczania na właściwości mechaniczne i strukturę otrzymanych materiałów.

EN

Floor and trunk carpets are one of waste materials from used cars. The amount of such a kind of materials in one car is around 0,5%. of total mass. These materials are made from the polyester or the polypropylene unwoven fabric and polyolefines underlayer (PE or PP). Aim of this work was to produce composite by extrusion and compatilibilizing method. The effect of type of compatibilizator and processing parameters was investigeted and next mechanical and physical properties of granulates were studied.

16

The analysis of the iterations process in the elasto-plastic stress model

Wróbel J., Kulawik A.

Prace Naukowe Instytutu Matematyki i Informatyki Politechniki Częstochowskiej

|

2012

|

Vol. 11, nr 4

151-162

17

Wpływ prędkości zanurzania do chłodziwa na stan naprężenia w hartowanych elementach stalowych

Kulawik A., Wróbel J.

Modelowanie Inżynierskie

|

2012

|

T. 12, nr 43

137-144

PL

W pracy przedstawiono modele numeryczne zjawisk cieplnych, przemian fazowych i zjawisk mechanicznych zbudowane na bazie metody elementów skończonych (zadanie 2D). Opracowany model zjawisk mechanicznych daje możliwość symulacji stanu naprężenia w zakresie sprężysto-plastycznym ze wzmocnieniem izotropowym. Makroskopowy model przemian fazowych zbudowano z wykorzystaniem wykresów CTPc dla stali C45. Uwzględniono wpływ prędkości zanurzania do chłodziwa na skład fazowy i naprężenia w hartowanych elementach stalowych.

EN

In the paper numerical models of thermal phenomena, phase transformations and mechanical phenomena built on the basis of the finite element method (two-dimensional tasks) are presented. The model of mechanical phenomena gives the possibility to the simulate the stress in the elastic-plastic range with isotropic hardening. The macroscopic model of the phase transformations was built using the CCT diagrams for the C45 steel. In the paper influence of the rate of immersion on the phase composition and stress state during hardening of steel element have been taken into account.

18

Modelowanie odkształceń strukturalnych elementów stalowych z przetopieniem warstwy wierzchniej

Kulawik A.

Modelowanie Inżynierskie

|

2012

|

T. 12, nr 43

131-136

PL

W pracy zaproponowano model matematyczny oraz numeryczny procesu nagrzewania oraz chłodzenia elementu stalowego zbudowany z wykorzystaniem metody elementów skończonych (model 3D). Rozwiązanie równania przewodzenia ciepła z członem konwekcyjnym uzyskano z wykorzystaniem sformułowania Petrova-Galerkina. W modelu uwzględniono zjawisko przetopienia części materiału, wykorzystując pojemnościowy model krzepnięcia.

EN

ln the paper a mathematical and numerical models of the process of heating and cooling for the steel elements developed on the basis of the finite element method are proposed. The solution of the heat transport equation with the convective term was obtained by using the Petrov-Galerkin formulation. In this model takes into account the phenomenon of melting of the material using a capacitive model of solidification.

19

Modeling of Thermomechanical Phenomena of Welding Process of Steel Pipe

Kulawik A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 4

1229-1238

EN

In this paper an analysis of phenomena of laser welding of steel thin-walled element is presented. Coupled mathematical and numerical models of thermal phenomena, mechanical and phase transitions in solid and liquid state are proposed. To the modeling of phase transformation in the solid state the macroscopic model based on the analysis of the CTP diagrams are used. In the simulation of thermal phenomena the solution of heat transport equations with melting and solidification model is applied. Mechanical phenomena using the stress model for a elastic-plastic range and the isotropic strengthening of material are simulated. In order to solve analyzed problem the software using the finite element method (3D problem)has been developed. The influence of the individual elements of the model on the stress field and the plastic deformation field of welded steel element is determined. A comparative analysis of the results of numerical calculations for the case: the dependence of material properties on the temperature, the inclusion of phase transformation in the solid state, the dependence of the yield strength on the phase composition of the material are made.

PL

W prezentowanej pracy przeprowadzono analizę zjawisk spawania laserowego stalowego elementu cienkościennego. Zaproponowano sprzężone modele matematyczne oraz numeryczne zjawisk cieplnych, mechanicznych oraz przemian fazowych w stanie stałym i ciekłym. Do modelowania przemian fazowych w stanie stałym wykorzystano makroskopowy model zbudowany z wykorzystaniem analizy wykresów CTP. Do symulacji zjawisk termicznych zastosowano rozwiązanie równania przewodzenia ciepła z modelem topienia i krzepnięcia w ujęciu pojemnościowym. Zjawiska mechaniczne symulowano z wykorzystaniem modelu naprężeń dla zakresu sprężysto-plastycznego i wzmocnieniem izotropowym materiału. Do rozwiązania zadań stworzono oprogramowanie wykorzystujące metodę elementów skończonych (zadania 3D). Określono wpływ poszczególnych elementów modelu na uzyskane pola naprężeń oraz pola deformacji plastycznych spawanego elementu stalowego. Przeprowadzono analizę porównawcza otrzymanych wyników obliczeń dla przypadków z elementami modelu takimi jak zmienność parametrów materiału od temperatury, uwzględnienie przemian fazowych w stanie stałym, zależność granicy plastyczności od składu fazowego materiału.

20

Wielkość kropel fazy rozproszonej emulsji pierwotnej i emulsji po rekonstrukcji jako kryterium jakości farmaceutycznych emulsji suchych

Kulawik A., Tal-Figiel B.

Przemysł Chemiczny

|

2011

|

T. 90, nr 7

1354-1358