Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A micro-cooled high-strength weld for heavy transport means

Węgrzyn Tomasz, Szczucka-Lasota Bożena, Szymczak Tadeusz, Łazarz Bogusław, Piwnik Jan

Transport Problems

|

2024

|

T. 19, z. 1

83--96

EN

This paper focuses on the technical problem of repairing the main operating elements of heavy vehicles (semitrailers, dumps, and drums). If these vehicles are in service, significant changes in work schedules can occur, and costs can be generated immediately. Therefore, using the correct technology for repairs is crucial to minimizing financial and logistic difficulties. The article aims to analyze the mechanical properties of an MMA (Manual Metal Arc) welding (covered electrodes) joint made of Hardox 450 steel. This kind of material has a martensitic microstructure, which is difficult to weld because of changes in the components to the other ones during the joint process. Other inconveniences are related to the different chemical composition of steel and covered electrodes, their mechanical resistance, and thermodynamic conditions (consisting of the pre-heating temperature and the cross-pass temperature). Therefore, the joint quality should be determined using a few methods. In this case, NDT (magnetic and radiographic tests) and DT (microstructural analysis and static as well as fatigue tests) were used. All obtained results have enabled the proposed guides for the MMA welding of the steel grade. This is indicated as follows: (1) the method of bevelling the sheets before welding should be used, (2) pre-heating is necessary at temperature levels of 100 C and 125 C, and (3) the recommended interstitial temperature is between 170 C and 200°C.

2

Fatigue behaviour of medium carbon steel assessed by the barkhausen noise method

Makowska Katarzyna, Szymczak Tadeusz, Kowalewski Zbigniew L.

Acta Mechanica et Automatica

|

2024

|

Vol. 18, no. 1

40--47

EN

In this paper, an attempt to estimate the stage of the fatigue process using the Barkhausen noise method is studied. First, microstructural and static tensile tests were carried out and, subsequently, fatigue tests up to failure were conducted. After determination of the material behaviour in the assumed static and dynamic conditions, the interrupted fatigue tests were performed. Each specimen was stressed up to a different number of cycles corresponding to 10%, 30%, 50%, 70% and 90% of fatigue lifetime for the loading conditions considered. In the next step of the experimental programme, the specimens were subjected to the Barkhausen magnetic noise measurements. Various magnetic parameters coming from the rms Barkhausen noise envelopes were determined. The linear relationship betweenthe full-width at half-maximum (FWHM) of the Barkhausen noise envelope and the number of loading cycles to fracture was found. Specimens loaded up to a certain number of cycles were also subjected to a tensile test to assess an influence of fatigue on the fracture features.

3

Badania zmęczeniowe materiałów i elementów konstrukcyjnych jako ciągle aktualne wyzwanie współczesnego inżyniera

Szymczak Tadeusz, Kowalewski Zbigniew L., Brodecki Adam, Makowska Katarzyna

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2023

|

nr 7

26--31

PL

W artykule przedstawiono wybrane aspekty pro gramów badawczych dotyczących zmęczenia materiałów i elementów konstrukcyjnych. Zaprezentowano projekty najczęściej stosowanych próbek. Omówiono szczegóły techniczne prowadzenia badań gotowych wyrobów (z przeznaczeniem dla przemysłu motoryzacyjnego). Podkreślono także postęp w badaniach zmęczeniowych, dzięki wprowa- dzeniu nowoczesnych technik optycznych. Ponieważ równie istotnym elementem badań zmęczeniowych jest ocena zmian strukturalnych na poziomie mikro, tego typu testy omówiono na przykładzie analizy strukturalnej prób przeprowadzonych dla złączy spawanych ze stali wysoko- wytrzymałej S700MC, zaczepów kulowych oraz śrub wytrzymałościowych.

EN

The article presents selected aspects of research programs concerning the fatigue of materials and structural elements. Designs of the most commonly used specimens are presented. Technical details of testing on the final products (for the automotive industry) are discussed. The work also emphasizes the progress in fatigue testing thanks to the introduction of modern optical techniques. Since an equally important element of fatigue testing is the assessment of structural changes at the micro level, this type of tests is discussed taking as the representative examples the structural analysis of tests carried out for welded joints made of the S700MC high-strength steel, coupling balls and strength bolts.

4

Stand testing of springs for drum brake systems

Drożyner Przemysław, Brodecki Adam, Szymczak Tadeusz

Diagnostyka

|

2023

|

Vol. 24, No. 4

art. no. 2023414

EN

The paper concerns the study of changes in responses of spring for drum brake systems, due to fatigue cycles conducted at operational regimes of vehicles with respect to the number of kilometers. Three types of springs from two manufacturers were examined i.e. double cylindrical, single cylindrical, and conical helical. The springs were subjected to a durability test up to 1×106 loading cycles, covering 300-500 thousand kilometers traveled. Tensile test was used for collecting differences between results for the tested object in the as-receive state and after fatigue. Values of the Pearson correlation coefficient were used to indicate differences between tested objects before and after loading cycles. They show that the obtained results expressed a very strong correlation, which means that the elastic response of the springs during operation over a distance of 300-500 thousand kilometers did not change significantly. Taking into account the recommendations of brake system manufacturers regarding the replacement of brake drums after 150,000 and 50,000 kilometers, respectively, it can be concluded that brake springs are the most durable and reliable element of such a brake system.

5

Low velocity perforation of thick magnesium alloy AM60 plates impacted by rigid conical‑nose impactor

Nowak Zdzisław, Kowalewski Zbigniew L., Szymczak Tadeusz

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 1

art. no. e5, 2023

EN

The impact resistance behaviour of the plate made of the AM60 magnesium alloy at the low velocity impact perforation mode is here investigated at room temperature using a numerical approach based on experimental results. Dynamic tests were performed using an impact digital tower on the 10.0 mm thick AM60 magnesium alloy plates using cylindrical impactors with conical-nose shapes of a nominal diameter of 12.0 mm, and a nominal mass of 5.77 kg. The plates were impacted with velocities ranging from 7 to 16 m/s. During the experiments, the failure of the target plates was evaluated. Finite element (FE) model was validated using experimental results. FE simulations of the conducted experiments were performed with ABAQUS software. In simulations the strain rate dependent Johnson-Cook yield criterion with a strain hardening law was accompanied with either the ductile fracture criterion or stress triaxiality-dependent JC fracture criterion to describe the target material properties. The stress and strain distributions for different impactor velocity considered were calculated using initial impact velocity data obtained from the experiments. A range of parameters, like element size, the fracture initiation strain, friction coefficient, etc. which play an important role in the simulation, were studied. The results of numerical simulation were compared with those from the experiment obtained. A good agreement between them was achieved. The failure process of AM60 target-plate revealed that in the case of the conical-nose impactor, the ductile hole enlargement occurs during the initial stage of the impact, and subsequently, a through-thickness fracture develops causing its shear plugging failure.

6

Analytical approach for vehicle body structures behaviour under crash at aspects of overloading and crumple zone length

Kurpisz Dariusz, Obst Maciej, Szymczak Tadeusz, Wilde Radosław

Acta Mechanica et Automatica

|

2023

|

Vol. 17, no. 1

68--75

EN

Road safety problem is still topical, especially since the number of vehicles and the volume of traffic are increasing. It is possible to increase the safety of road users through systemic changes in many areas related to transport. The deformation of the vehicle body during an accident has an impact on the loads acting on the passengers. Vehicle body deformation depends on complex parameters, and knowledge of these parameters is essential for designing crumple zones and the accident reconstruction process. Knowledge of the mechanical parameters of the vehicle structure during deformation is also a reference to passenger injury indicators assessment. This paper reports results from the analytical approach for determining the protection level of personal vehicles. The proposed conception is based on the results from the static stiffness characteristic of the Ford Taurus, which gives the possibility of phenomenological and simple body crumple analytical description at a speed equal to 10 km/h, 40 km/h, 56 km/h and 60 km/h, which is an original part of the work. The approach enables us to describe the vehicle crash by focusing on variations of deformation in time, stiffness, vehicle collision time (duration), deceleration and dynamic crash force. Basing on the body stiffness data of the personal vehicle, the length of the deformation zone in the front of the car and the maximum values of force at the crash for a speed of 60 km/h are presented. Results obtained by the authors show that is possible to estimate the overloading level during the crash time of a vehicle based on the stiffness characteristic of the car body. The proposed methodology can be developed and the advantage of the presented procedure is an uncomplicated useful tool for solving complex problems of a vehicle crash.

7

Zastosowanie klepsydrycznej próbki rurkowej do wyznaczania właściwości mechanicznych materiałów konstrukcyjnych

Szymczak Tadeusz, Kowalewski Zbigniew L.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2021

|

z. 93 [302]

41--51

PL

W pracy zamieszczono wyniki badań statycznych i zmęczeniowych z prób przeprowadzonych na stali P91 z wykorzystaniem rurkowej cienkościennej mini-próbki klepsydrycznej. Zaprezentowano charakterystyki rozciągania i skręcania badanego materiału oraz wyznaczone na ich podstawie parametry mechaniczne. Przedstawiono wpływ rodzaju sterowania maszyną wytrzymałościową (sygnał przemieszczenia, odkształcenia lub naprężenia) na zachowanie materiału, w postaci jego odpowiedzi ilustrujących zmiany amplitudy naprężenia, odkształcenia i pętli histerezy. Zaprezentowano różnice w liniach ograniczonej wytrzymałości zmęczeniowej, wynikające z zastosowania obciążenia w postaci cyklicznie zmiennego odkształcenia i naprężenia.

8

Improving the quality of mechanical tests based on experiments with the use of reference objects and inter-laboratory comparisons

Szymczak Tadeusz, Wierzejski Andrzej, Górecki Jacek

Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo

|

2021

|

Z. 27 (177)

242-251

EN

The aim of the paper is to present the research procedure to improve performing mechanical tests. The article shows the results from experiments carried out with the use of reference objects and inter-laboratory comparisons. Details of the research technique for determining the mechanical parameters of strength screws and testing technical springs, are presented. The tensile characteristics of the screw material are provided with the indication of all the necessary mechanical parameters important for engineering practice, i.e. within the elastic and elastic-plastic range. In the case of the spring, the values of its deflection are presented, resulting from multiple loading to a specific force value and subsequent unloading. The obtained results are compared with the properties of the reference object using mathematical statistics and the requirements of the standard on proficiency testing. As a result, the competences of the research teams in the scope of performing the mentioned types of mechanical tests are confirmed.

PL

Celem pracy jest zaprezentowanie postępowania badawczego dla doskonalenia wykonywania badań mechanicznych. W artykule przedstawiono wyniki badań pochodzące z prób mechanicznych zrealizowanychz udziałem obiektów odniesienia oraz będących udziałem porównania międzylaboratoryjnego. Zaprezentowano szczegóły techniki badawczej, dotyczącej określania parametrów mechanicznych śrub wytrzymałościowych oraz badania sprężyn technicznych. Zamieszczono charakterystykę rozciągania materiału śruby ze wskazaniem wszystkich niezbędnych parametrów mechanicznych istotnych dla praktyki inżynierskiej, tj. z zakresu sprężystego oraz sprężysto-plastycznego. W przypadku sprężyny zaprezentowano wartości jej ugięcia, wynikające z kilkukrotnego obciążania do określonej wartości siły i następującego odciążania. Uzyskane wyniki badań odniesiono do cech własnych obiektu odniesienia oraz porównano wzajemnie z wykorzystaniem zagadnień statystyki matematycznej oraz wymagań normy dotyczącej badań biegłości. W efekcie potwierdzono kompetencje zespołów badawczych w zakresie wykonywania wymienionych rodzajów prób mechanicznych.

9

Examination of mechanical properties of welds of DOCOL 1200M toward application in components of special vehicles

Szczucka-Lasota Bożena, Węgrzyn Tomasz, Szymczak Tadeusz, Jurek Adam, Piwnik Jan, Wilczyński Krzysztof Ireneusz

Transport Problems

|

2021

|

T. 16, z. 2

33--43

EN

The paper focuses on modern martensitic steel (Docol 1200M) and its joint manufactured by means of welding process supported by micro-jet cooling for special vehicles’ structures. Docol 1200M is a type of material denoted as AHSS (A- advanced; H - high; S – strength; S - steel) with important material characteristics, which allows the potential to reduce the weight of the construction of transport means. The paper verifies if the use of micro-jet cooling after MAG welding process could help to maintain initial mechanical parameters of special vehicles’ components. The quality of the joining process was checked by nondestructive and destructive tests. Results from tensile tests have enabled capturing the stress-strain curve as well as mechanical parameters and comparison with data of the parent material. Fatigue properties of the weld are described in terms of the fatigue limit and fatigue diagram, presenting fatigue limit as a key mechanical parameter with respect to the application of the joint examined. Testing the fatigue strength of a new steel grade for special vehicles’ structures in the innovative MAG process at micro-jet cooling was treated as the main goal of the study.

10

Laboratoryjna ocena stanu technicznego komponentów do pojazdów samochodowych

Szymczak Tadeusz, Brodecki Adam, Sobolewski Tomasz

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2021

|

nr 7

16--27

PL

W pracy zamieszczono szczegóły prowadzenia badań stanowiskowych wybranych podzespołów do pojazdów samochodowych. Zaprezentowano niezbędne komponenty stanowiska badawczego do prowadzenia wymienionych rodzajów testów, jak: platformę badawczą, siłownik, systemy mocowania, urządzenie DIC PONTOS 5M - przeznaczone do bezkontaktowych pomiarów parametrów kinematycznych obiektów badań. Omówiono rezultaty prób stanowiskowych, pochodzące z testów zaczepów kulowych oraz Tylnego Urządzenia Zabezpieczającego (TUZ), przedstawiając zmiany składowych ugięcia. Zamieszczono wybrane przypadki pęknięć komponentów różnego typu, i wykonanych z różnych materiałów konstrukcyjnych, zawierając spoiny oraz strefy do nich przynależne.

EN

The paper presents details of stand testing selected sub-components to motor vehicles. The necessary elements of the device for carrying out the experiments are presented, i.e.: testing platform, actuator, mounting systems, 5M PONTOS DIC system – for a non-contact measuring the kinematic parameters of tested objects. The results from the stand tests of the coupling ball and the Rear Underrun Protective Device (RUPD) are discussed, showing changes in deflection components in coordinate system. Selected cases of cracks in elements of various types and made of different structural materials are presented, focusing on welds and zones belonging to them.

11

Współczesna interferometria plamkowa na tropach przyczyn uszkodzeń pod wpływem obciążeń zmęczeniowych

Kowalewski Zbigniew L., Szymczak Tadeusz, Ustrzycka Aneta

Dozór Techniczny

|

2021

|

z. 4

5--8

12

Postępy w diagnostyce rozwoju uszkodzenia materiałów poddawanych symulowanym obciążeniom eksploatacyjnym - blaski i cienie

Kowalewski Zbigniew L., Kukla Dominik, Szymczak Tadeusz

Dozór Techniczny

|

2021

|

z. 3

10--14

PL

Rozwój uszkodzeń wskutek obciążeń eksploatacyjnych w materiałach stosowanych w energetyce lub przemyśle motoryzacyjnym badany jest przy użyciu metod niszczących i nieniszczących. Wśród technik o charakterze niszczącym można wymienić testy zmęczeniowe lub próby pełzania, a nieniszczących metody ultradźwiękowe, magnetyczne, a ostatnio coraz częściej wykorzystywane nowatorskie techniki optyczne. W artykule przedstawiono zastosowanie technik optycznych, takich jak: cyfrowa korelacja obrazu (DIC) i elektroniczna interferometria plamkowa (ESPI) do monitorowania uszkodzeń zmęczeniowych z uwagi na ich dużą przydatność w skutecznej identyfikacji miejsc inicjacji uszkodzenia i jego rozwoju.

13

Investigation of surface after erosion using optical profilometry technique

Tarasiuk Wojciech, Szymczak Tadeusz, Borawski Andrzej

Metrology and Measurement Systems

|

2020

|

Vol. 27, nr 2

265--273

EN

The paper reports experimental results of the analysis of the 145Cr6 steel surface after erosion using the profilometrical technique by means of interferometry streaks. Erosive tests were carried out using abrasive containing quartz sand used in water jet cutting. Differences in the intensity of erosive wear were dependent on the angle of the abrasive stream (10°; 15°; 20°; 30°; 60°; 90°). In order to determine the characteristic features of the surface layer after the impact of the erosive stream, its characteristic parameters, such as roughness Ra and Sa for linear and field measurements, were analysed. Geometrical features of the regions investigated, such as shape, depth, angle of the abrasive stream, are presented. The analysis was carried out in two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) coordinate systems.

14

Strength tests of polymer-glass composite to evaluate its operational suitability for ballistic shield plates

Szymczak Tadeusz, Kowalewski Zbigniew L.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2020

|

Vol. 22, no. 4

592--600

EN

The paper concerns the study of polymer-glass composite under tensile loading in order to determine changes in the tensile characteristics. Mechanical properties and features of damage zones important for operation and assessment of the technical conditions of the components made of this material are considered. Selected details of the experimental technique used are presented. The tensile characteristics of the polymer-glass composite are given. They were determined using specimens taken from various directions, with the main focus on the Young's modulus, elastic limit, yield point and ultimate tensile strength. An influence of the number of reinforcement layers, percentage content of the glass fibres as well as the resin quantity, on the mechanical parameters, are discussed.

PL

Praca dotyczy badania zachowania kompozytu polimerowo-szklanego pod obciążeniem rozciągającym w celu wyznaczenia zmian charakterystyki rozciągania, właściwości mechanicznych oraz cech stref uszkodzeń istotnych dla eksploatacji i oceny stanu technicznego wytworzonych z niego komponentów. Zaprezentowano wybrane szczegóły wykorzystanej techniki badawczej. Zamieszczono charakterystyki rozciągania kompozytu polimerowo-szklanego, wyznaczone z użyciem próbek pobranych z różnych kierunków, ze wskazaniem wartości modułu Younga, granicy sprężystości i plastyczności oraz wytrzymałości na rozciąganie. Omówiono wpływ liczby warstw zbrojenia, procentowej zawartości włókien szklanych oraz żywicy na wyznaczone parametry mechaniczne.

15

Testy stanowiskowe w ocenie trwałości zmęczeniowej podzespołów motoryzacyjnych

Szymczak Tadeusz, Kowalewski Zbigniew L., Brodecki Adam

Dozór Techniczny

|

2020

|

z. 1

24--34

PL

W pracy omówiono przyczyny występowania uszkodzeń motoryzacyjnych i ich rodzaje. Zawarto cechy charakterystyczne przełomów zmęczeniowych w odniesieniu do wskazania przyczyn ich wystąpienia. Zaprezentowano wybrane stanowiska badawcze do testowania podzespołów motoryzacyjnych i ich wersje modułowe - wyposażane w specjalistyczne komory oraz rekonfigurowalne - zawierające gabarytową płytę montażową. Przedstawiono szczegóły testów stanowiskowych komponentów pojazdów specjalnych, jak ramy wychylne oraz stałe, w tym wykonane ze stali wysokowytrzymałej S700MC. Zaprezentowano charakterystyki naprężenie-odkształcenie, parametry mechaniczne oraz krzywe Wöhlera wymienionego rodzaju materiału w stanie dostawy i po spawaniu.