Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 48

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
EN
The paper presents the results of fatigue loading simulation applied to bimetallic model using the Chaboche kinematic hardening rule. Three cases of simulations were performed: (i) without residual stresses; (ii) considering residual stresses and (iii) considering asymmetrical geometry of bimetal, i.e. cross area reducing under tension period of loading. Experimental results exhibit the ratcheting phenomenon in titanium-steel bimetallic specimens. The observed ratcheting phenomenon could be explained by the third case of simulation which is supported by detection of microcracks in the vicinity of welded area.
EN
Welded joints are areas of increased stresses in construction. The reason for this phenomenon is associated with the nonhomogeneous mechanical, structural and geometrical properties of the weld. In the article the correlations between locally raised stresses due to real geometry and fatigue lives of non-load carrying cruciform joints made from S355J2+N steel are analysed. Stresses were computed using Finite Element Method (FEM) based on real three-dimensional weld geometry obtained by 3D scanning. The specimens were experimentally tested under cyclic push-pull loading with a zero mean value of applied force. The correlation was analysed using Pearson’s correlation coefficient and statistical hypotheses. It was shown that statistically significant correlation exists between maximum values of normal stresses and fatigue lives.
PL
Technologia zgrzewania wybuchowego stanowi alternatywę dla wielu częściej spotykanych metod łączenia materiałów konstrukcyjnych. Materiały poddane procesowi zgrzewana narażone są na oddziaływania wywołane przez detonacje materiału wybuchowego, między innymi wysokie ciśnienie. Szereg wysypujących czynników powoduje między innymi niejednorodność właściwości mechanicznych uzyskanych kompozytów. Artykuł prezentuje próbę numerycznej symulacji rozkładów naprężeń w bimetalu stal-tytan wykonaną w oparciu o badania eksperymentalne, w których zidentyfikowano właściwości mechaniczne wydzielonej strefy złącza.
EN
The paper presents the comparison of experimental and calculated fatigue lives for EN AW-6082 T6 aluminium alloy. Hour-glass shaped specimens have been subjected to constant and variable amplitude uniaxial and multiaxial loadings, i.e. plane bending, torsion and their proportional combinations with zero mean values. Three multiaxial fatigue criteria based on the critical plane approach have been verified being the linear combination of shear and normal stresses on the critical plane. For the variable-amplitude loading, the rainflow cycle counting method and Palmgren-Miner hypothesis have been applied. The best fatigue criteria are pointed in the final conclusions.
EN
The article presents the results of residual stress analysis in selected metal-metal joints manufactured by conventional welding and explosive merging. The X-ray diffraction technique applied for advanced stress-texture measurements and data processing revealed directions and values of the principal stresses and their configuration on the surface of the examined structural elements. The obtained stress topography of the joint intersections indicates a possible path of potential cracking formed during the exploitation process and thus it becomes a very useful tool in the diagnostics of structural elements.
PL
W pracy opisano badania i uzyskane wyniki analizy naprężeń własnych przeprowadzone dla wybranych połączeń metal-metal wytworzonych przez konwencjonalne spawanie oraz łączenie wybuchowe. Pomiary naprężeń oraz tekstury dokonane techniką dyfrakcji rentgenowskiej, jak i zastosowane odpowiednie procedury obliczeniowe pozwoliły zidentyfikować kierunki i wartości naprężeń głównych oraz ich konfigurację w badanych elementach konstrukcyjnych. Topografia naprężeń w wybranych obszarach badanych połączeń wskazuje możliwą drogę potencjalnej destrukcji złączy w procesie ich eksploatacji. Charakterystyki naprężeniowo-teksturowe uzyskane w oparciu o technikę dyfrakcji rentgenowskiej okazują się bardzo przydatnym narzędziem w diagnostyce elementów konstrukcyjnych, szczególnie takich jak przedmiotowe złącza.
EN
Hole drilling method was used to determine residual stresses in bimetallic composite manufactured by explosive welding process. The analyzed bimetal consist of pure titanium Grade 1 (6mm) and S355J2+N steel (40mm). The aim of the paper is to established the influence of heat treatment on residual stress state in titanium layer.
PL
Materiały kompozytowe otrzymane z metali i ich stopów mają szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu [1, 2]. Trwałe połączenie metali o różnych właściwościach mechanicznych umożliwia otrzymanie materiału spełniającego ekstremalne wymagania. Znane zastosowania platerów to między innymi: elementy aparatury chemicznej, łączniki spawalnicze, ekstremalnie obciążone łożyska ślizgowe, agregaty metalurgiczne, łopatki turbin, retorty chemiczne [1]. Jedną z metod otrzymywania kompozytów z metali jest metoda zgrzewania wybuchowego polegająca na wykorzystaniu energii detonacji materiału wybuchowego.W procesie zgrzewania wybuchowego materiały łączone ulegają znacznym deformacjom. W zależności od właściwości łączonych materiałów przed procesem walcowania płyty często poddaje się procesowi obróbki cieplnej w celu uniknięcia powstania ewentualnych pęknięć podczas walcowania. Celem pracy jest ustalenie naprężeń własnych w warstwie tytanu Grade 1 połączonego ze stalą S355J2+N metodą zgrzewania wybuchowego dla dwóch stanów, tj.bez obróbki cieplnej i po obróbce cieplnej.
EN
In the present paper the identification of fatigue processes in commercially pure titanium (ASME SB-265 Gr1) has been performed and presented. The flat specimens have been subjected to fully reversed push-pull loading under the force controlled system. As a result the mechanisms of microcracking have been identified and basic fatigue characteristics have been determined.
PL
Tytan Grade 1 (oznaczenia przemysłowe: ASTM Grade 1, ASME SB-265 Gr.1) charakteryzujący się najmniejszą ilością domieszek (Ti: 95,5%%wt) spośród produkowanych wyrobów z czystego tytanu jest stosowany w przemyśle chemicznym, okrętowym, lotniczym ze względu na łatwość kształtowania (dobra plastyczność). Ze względu na dobrą plastyczność materiału stosowany on jest również jako materiał nakładany w procesie zgrzewania wybuchowego z innymi materiałami. Charakterystyki zmęczeniowe oraz procesy zmęczeniowe tytanu Grade 1 są mało poznane. Celem pracy jest identyfikacja procesów zmęczeniowych oraz przedstawienie podstawowych charakterystyk zmęczeniowych tytanu Grade 1.
EN
In the present paper the analysis of interface inhomogeneity of titanium-steel bimetallic composite is presented. The research is focused on the size of local melting area, height and length of connection wave, distribution of microhardness, analysis of chemical constitution.
PL
Zgrzewanie wybuchowe metali ma zastosowanie w gałęziach przemysłu, w których wymagane jest połączenie metali o różnych właściwościach fizycznych, mechanicznych, chemicznych (np.stal-tytan, stal-aluminium, itp.). Trwałe połączenie takich metali innymi metodami jest trudne lub niemożliwe. W zależności od parametrów procesu zgrzewania wybuchowego oraz właściwości mechanicznych i strukturalnych łączonych metali struktura powierzchni połączenia (tzw.interfejs) jest różnorodna. Przy zastosowaniu większych energii detonacji połączenie może mieć kształt fali z lokalnymi przetopieniami i mikro­pęknięciami.Istnienie takich defektów zwiększa prawdopodobieństwo inicjacji pęknięć zmęczeniowych prowadzących do zniszczenia konstrukcji. Celem pracy jest analiza niejednorodności połączenia bimetalu stal-tytan pod względem wielkości stref przetopień, wysokości i długości fali połączenia, rozkładu mikrotwardości oraz zmienności składu chemicznego.
PL
Złącza spawane ze względu na niejednorodność właściwości mechanicznych, strukturalnych oraz kształtu spoiny są w konstrukcji miejscem powodującym spiętrzanie naprężeń. Najczęściej w obliczeniach przyjmuje się, że kształt spoiny jest jednakowy na całej długości, a zarys nie odbiega od teoretycznego. W artykule przedstawiono rozkład naprężeń w spoinie wykonanej na próbkach stalowych (S355J2+N), której kształt przeniesiono do analizy metodą elementów skończonych przez skanowanie 3D. Uzyskane wyniki porównano z wynikami dla spoiny o promieniu zaokrąglenia linii wtopienia równym 1 mm.
EN
Welded joints due to their nonhomogeneous mechanical, structural and geometrical properties are the reason for stress concentration in the construction. Generally in the calculation it is assumed that the shape of the weld is uniform over the entire length, and the outline does not deviate from the theoretical one. This article shows the distribution of stress in the weld performed on specimens made of S355J2+N steel, the shape of which was transferred to the finite element analysis by application of 3D scanning. The results were compared with those obtained from the model of the weld with welding toe equal to 1 mm.
PL
W pracy wyznaczono rozkład naprężeń ekwiwalentnych w połączeniu spawanym na podstawie rzeczywistego odwzorowania powierzchni złącza uzyskanego dzięki skanowaniu 3D. Do badań wybrano złącze krzyżowe oraz stal S355J2+N. Rzeczywiste próbki poddano próbom cyklicznego rozciągania-ściskania o zerowej wartości średniej siły wymuszającej. Uzyskane trwałości zmęczeniowe porównano z uzyskanymi metodą elementów skończonych rozkładami naprężeń ekwiwalentnych.
EN
The article presents the distribution of equivalent stresses in the welded joint based on a real shape of a weld received from 3D scanning process. Cross-welded joint and S355J2+N steel were chosen. The specimens were experimentally tested under cyclic push-pull loading with a zero mean value of applied force. Fatigue lives were compared with a stress distribution calculated by finite element method.
EN
The hole drilling method was used to determine residual stresses in bimetallic composite manufactured by explosive welding process. The analyzed bimetal consist of titanium Grade 1 (6mm) and S355J2+N steel (40mm). The aim of the paper is to establish the influence of the heat treatment on residual stress state in titanium layer. Residual stress calculations were performed according to standards developed by strain gauge manufacturer (TML) and ASTM standards. The main conclusion is the heat treatment considerably changes the residual stress state in titanium layer from tensile stress state (no heat treatment) to compression stress state (after the heat treatment).
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań naprężeń resztkowych, wyznaczonych metodą nawiercania, w bimetalu stal-tytan otrzymanego w procesie zgrzewania wybuchowego. Analizowany bimetal to kompozyt stali S355J2+N (40mm) oraz tytanu Grade 1 (6mm). Celem badania było ustalenie wpływu obróbki cieplnej na kierunki i wartości naprężeń własnych w warstwie tytanu. Obliczenia naprężeń resztkowych przeprowadzono przy zastosowaniu: (i) procedury zalecanej przez producenta (TML) zastosowanych rozet tensometrycznych oraz (ii) zaleceń ASTM (American Society for Testing and Materials). W wyniku badań ustalono, że zastosowana obróbka cieplna bimetalu zasadniczo zmienia stan naprężeń własnych w warstwie tytanu. Próbki bez obróbki cieplnej wykazują naprężenia resztkowe rozciągające a w próbkach po obróbce cieplnej panują naprężenia ściskające.
EN
Welded joints are areas of increased stresses in construction. The reason for this phenomenon is associated with the nonhomo-geneous mechanical, structural and geometrical properties of the weld seams. Generally, in the majority of the calculation it is assumed that the shape of the weld is uniform over the entire length and it is not deviating from the theoretical one. This article shows the distribu-tion of stress in the butt-weld made of S355J2+N steel specimens. The shape of a joint was transferred to the finite element analysis by application of 3D scanning. Selected multiaxial fatigue criteria and probability mass function were used for a description of the results. Theoretical model prepared for comparison to the scanned joints was consistent with recommendations of International Institute of Welding for the effective notch method.
PL
Trwałe połączenie stali z tytanem umożliwia wytwarzania unikatowych elementów odpornych na działania agresywnego środowiska oraz cechujących się odpowiednią wytrzymałością. Jedną z technologii umożliwiającą połączenie stali i tytanu jest zgrzewanie wybuchowe. Jednakże w wyniku działania dużego ciśnienia powstałego w wyniku detonacji bimetal ulega znacznej deformacji. Zastosowanie typowej (dla analizowanego bimetalu) obróbki cieplnej powoduje rekrystalizację ziaren tytanu ale w wyniku różnych współczynników rozszerzalności cieplnej stali i tytanu wprowadza naprężenia własne ściskające w warstwie tytanu [1]. Na podstawie badań zmęczeniowych próbek stalowotytanowych (S355J2+N; Tytan Grade 1) przy kontrolowanym przebiegi siły o charakterze cyklicznym i zerowej wartości średniej stwierdzono występowanie efektu ratchetingu i niestabilności cyklicznej [2]. Celem pracy jest symulacja efektu ratchetingu za pomocą modelu plastyczności Chaboche’a [3,4] z uwzględnieniem wartości średnich naprężeń będących rezultatem obróbki cieplnej.
EN
In the present paper, a new approach is developed in order to take into account the stress gradient effect on fatigue life of structural components. The proposed approach is based on the weakest link concept in which the shape coefficient of the Weibull distribution becomes a function of a local damage parameter. The function simulates the experimentally observed relationship between the shape of the fatigue life distribution and the stress level. Such an approach allows one to calculate the global probability distribution of the fatigue life for notched structural components in a wide range of fatigue life regime: 10⁴-10⁷ cycles typically. For comparison purposes, the approach is applied to calculate the number of cycles to crack initiation of structural elements under three probability levels: 5%, 63% and 95%. The calculated lifetimes are compared with the lifetimes obtained from experiments performed on notched cruciform specimens and notched round specimens subjected to constant amplitude loading.
PL
W artykule zaprezentowano nową koncepcję uwzględnienia wpływu gradientu naprężeń na trwałość zmęczeniową elementów konstrukcyjnych. Przedstawione podejście bazuje na koncepcji najsłabszego ogniwa, w której współczynnik kształtu rozkładu Weibulla jest funkcją lokalnego parametru uszkodzenia. Zaproponowana funkcja symuluje obserwowany eksperymentalnie związek między kształtem rozkładu trwałości zmęczeniowej a amplitudą naprężenia. Podejście takie umożliwia wyznaczenie globalnego rozkładu prawdopodobieństwa zniszczenia dla elementów z karbem w szerokim zakresie trwałości: 10⁴-10⁷ cykli. Dla celów porównawczych zaproponowane podejście zostało zastosowane do obliczenia liczby cykli do inicjacji pęknięcia dla trzech poziomów prawdopodobieństwa, tj. 5%, 63% oraz 95%. Obliczone trwałości zmęczeniowe zostały porównane z trwałością eksperymentalną otrzymaną dla próbek krzyżowych z karbem oraz dla próbek cylindrycznych z karbem obrączkowym.
PL
Jedną z technologii stosowanych w celu uzyskania materiałów łączących w sobie wiele pożądanych właściwości takich, jak wysoka wytrzymałość i odporność na korozję, jest technologia zgrzewania wybuchowego nazywana inaczej platerowaniem wybuchowym. Możliwość połączenia materiałów konstrukcyjnych, przy użyciu detonacji materiału wybuchowego, została pierwszy raz zaobserwowana podczas I wojny światowej, natomiast komercyjnego znaczenia zaczęta nabierać w latach pięćdziesiątych ubiegłego wieku.
PL
W pracy przedstawiono własną konstrukcję stanowiska do badań zmęczeniowych materiałów opartą na prototypie wzbudnika elektromagnetycznego wykorzystującego magnesy neodymowe o dużej wartości indukcji remanentu. Zaletą tego rozwiązania jest prowadzenie prób zmęczeniowych przy relatywnie niskich kosztach oraz w komfortowych warunkach (cicha praca oraz łatwa obsługa). Pierwsze próby zmęczeniowe przeprowadzone przy wahadłowym zginaniu potwierdzają przydatność prezentowanej konstrukcji siłownika do badań zmęczeniowych. Zbudowany prototyp wzbudnika elektromagnetycznego może być również wykorzystany do generacji przebiegów sił o zmiennej amplitudzie.
EN
The paper presents the author's design of stand for fatigue tests of materials based on a prototype of electromagnetic inductor which uses neodymium magnet with high value of remanent induction. This solution is beneficial, because of possibility to carry out fatigue tests at relatively Iow cost and in a comfortable environment (quiet operation and ease of use). The first fatigue test carried out in oscillatory bending conditions confirmed the usability of the presented actuator design for fatigue tests. Prototype of electromagnetic inductor can also be used to generale course of a force with variable amplitude.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań zmęczeniowych przeprowadzonych na próbkach z bimetalu stal-tytan (S355J2, tytan Grade 1) wykonanych metodą zgrzewania wybuchowego. Próbki poddano cyklicznemu rozciąganiu- -ściskaniu przy sterowaniu wartością siły i współczynniku asymetrii cyklu R = –1. Zaobserwowano efekt cyklicznego osłabiania się bimetalu oraz zjawisko ratchetingu. Opracowanie charakterystyki zmęczeniowej bimetalu, naprężeniowej lub odkształceniowej, było utrudnione ze względu na różne właściwości łączonych metali w warunkach obciążeń cyklicznie zmiennych.
EN
The paper presents the results of fatigue tests carried out on bimetal specimens (S355J2 steel-titanium Grade 1) produced by explosive welding. The specimens were subjected to cyclic tension-compression loading with a zero mean value of controlled force. During fatigue tests the effects of cyclic softening and ratcheting were observed. The identification of conventional fatigue characteristics (based on strains or stresses) of bimetal is problematic because of the different cyclic properties of joined metals.
PL
W pracy przedstawiono model energetyczny wyznaczania trwałości zmęczeniowej, odniesiony do problemu wyznaczania trwałości złączy spawanych. Zaproponowano połączenie modelu energetycznego opisanego już w literaturze z metodą zastępczego jednostkowego promienia zaokrąglenia. Obliczenia przeprowadzono dla krzyżowego złącza spawanego przy obciążeniach stałoamplitudowych (wahadłowe rozciąganie-ściskanie). Dodatkowo, dla celów porównawczych, przeprowadzono obliczenia dla dwóch metod uwzględnionych w zaleceniach międzynarodowych: metody naprężeń nominalnych oraz metody zastępczego jednostkowego promienia zaokrąglenia. Otrzymane wyniki obliczeń zostały porównane z wynikami badań eksperymentalnych. Wykazano dużą zgodność wyników obliczeń według zaproponowanego modelu energetycznego z wynikami eksperymentalnymi.
EN
An energetic approach for fatigue analysis of welded joints is presented . Calculations were carried out for transverse stiffener welded element from S355N steel, submitted to fully reversed constant amplitude tension-compression loading. In order to address the issue of stress state in a weld notch, combination of energetic model and effective notch stress method for fatigue analysis is proposed. Procedures that were undertaken and introduced in this study are based on critical plane criterion of fatigue failure for life prediction. Critical plane orientation was determined by the direction of normal vector which is the same as the first principal direction. It is an improvement of the energetic model already proposed in the literature for structural elements. To further illustrate the effectiveness of the presented procedures, fatigue resistance against nominal stress and effective notch stress (fictitious notch radius) was evaluated, according to recommendations from International Institute of Welding. All the calculated fatigue lives were compared to test results. The presented energetic model produced results which closely resemble fatigue test results.
PL
W pracy przedstawiono oryginalny model wyznaczania rozkładu prawdopodobieństwa zniszczenia złączy spawanych wykorzystujący koncepcję najsłabszego ogniwa. Poprzez wprowadzenie charakterystyki zmęczeniowej materiału zastępczego uwzględniono niejednorodność strukturalną oraz naprężenia własne. Procedura identyfikacji właściwości mate- riału zastępczego wykorzystuje istniejące dane eksperymentalne uszeregowane w tzw. klasach FAT. Proponowany model uwzględnia również efekt skali poprzez jednoznaczne powiązanie parametru kształtu rozkładu z wielkością analizowanego elementu.
EN
The present paper presents an original model for evaluation of failure probability of welded joints. The S-N curve for substitute (equivalent) material is being introduced in order to govern the issue of material inhomogeneity and post-weld stress. Extraction of characteristics for this material is based on existing experimental data, categorized into FAT classes. Among that, the proposed model takes into account also the vo- lume effect.
PL
W pracy przedstawiono wyniki eksperymentalnych badań zmęczeniowych krzyżowych złączy spawanych. Badane elementy obciążano jednoosiową siłą zmienną: rozciąganie-ściskanie o cyklu wahadłowym. Kształt i wymiary bada- nych próbek dobrano tak, aby możliwe było porównanie dwóchcharakterystyk zmęczeniowych typu Oan-Nf w celu określenie efektu skali. Jedną z charakterystyk otrzymano na podstawie badań własnych. Drugą charakterystykę zmęczeniową, doty- czącą elementów spawanych o kilkukrotnie większych rozmiarach, otrzymano na podstawie wyników zamieszczonych w opublikowanych pracach innych autorów. Na podstawie analiz wyznaczono parametr symulujący efekt skali.
EN
The paper presents results of fatigue tests carried on transverse stiffener welded joints submitted to fully reverse axial loading. Based on the derived results, S-N curve was ob- tained and compared to published results for specimens differing in dimensions. Purpose of this comparison is analyzing the volume effect in fatigue of welded joints.
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.