Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Technological methods of strengthening elements of engines and aggregates for special equipment

Marchenko A., Tkachuk M., Kravchenko S., Veretelnyk O.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2018

|

z. 1/115

73--80

EN

The paper presents the results of experimental and numerical studies of contact interaction of rubbing bodies after technological processing – discrete hardening. Experimental studies were carried out on the example of the contact pair "crankshaft of an internal combustion engine - liners". Numerical simulation was carried out using generalized parametric modeling of complex mechanical systems. To determine the stress-strain state of the elements being studied, the finite element method was chosen. Based on the results of the conducted studies, the efficiency of the proposed method of technological processing of contacting bodies – discrete hardening - was demonstrated.

PL

W pracy przedstawiono wyniki eksperymentalnych i numerycznych badań kontaktu ciał trących po obróbce technologicznej - dyskretnym utwardzaniu. Badania eksperymentalne przeprowadzono na przykładzie pary kontaktowej "wał korbowy silnika spalinowego - wkładki". Symulacja numeryczna została przeprowadzona przy użyciu uogólnionego parametrycznego modelowania złożonych układów mechanicznych. Aby określić stan naprężenie-odkształcenie badanych elementów, wybrano metodę elementów skończonych. Na podstawie wyników przeprowadzonych badań wykazano skuteczność proponowanej metody technologicznej obróbki ciał stykowych - dyskretne utwardzanie.

2

Discrete-continual strengthening of contacting structural elements: mathematical and numerical modeling

Marchenko A., Kravchenko S., Tkachuk M., Tkachuk M., Saverska M.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2018

|

z. 2/116

143--153

EN

Discrete-continual hardening is proposed for contacting elements of machines. The method suggests that one part is hardened in a discrete manner while the other one is hardened continually over the entire surface. The resulting contact pair acquires positive qualities from each of the employed hardening techniques. Performance of the proposed technology is evaluated by means of stress analysis of the treated fragments. Unlike traditional hardening technologies the new one implements negative feedback mechanisms in the system "loading - contact interaction - friction - wear". This results in a positive integral effect which outperforms the individual contributions of each of the hardening technologies involved. It provides more favorable contact conditions in particular contact pressure distribution. This leads to decrease in wear, which in turn it prevents dramatic increase of the working loads. Consequently, the stabilization of investigated processes occurs. Enhancement of contact conditions of hardened bodies is demonstrated by structural analysis of a representative fragment of the studied system. The results of the numerical modeling confirm the technology design premises. The locally hardened zones do actually bear major loads. Nevertheless, friction and wear in the hardened zones are reduced due to the enhanced tribomechanical properties of the material compared to the remaining part of the body. Continual treating of the response part further amplifies this effect. In particular, metal materials like aluminum are covered by a thin layer of oxides formed by application of strong electric current in a special medium. The consolidated oxide phase form surface layers that perform structural role. Together with the discretely hardened surface of the response part they form a contact pair that is characterized by higher strength of components, anti-friction and anti-wear properties.

PL

Dyskretno-ciągłe hartowanie jest proponowane dla powierzchni stykających się elementów maszyn. Metoda sugeruje, że jedna część jest utwardzana w dyskretny sposób, a druga jest utwardzana w sposób ciągły na całej powierzchni. Uzyskana para kontaktów uzyskuje pozytywne cechy z każdej z zastosowanych technik hartowania. Działanie proponowanej technologii ocenia się za pomocą analizy naprężeń badanych fragmentów. W przeciwieństwie do tradycyjnych technologii hartowania, w nowym systemie zastosowano mechanizmy ujemnego sprzężenia zwrotnego w systemie "obciążenie - interakcja stykowa - tarcie - zużycie". Skutkuje to dodatnim efektem integralnym, który przewyższa indywidualne wpływ każdej z zastosowanych technologii hartowania. Zapewnia bardziej korzystne warunki kontaktu, w szczególności rozkład naprężeń kontaktowych. Prowadzi to do zmniejszenia zużycia, co z kolei zapobiega dramatycznemu wzrostowi obciążeń roboczych. W konsekwencji następuje stabilizacja badanych procesów. Zwiększenie warunków kontaktu hartowanych elementów wykazano za pomocą analizy strukturalnej reprezentatywnego fragmentu badanego układu. Wyniki modelowania numerycznego potwierdzają zalety tej technologii. Lokalnie utwardzone strefy rzeczywiście przenoszą duże obciążenia. Niemniej jednak, tarcie i zużycie w utwardzonych strefach są zmniejszone dzięki ulepszonym właściwościom tribomechanicznym materiału w porównaniu z pozostałą częścią obiektu. Ciągłe testowanie próbki dodatkowo wzmacnia ten efekt. W szczególności materiały metalowe, takie jak aluminium, są pokryte cienką warstwą tlenków utworzoną przez zastosowanie silnego prądu elektrycznego w specjalnym medium. Skonsolidowana faza tlenkowa tworzy warstwy powierzchniowe spełniające rolę strukturalną. Wraz z dyskretnie hartowaną powierzchnią części reakcyjnej tworzą parę kontaktową, która charakteryzuje się większą wytrzymałością komponentów, właściwościami przeciwciernymi i przeciwzużyciowymi.

3

Analysis and synthesis of complex spatial thin-walled structures

Marchenko A., Chepurnoy A., Sen'ko V., Makeev S., Litvinenko O., Sheychenko R., Graborov R., Tkachuk M., Bondarenko M.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2017

|

z. 1/110

17--29

EN

The new approach to solve the problems of analysis and synthesis of complex spatial thin-walled structures is proposed. It is based on generalized parametric modeling of complex mechanical systems. Generalized parameters are structure, design and technological solutions for the structures, design parameters and operating conditions. Beside the solution of problems of a single analysis, and multivariate studies, and studies of rational design and technological solutions are provided. In addition, it is possible to justify parameters of finite element models for accurate calculation of stress-strain state by the finite element method. Also, it becomes possible to model boundary conditions and loading effort, not only for one, but for a number of similar designs. As the result a tool for quick and accurate solutions of totality of tasks justification of design solutions for complex spatial thin-walled structures by strength and stiffness criteria is created.

PL

Zaproponowano nowe podejście do rozwiązania problemów analizy i syntezy skomplikowanych przestrzennych i cienkościennych struktur. Jest on oparty na uogólnionym parametrycznym modelowaniu złożonych układów mechanicznych. Parametry są uogólnione budową, konstrukcją i rozwiązaniem technologicznym dla struktury, parametrów konstrukcyjnych i warunków pracy. Oprócz rozwiązania problemów pojedynczej analizy oraz badań i analiz wielowymiarowych, prezentowane są racjonalne projekty i rozwiązania technologiczne. Ponadto istnieje możliwość uzasadnienia parametrów modeli elementów skończonych dla dokładnego obliczenia stanu rozciągania metodą elementów skończonych. Ponadto istnieje możliwość modelowania warunków brzegowych i wysiłku załadunków, nie tylko dla jednego, ale dla wielu podobnych wzorów. W rezultacie powstaje narzędzie do szybkich i dokładnych rozwiązań całości zadań uzasadniających rozwiązania projektowe dla złożonych przestrzennych cienkościennych konstrukcji według kryteriów wytrzymałości i sztywności.

4

Tidal currents in the western Svalbard Fjords

Kowalik Z., Marchenko A., Brazhnikov D., Marchenko N.

Oceanologia

|

2015

|

No. 57 (4)

318--327

EN

The paper is focusing on the tides and on the strong tidal current generated in the western fjords of Svalbard. Numerical model is chosen as a tool to study the barotropic tides. Model results are compared against measured sea level and drifters. Numerical modeling and observation of tides point that the tidal amplitude does not change strongly in these fjords but the tidal currents are enhanced in several locations, namely at the entrance to the Dickson Fjord, in the narrow passages in proximity to Svea, and in the central part of Van Keulenfjorden. As the strongest currents have been found at the passages at Akseløya Island we have focused our research on this location. The narrow northern channel (Akselsundet) at Akseløya is the main waterway to Svea coal mines. Tidal currents computed and observed at the northern tip of Akseløya Island can reach amplitude from 2 to 3 m s−1. Observation of the deployed drifters and calculation of the seeded particles in the passage at Akseløya depicted a complicated pattern of eddies. The jet-like currents and eddies are quite different at the ebb and flood tide phases. As the Akseløya Island orientation relative to the shore is different for the flood and ebb waters the flow through Akselsundet is differently constrained by this geometry. The observations show that the oscillating tidal motion causes large excursions of the water particle. The drifters released in the passage during flood ended up trapped in the eddy on the eastern side of the island.

5

Methods of Iceberg Towing

Marchenko A., Eik K.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2012

|

Vol. 6, no. 4

507--516

EN

Mathematical models of iceberg towing by a ship connected to the iceberg by mooring lines are considered. Governing equations describing the towing and the tension of mooring lines in two different schemes of the towing are formulated. Stability of steady solutions describing the towing with constant speed is studied. Numerical simulations are realized to compare results of the modeling with experimental results of model towing in HSVA ice tank.