Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Research on Hovercraft - Fatigue Cracks in the Engine Frame

Szafran Krzysztof Stanisław, Michalczyk Marcin

Fatigue of Aircraft Structures

|

2021

|

Iss. 13

106--115

EN

Rescue patrol hovercrafts must meet the basic condition - high reliability of use in extreme conditions. The introduction to the work shows damage to the propulsion system and the fan tunnel structure resulting from a fatigue fracture of the attachment wound to the propulsion unit hull. In this paper, the author describes some ways of improving the engine frame structure. In the first phase of the exploitation crack testing of the hovercraft frame, the probable causes of damage were determined. The necessary output data for analysis of the load course were obtained from the operating documentation. The approximate number of variable load cycles acting on the frame truss rod was determined. Using the comparative testing methods, the service life of the frame was estimated. Probable resonance frequencies of the vibrating bars in the truss were determined. Vibration tests of the power transmission assemblies were carried out, which allowed to determine the amplitudes and frequencies of free vibrations. Finally, a modification of the frame shifting the resonant frequency range was proposed. In conclusions, changes to the design and a schedule of inspections were proposed. The newly designed engine frame should have an extended service life.

2

Service Life Extension of Parachutes with Use of Non-Desctructive and Partially Destructive Testing Methods of Textile Materials

Szafran Krzysztof Stanisław, Kramarski Ireneusz

Fatigue of Aircraft Structures

|

2020

|

Iss. 12

113--122

EN

The specificity of personal rescue and reserve parachutes is the fact that they are practically never used for jumping during their service life as they are intended for use only in emergency situations. Therefore, these parachutes throughout the entire period of use are only periodically aired and repacked every 6-12 months. Airing and repacking is necessary even if the parachute is only stored. Rescue and reserve parachutes’ components wear unevenly because the canopy with the suspension lines is inside the container and the cover, while the external components of the harness and the container undergo typical operational wear. Therefore, the service life of rescue parachutes can even reach 20 years (this refers to the canopy with the suspension lines alone). During normal exploitation, parachutes are subjected to non-destructive visual and tactile inspection in preparation for packing. When a parachute reaches its maximum service life, extension of its service life can be calculated based on its technical condition. The procedure for extending parachute’s service life involves non-destructive tests at a fabric air permeability test stand and partially destructive tests at the strength test stand. In the paper, both methods are described and their advantages and disadvantages are discussed. Also, observations some regarding the packers’ work and the desired new properties of raw materials that could be introduced to the parachute industry are presented.

3

Fatigue Degradation of the Ram-Air Parachute Canopy Structure

Szafran Krzysztof Stanisław, Kramarski Ireneusz

Fatigue of Aircraft Structures

|

2019

|

Iss. 11

103--112

EN

In this work, the authors continue researching issues related to fatigue of aircraft structures made of fabrics. Parachute systems are widely used in military, sport and recreational aviation. Braking parachutes as well as skydiving and troop parachutes are characterized by the repeated use of parachute canopies, which are exposed to wear and fatigue. Until now, parachutes were difficult to design aviation systems due to their complex and unsteady opening characteristics, large changes in the geometry of canopies, suspension lines and tape risers as well as exposure to stochastic atmospheric turbulence. The fatigue of the canopy fabric, suspension lines and tape risers is a problem that must be addressed by textile designers and designers of reusable parachute systems. The authors of this work demonstrate the complexity of operating a parachute in hard multiple use conditions and propose ways to extend the parachute’s service life without compromising safety.

4

Ocena zmęczeniowego zasobu eksploatacyjnego konstrukcji nośnych w warunkach długotrwałej eksploatacji maszyn. Część 1 - Problemy w długotrwałej rejestracji obciążeń eksploatacyjnych

Jankowiak A., Grabowski P., Kowalczyk M.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2018

|

R. 59, nr 5

15--25

PL

W niniejszym opracowaniu zilustrowane zostało zagadnienie oceny zmęczeniowego zasobu eksploatacyjnego wybranych węzłów konstrukcyjnych konkretnego obiektu, wieloczerpakowej koparki kołowej KWK 910 w ramach długotrwałej eksploatacji. Przedstawiono problemy z dostępnością lub wiarygodnością danych, które mogą wystąpić w trakcie długotrwałej rejestracji przebiegów obciążeń eksploatacyjnych, a które są podstawą do wyznaczania uszkodzeń zmęczeniowych i dalej do prognozowania pozostającej trwałości węzłów. Zaproponowane metody postępowania w obliczeniach zmęczeniowych w okresach, w których wspomniane problemy z rejestracją występują przedstawiono w części drugiej artykułu.

EN

The scope of the paper is to describe problems during calculating fatigue resource assessments of structural components of bucket-wheel excavator KWK-910, which may often appear during long-lasting exploitation. The considered problems refer to availability and thrustworthiness of loading data acquired during operating of the machine. Those data are basis for fatigue damage calculations as well as for fatigue resource assessments of the structural joints. In the second part of the paper there were also proposed some procedures in order to keep damage calculation in periods when loading data reveals as not useful because of above mentioned problems with load data availability.

5

Ocena zmęczeniowego zasobu eksploatacyjnego konstrukcji nośnych w warunkach długotrwałej eksploatacji maszyn. Część 2 – Zastępcze metody szacowania zasobu eksploatacyjnego w długim horyzoncie

Jankowiak A., Grabowski P., Kowalczyk M.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2018

|

R. 59, nr 5

26--32

PL

W niniejszym opracowaniu zilustrowane zostało zagadnienie oceny zmęczeniowego zasobu eksploatacyjnego wybranych węzłów konstrukcyjnych konkretnego obiektu, wieloczerpakowej koparki kołowej KWK 910 w ramach długotrwałej eksploatacji. W pierwszej części artykułu przedstawiono problemy z dostępnością lub wiarygodnością danych, które mogą wystąpić w trakcie długotrwałej rejestracji przebiegów obciążeń eksploatacyjnych, a które są podstawą do wyznaczania uszkodzeń zmęczeniowych i dalej do prognozowania pozostającej trwałości węzłów. W niniejszej części zaproponowano metody postępowania w obliczeniach zmęczeniowych w okresach, w których wspomniane problemy z rejestracją występują.

EN

The scope of the paper is to describe problems during calculating fatigue resource assessments of structural components of bucket-wheel excavator KWK-910, which may often appear during long-lasting exploitation. The problems considered in the first part of the paper refer to availability and thrustworthiness of loading data acquired during operating of the machine. Those data are basis for fatigue damage calculations as well as for fatigue resource assessments of the structural joints. In this part of the paper there were proposed some procedures in order to keep damage calculation in periods when loading data reveals as not useful because of above mentioned problems with load data availability.

6

Fatigue Degradation of the Structure of Parachute Systems

Szafran K., Kramarski I.

Fatigue of Aircraft Structures

|

2018

|

Iss. 10

93--103

EN

Parachute systems are in widespread use in aviation. Up to now, parachutes are the most uncertain air vehicles because of their complex and unsteady opening characteristics, changes in geometry up to 30% and vulnerability from unsteady atmospheric turbulence. Fatigue is a problem that the designers of long living parachute systems need to cope with. Authors demonstrate complexity of parachute exploitation and means to lower opening forces and extend service life without influencing safety.

7

Modułowa struktura stanowiska do diagnostyki termowizyjnej stopnia degradacji zmęczeniowej materiałów kompozytowych

Czajka P., Mizak W

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2015

|

nr 2

60--66

PL

W artykule przedstawiono eksperymentalne stanowisko badawcze do oceny zmian dyfuzji ciepła w materiałach kompozytowych w funkcji cykli zmęczeniowych. Konstrukcja stanowiska posiada strukturę modułową umożliwiającą dużą elastyczność i łatwą rekonfigurację poszczególnych elementów składowych. Do zadawania cykli zmęczeniowych zastosowano maszynę wytrzymałościową. Do stymulacji cieplnej próbek użyto modułu promienników podczerwieni, natomiast rozkład temperatury na powierzchni próbki jest rejestrowany za pomocą modułu wizyjnego w postaci kamery termowizyjnej. W celu wyeliminowania zakłóceń związanych z wpływem rozgrzanych promienników na wyniki pomiaru zastosowano moduł przesłony. Poszczególne moduły mocowane są na maszynie wytrzymałościowej. Opracowane stanowisko badawcze umożliwia automatyzację procesu pomiarowego. W pierwszym etapie zadawana jest seria obciążeń zmęczeniowych w postaci cyklicznego rozciągania. Następnie, nie zdejmując próbki z uchwytów, wykonywana jest stymulacja cieplna próbki za pomocą promienników podczerwieni. Z chwilą wyłączenia promienników i wysunięcia przesłony rozpoczyna się rejestracja rozkładu temperatury na przeciwległej powierzchni próbki za pomocą kamery termowizyjnej. Następnie cykl pomiarowy jest powtarzany. Z powodu degradacji zmęczeniowej materiałów kompozytowych, oprócz pogorszenia właściwości mechanicznych (utrata wytrzymałości i sztywności), zmieniają się również właściwości cieplne badanych materiałów. W wyniku pojawiających się, w efekcie obciążeń zmęczeniowych, mikropęknięć lub rozwarstwienia (delaminacji) w materiałach kompozytowych zmienia się szybkość dyfuzji ciepła, w stosunku do nieobciążonych materiałów bazowych. Znalezienie zależności pomiędzy szybkością przyrostu temperatury, w wyniku zadawanego testowego impulsu cieplnego, a liczbą cykli zmęczeniowych umożliwia prowadzenie nieniszczącej i bezkontaktowej diagnostyki stopnia degradacji materiałów kompozytowych.

EN

The article presents experimental test stand that was developed to evaluate of heat diffusion changes in composite materials as a function of fatigue cycles. The construction of the test stand has a modular structure, which enables for a high flexibility and an easy reconfiguration of components. The testing machine was used for determining fatigue cycles. For thermal stimulation of samples, the module of infrared radiators was used. The temperature distribution on the sample surface was registered in the form of a thermal imaging camera by the vision module. A shutter module was used in order to eliminate an influence of disturbances associated with hot radiators on the measurement results. Particular modules were mounted on the testing machine. The developed test stand enables for automation of the measurement process. In the first step a series of fatigue loads is set in the form of cyclic tensile stress. Then, without removing the sample from grips, a thermal stimulation of a sample is performed by infrared radiators. When radiators shut off and close the shutter a recording of the temperature distribution is started on the opposite surface of the sample using a thermal imaging camera. A measurement cycle is then repeated. Due to a fatigue degradation of composite materials, in addition to the deterioration of mechanical properties (loss of strength and rigidity), thermal properties of tested materials are also changed. Fatigue loads in composite materials may result in micro cracking or delaminating. Rate of heat diffusion is changed in relation to the unloaded base materials. The relationship between temperature rising rates of is a result of the test heat pulse, and the number of fatigue cycles allow a non-destructive and non-contact degradation diagnostics of composite materials.

8

Mostki i przetworniki pomiarowe LCR w wykrywaniu degradacji zmęczeniowej

Żurek Z. H., Witoś M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 10

126-133

PL

Potencjał stosowanych w przemyśle nieniszczących metod badawczych jest niewystarczający w świetle nowoczesnych metod zarządzania ryzykiem. Również nie są wykorzystane ww. metody badawcze w zakresie detekcji wczesnej fazy zmęczenia materiału, pomimo istnienia przesłanek teoretycznych i możliwości metrologicznych. W artykule przedstawiono podstawy teoretyczne i możliwości metrologiczne wykrywania lokalnych anomalii (zmęczeniowych) materiału metodą magneto-indukcyjną z użyciem tanich, podręcznych mostków pomiarowych LCR.

EN

The potential of industrial non-destructive testing methods in the light of modern methods of risk management is insufficient. Likewise, in this potential there are not used research methods in the field of detection of early stage material fatigue, despite the existence of theoretical premises and metrology capabilities. The article presents metrology capabilities of material local (fatigue) anomaly detection, using magnetoinductive method with inexpensive, handheld LCR measuring bridges.

9

Diagnostyka magnetyczna stref degradacji zmęczeniowej materiału koła napędnego lokomotywy EU07

Bizoń K.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

2008-2014

PL

Pęknięcia kół napędnych lokomotyw EU07 są problemem, z którym często spotykają się zakłady eksploatujące lokomotywy tego typu. Przyczyn powstawania uszkodzeń można doszukiwać się w niewłaściwej konstrukcji tarczy koła bosego, w złym oszacowaniu wartości obciążeń koła lub nadmiernych obciążeniach eksploatacyjnych. Powodem powstawania pęknięć mogą być również wady materiałowe powstające na etapie produkcji lub też zmęczenie materiału w procesie eksploatacji. Uszkodzenia kół zestawu napędnego lokomotywy EU07 charakteryzuje wysoka powtarzalność miejsc ich powstawania. W artykule przedstawiono badania własności magnetycznych materiału stosowanego na zestawy kołowe. Zamieszczono wyniki badań opisujących reakcję materiału na obciążenia cyklicznie zmienne. Przedstawiono rozwijane metody diagnozowania procesów zmęczeniowych metodami magnetycznymi, które są dokładniejsze od metod defektoskopii ultradźwiękowej. Większość stali konstrukcyjnych reaguje na procesy mechaniczne mierzalnymi istotnymi zmianami parametrów magnetycznych. Każda stal przejawią określoną charakterystyczną zależność związków magnetomechanicznych. Poznanie tych związków pozwala na stosowanie metod magnetycznych w diagnostyce elementów stalowych i prognozowanie procesu pękania, co jest istotne, a nieosiągalne za pomocą metod defektoskopii.

EN

The length of the cycle of the survey wheel set depends on the course as well as technical and economic conditions of the use of the vehicle. Economical accounts are starting to speak behind extending the cycle of the exploitation inspection. At present a time of the propagation of the detected crack is predicted with ultrasonic methods and add current extending the time of the use of the wheel set. In the article tests of steels applied to wheeled sets were described. Research findings were placed describing the reaction of material for loads cyclically variables. Elaborated methods of diagnosing endurance processes were presented with magnetic methods which are more thorough than methods of the ultrasonic defectoscopy. The paper presents one of the methods of diagnosing fatigue processes by means of magnetic methods which is being developed. The carried research confirms correlations between mechanical and magnetic features of steel. Clarification of these correlations and measurements of magnetic properties will enable precise determination of the length of a circle of review wheel set. The majority of constructional steels is reacting to mechanical processes with measurable essential changes of magnetic parameters. Every steel will display the determined characteristic relation of magnetomechanical compounds. Getting to know these compounds allows to applying magnetic methods in the diagnostics of steel elements and forecasting the process of cracking what is essential but unavailable with methods of the defectoscopy.

10

Zastosowanie metod magnetycznych do oceny stopnia degradacji zmęczeniowej staliwa LII500 na przykładzie kół napędnych lokomotywy EU07

Bizoń K.

Pojazdy Szynowe

|

2013

|

Nr 3

42--47

PL

W artykule przedstawiono wyniki pomiarów wartości wybranych własności magnetycznych materiału (staliwo LII500) do oceny stopnia jego degradacji zmęczeniowej, na przykładzie koła napędnego lokomotywy EU07. Zakres badań obejmował badania własności magnetycznych materiału obiektu rzeczywistego oraz badania laboratoryjne własności magnetycznych próbek materiału koła. Badaniom laboratoryjnym poddano próbki materiału koła pozyskane z obszarów o mniejszym i większym stopniu degradacji zmęczeniowej. Badania obiektu rzeczywistego polegały na pomiarze dynamicznej pętli histerezy magnetycznej w wybranych punktach na wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni tarczy koła. Metodę pomiaru dynamicznej pętli histerezy magnetycznej oparto na zasadzie pomiaru wartości indukcji magnetycznej w szczelinie powietrznej obwodu magnetycznego, w którym jarzmo z uzwojeniem magnesuje badany materiał. Do pomiaru wartości indukcji magnetycznej (wyrażonej wartością napięcia) wykorzystano hallotron. Wykonano barwne mapy rozkładu zmierzonych wartości parametrów magnetycznych. Dokonano również pomiarów sondą działającą na zasadzie sondy Foerstera. Uzyskano barwną mapę rozkładu parametru opisującego zmianę indukcyjności sondy pomiarowej w zależności od miejsca pomiaru na wewnętrznej powierzchni tarczy koła.

EN

The aim of the research was to demonstrate possibilities of using measurements of value of magnetic properties characteristic for cast steel LII500 material to assess the degree of its fatigue degradation on the example of driving wheel of EU07 locomotive. The scope of tests covered both magnetic properties of real object i.e. locomotive driving wheel and laboratory tests of magnetic properties of samples of wheel material. The samples of wheel material obtained from the areas with less and bigger degree of fatigue degradation were subjected to the laboratory tests. The tests of real object consisted of measuring the dynamic magnetic hysteresis loop in the selected points on the inner and outer surface of the wheel disc. The method of measurement was based on the value of magnetic induction in an air gap of magnetic system, where the yoke with winding magnetize the material under test. Hall sensor was used for the measurement of magnetic induction. The colored maps of the distribution of the measured values of the magnetic parameters. The measurements by means of Foerster’s probe was also made. Laboratory research has been carried on material samples of a wheel from the areas of greater and lesser degree of fatigue degradation. The colorful maps of the parameter distribution describing the change of the induction of the measuring probe depending on the measurement location on the inner surface of the wheel disc was obtained.

11

Ocena rozwoju degradacji zmęczeniowej stali P91 na podstawie zmian kąta fazowego sygnału prądowirowego

Kukla D., Grzywna P., Zagórski A.

Przegląd Spawalnictwa

|

2012

|

R. 84, nr 13

8-11

PL

Badania dotyczyły oceny możliwości monitorowania rozwoju degradacji stali P91 pod wpływem zmiennych obciążeń cyklicznych, na podstawie zmian wartości kąta fazowego sygnału prądowirowego mierzonej w kolejnych cyklach zmęczeniowych. Na podstawie badań zależności wartości kąta fazowego sygnału prądowirowego od stanu naprężeń (rozciągających i ściskających) w próbce poddanej obciążeniem zmęczeniowym stwierdzono niemal liniowy wpływ wielkości i kierunku naprężenia na ten parametr. Badania w zakresie oceny stopnia uszkodzenia zmęczeniowego próbek realizowano podczas zatrzymania prób zmęczeniowych po określonej liczbie cykli, przy zerowej sile obciążenia, w kilku miejscach, wzdłuż osi głównej próbki. Na tej podstawie możliwa była lokalizacja miejsc rozwoju uszkodzeń zmęczeniowych przed powstaniem pęknięcia.

EN

The investigations concerned the possibility of monitoring the degradation of P91 steel during cyclic loading, based on the changes in phase angle of eddy current signal measured at successive fatigue cycles. The investigations of the influence of the stress state (compressive and tensile) in the sample on the values of phase angle evidence almost linear dependence of this parameter and the value and direction of the stress. The estimation of the fatigue failure degree of the samples was realized after specified number of cycles. The measurements were performed in several points along the principal axis of the sample. Based on this investigations, it was possible to detect the zones in which the fatigue failure were evolved, before fracture occurred.

12

Numerical simulation of fatigue degradation process of polymer materials using diagnostic acoustic characteristics

Wróbel G., Kaczmarczyk J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2009

|

Vol. 36, nr 2

168-175

EN

Purpose: The objective of the work was to construct the finite elements model for simulation of acoustic wave propagation process in polymer material in the aspect of diagnostic of fatigue changes. Design/methodology/approach: Flat model was composed from finite elements with elastic properties of represented medium. Procedure of model modification corresponding with material fatigue degradation was presented. Acoustic and strength characteristics achieved as a result of numerical analysis gave the basis of numerical diagnostic of degradation process. Findings: Structural modification possibilities of numerical model needed to obtain conformity of experimentally affirmed correlation of strength and acoustic characteristics of material have been indicated. Research limitations/implications: Developed method allows the identification of material’s residual load capacity state on the basis of given, determined in diagnostic process its acoustic characteristics. The method also enables the simulation of variable fatigue process of material in complex constructional conditions. Practical implications: Practical utilization of the model consists in prediction possibility of material state of complex constructional elements in varied operating conditions – on the basis of failure cumulation hypothesis. Originality/value: The value of developed model is in its practical usability in simulation diagnostic process. Simulation method with idea of diagnostic simulation is the original part of the present work.

13

Nieniszczące metody badania degradacji zmęczeniowej stali Cr-Mo

Kukla D., Dietrich L., Socha G., Kurzydłowski K. J., Manaj W.

Dozór Techniczny

|

2003

|

z. 6

135--138

PL

Współczesne instalacje przemysłowe, eksploatowane są często w ekstremalnych warunkach, co podnosi ryzyko awarii i powoduje, że mogą stanowić źródło zagrożenia dla otoczenia. Dla zapewnienia bezpieczeństwa ich użytkowania, wprowadzono szereg przepisów z zakresu dozorowania technicznego, które określają czas eksploatacji, po którym wymagany jest remont instalacji lub wymiana ich poszczególnych elementów. Działania te, mogą istotnie ograniczać wydajność instalacji, co uzasadnia optymalizację liczby odstawień oraz zakres ingerencji w poszczególne aparaty, co można osiągnąć poprzez systematyczną ocenę stopnia degradacji materiałów, z których wykonane są instalacje. Monitorowanie procesów degradacji materiałów, zasadniczo powinno opierać się na wynikach kompleksowych badań, obejmujących: strukturę (badania metodą replik, metodą PMS), pomiar twardości, pomiar współczynnika tłumienia fal ultradźwiękowych, analiza szumu Barkhausena, pomiary naprężeń szczątkowych oraz ocena ewentualnych uszkodzeń wewnętrznych (prądowirowe, magnetyczne). Niezbędne jest także prowadzenie badań właściwości mechanicznych na próbkach pobranych z obszarów o najwyższym stanie wytężenia materialu [1]. Z wymienionych technik badawczych, w niniejszej pracy skupiono się na wybranych metodach nieniszczących, możliwych do zastosowania w warunkach przemysłowych. Skuteczność tych metod oceniono na przykładzie stali Cr-Mo, powszechnie stosowanych do budowy instalacji w przemyśle chemicznym i rafineryjnym. Badane próbki stali poddano degradacji zmęczeniowej. Uzyskane wyniki mają ogólniejszy sens i mogą być wykorzystane do oceny stanu instalacji pracujących w warunkach obciążeń zmęczeniowych.