Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 23

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  naprężenia resztkowe
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
PL
Blachy krzemowe o zastosowaniach elektrotechnicznych są produkowane ze względu na przeznaczenie. W obwodach magnetycznych transformatorów struktura blach jest projektowana ze względu na zgodność kierunku magnesowania z kierunkiem wektora indukcji. Są to blachy o strukturze zorientowanej (GO - e.g. anisotropic transformer sheets). W napędach przetwarzających energię pola magnetycznego na ruch obrotowy stosujemy blachy o strukturze niezorientowanej (NGO - e.g. isotropic or generator sheets). Defekty struktury będące wynikiem cięcia lub wycinania (dowolnymi technikami mają wpływ na deformację kierunku magnesowania bez względu na stosowane techniki cięcia. W procesie tym uczestniczą zjawiska magnetosprężyste i odwrotne, znane jako efekty Vilariego i Joule’a. W artykule opisano kierunkowe zmiany magnesowania na dwóch modelach testowych przygotowanych z blachy krzemowej M130 w obszarze materiałowym, elektrotechnicznym i mechanicznym, a także w obszarze badań nieniszczących NDT (Non-destructive testing) i SHM (Structural health monitoring) monitorowanie stanu strukturalnego SHM, a także monitorowanie stanu w procesie eksploatacji (ang. Condition Monitoring - CM).
EN
Silicone sheets for electrical purposes are made for their intended purpose. In transformer magnetic circuits, the sheet structure is designed due to the compatibility of the direction of magnetization with the direction of the induction vector. These are oriented metal sheets (for example, anisotropic transformer sheets). In drives that convert the energy of a magnetic field into rotational motion, we use plates with a non-oriented structure (NGOs — for example, isotropic or generator sheets). Design defects resulting from cutting or cutting (using any methods that affect the deformation of the magnetization direction, regardless of the cutting methods used.) This process includes magneto-elastic and backward effects, known as the Vilary and Joule effects. tests prepared from silicon steel sheet M130 in the material, electrical and mechanical fields, as well as NDT (non-destructive testing) and SHM (Structural health monitoring), monitoring the state of structures SHM, and monitoring the state (Condition Monitoring - CM).
2
Content available remote Szybkościowe frezowanie stopu cyrkonu
3
Content available remote Residual stress in multilayered composites : general overview
EN
The appearing process-induced stresses influence the mechanical performance of a composite structure and can initiate pre-load damage. Residual stresses evaluation is particularly important in multilayered composites where the ply orientations and stacking sequences highly influence the appearing stresses. Various numerical methods are used to simulate the growth and development of arising residual stresses. The general aim of the current work is to present the fundamental relations to predict the strains and stresses during the manufacture of laminated composites. Additionally, different modeling techniques and constitutive models are presented with the intention of understanding the different phenomena taking place during processing and which models best predict the process effects. As an example, a simple finite element model of a thermally loaded laminate is proposed to present the heterogeneities in through-thickness residual stresses distribution.
PL
Obecność naprężeń poprocesowych wpływa na charakterystykę mechaniczną struktury kompozytowej i może inicjować wstępne zniszczenie. Oszacowanie wartości naprężeń resztkowych jest szczególnie istotne w kompozytach wielowarstwowych, w których konfiguracja ma znaczny wpływ na pojawiające się naprężenia. Istnieje wiele modeli opisujących powstawanie i rozwój naprężeń resztkowych. Celem prezentowanej pracy jest przedstawienie podstawowych związków stosowanych w opisie naprężeń powstałych w trakcie procesu wytwarzania. Zaprezentowano różne techniki modelowania oraz związki konstytutywne z zamiarem opisu różnorakich zjawisk pojawiających się w trakcie wytwarzania laminatów. W celu wstępnej prezentacji heterogenicznego rozkładu naprężeń resztkowych przedstawiono model numeryczny wielowarstwowej płyty kompozytowej obciążonej termicznie.
PL
W pracy przedstawiono procedurę obliczeniową metody elementów skończonych (MES) dla analizy nieustalonych pól temperatury i naprężeń resztkowych w trakcie napawania tarczy turbiny. Zbudowany został termomechaniczny model obliczeniowy MES, wykorzystujący pakiet programów ANSYS. Model ten posłuży l do wyznaczenia nieustalonych pól temperatury i naprężeń resztkowych występujących w trakcie wielowarstwowego napawania, wyżarzania (relaksacji naprężeń) i końcowego frezowania kształtowego (usunięcie części materiału). Wszystkie właściwości termomechaniczne są funkcjami temperatury. Model uwzględnia również zmiany objętości wywołane przemianami fazowymi materiału. Przeprowadzone analizy pokazują, że zaproponowana metoda symulacji złożonego procesu technologicznego prowadzi do prawidłowych jakościowo wyników. Otrzymane rezultaty pozwalają na sformułowanie interesujących wniosków dotyczących znaczenia różnych czynników dla końcowych naprężeń własnych w strukturze. Efektywność omawianych symulacji jest limitowana głównie przez brak wiarygodnych szczegółowych danych wejściowych dotyczących właściwości materiałowych oraz parametrów opisujących modele matematyczne analizowanych procesów technologicznych.
EN
In the paper a computational procedurę ofthe finite element method (FEM) is presented for the purpose of analyzing temperature fields and residual stress states in the course of pad welding of a steel turbine disk. A coupled thermo-mechanical three-dimensional (3-D) finite element model was developed on the basis of the ANSYS software. This model was used to evaluate the transient temperature and the residual stress fields during multi-pass pad welding, annealing (stress relaxation) and final profile milling (removing the part of the material). Ali thermo-mechanical material properties are functions of temperature. The model also takes into account volumetric expansion/shrinkage which occurs due to phase transitions. The performed analyses show that the proposed approach of simulation of the sophisticated technological processes provides the results which arę correct from the qualitative point of view. The obtained results enable to draw interesting conclusions concerning the importance of different factors for thermal residual stresses within the structure. The effectiveness of the discussed simulations is limited mainly because of the lack of reliable detailed input data concerning material properties and the parameters describing mathematical models of the analysed technological processes.
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.
6
Content available remote Residual stresses as a factor of railroad rail fatigue
EN
An analysis of the influence of residual stresses on material fatigue is presented in this paper. Residual stress distribution in railroad rails subjected to simulated service loads is considered. A mechanical model based on the plastic shakedown theory was used to determine residual stresses and the Dang Van fatigue criterion was applied.
PL
W artykule przedstawiono analizę wpływu naprężeń resztkowych wywołanych symulowanym obciążeniem szyn kolejowych kołami taboru kolejowego na zmęczenie materiału szyny. Do wyznaczenia rozkładu naprężeń resztkowych zastosowano model mechaniczny oparty na teorii plastycznego przystosowania, a jako kryterium zmęczeniowe przyjęto kryterium Dang Vana.
7
Content available remote Residual stress development in railroad rails – a parametric study
EN
This paper presents the results of a parametric study undertaken to analyse the influence that changes in the material model and contact zone parameters may have on residual stress levels. A simplified shakedown based mechanical model is used to estimate the residual stress distributions due to simulated contact loads. An information on final shakedown state of the rail subjected to given loading program is obtained at a substantially reduced computational cost compared to the standard incremental analysis. A 50% increase in peak contact pressure may increase the longitudinal residual stress level by over 700%. The dependence of peak residual stresses on changes in the hardening ratio is almost linear, while the dependence of peak residual stresses on changes in the yield limit indicates a quadratic relationship. The research indicates that in future applications, a simplified treatment of the rail/wheel interface is justified, as long as the peak pressure in the contact zone is estimated correctly. The residual stresses in rails induced by service conditions may reach very high values, on a par with the material yield limit. This effect is aggravated by the operating procedure of increasing wheel axle loads.
PL
W niniejszym opracowaniu przedstawiono wyniki studium parametrycznego przeprowadzonego w celu zbadania wpływu zmian modelu materiału i parametrów strefy kontaktu na poziom naprężeń resztkowych w szynie kolejowej. Uproszczony model mechaniczny, oparty na teorii plastycznego przystosowania, został zastosowany do oszacowania rozkładu naprężeń resztkowych wywołanych symulowanymi obciążeniami kontaktowymi. Stwierdzono, że 50% wzrost maksymalnego ciśnienia w strefie kontaktu skutkuje wzrostem maksymalnych naprężeń resztkowych o około 700%, przy czym zależność maksymalnych naprężeń resztkowych od zmian współczynnika wzmocnienia materiału szyny ma charakter liniowy, podczas gdy zależność tych samych naprężeń od wartości granicy plastyczności ma charakter kwadratowy. Przeprowadzone obliczenia wskazują, że uproszczone traktowanie strefy kontaktu koło/szyna jest uzasadnione, jak długo maksymalne wartości ciśnienia w tej strefie są oszacowane poprawnie. Naprężenia resztkowe w szynie kolejowej, wywołane przez obciążenia eksploatacyjne kołami taboru, mogą osiągnąć bardzo duże wartości, porównywalne z wartością granicy plastyczności materiału. Efekt ten pogłębia się na skutek zwiększania obciążeń na oś taboru.
EN
Performed investigations and obtained results concerned the analysis of residual stresses in near-surface areas of coppercorundum (Cu-Al2O3) composite and silicon carbide (SiC) samples. X-ray diffraction and acoustic tomography techniques, as well as the suitable calculation procedures, allowed to locate sample-areas with extreme values of stresses residing in the examined materials. The registered texture-stress characteristics reflects inhomogeneity of the samples structure identified by means of acoustic tomography. Obtained results provide valuable information on anisotropy of physical properties of structural elements produced by the technologies applied to the examined samples.
PL
Przeprowadzone badania i uzyskjane wyniki dotyczyły analizy naprężeń w pobliżu obszarów powierzchniowych dwóch typów materiałów: kompozytów CU-AI2O3 oraz węglika krzemu (SiC). Do zlokalizowania obszarów skrajnych wartości naprę- żeń w badanych materiałach użyto dwóch technik dyfrakcji rentgenowskiej i tomografii akustycznej wykorzystując skaningowy mikroskop akustyczny. Zarejestrowana tekstura krystalograficzna oraz naprężenia własne odzwierciedlają niejednorodność próbek zidentyfikowaną za pomocą tomografii akustycznej. Uzyskane wyniki stanowią cenne informacje na temat anizotropii właściwości fizycznych elementów konstrukcyjnych.
PL
Celem pracy było zbadanie wpływu dodatku renu na właściwości termomechaniczne i użytkowe kompozytów Cr-Al2O3 wytwarzanych metodą spiekania pod ciśnieniem w prasie HP oraz metodą Spark Plasma Sintering (SPS). Uzyskano kompozyty o gęstości przekraczającej 98 % gęstości teoretycznej. Właściwości mechaniczne (m.in. moduł Younga, wytrzymałość na zginanie, twardość, odporność na pękanie, granica plastyczności) oraz odporność na utlenianie wytworzonych materiałów są obiecujące. Zbudowano model numeryczny do obliczeń wielkości naprężeń resztkowych obecnych w materiałach faz kompozytu po procesie spiekania oraz modułów sprężystości. Wykorzystano w tym celu obrazy rzeczywistej mikrostruktury kompozytu otrzymane z tomografii komputerowej. Uzyskano dobrą zgodność wyników modelu z wynikami pomiarów naprężeń metodą XRD. Przedstawiono ponadto porównanie wyników obliczeń numerycznych i pomiarów modułu Younga przy zastosowaniu różnych metod.
EN
Chromium matrix composites reinforced with alumina ceramic particles exhibit good resistance to high temperatures are thermal shocks. They have enhanced mechanical strength in elevated temperatures, high hardness, oxidation resistance and wear resistance. These exceptional properties make them good candidates for structural applications in automotive, aerospace and energy sectors, such as elements of combustion engines, coatings in aeroengines exhaust systems, or furnace linings. The objective of the present paper is to investigate the effect of rhenium addition on the thermomechanical and service properties of chromium-alumina composites manufactured by powder metallurgy methods. A working hypothesis was made that rhenium, owing to its excellent thermomechanical properties, would enhance the properties of the chromium matrix and, thus, improve the overall performance of the composite. The Cr/Al2O3/Re composites were processed by hot pressing (HP) and by spark plasma sintering (SPS) techniques. Different sizes of chromium powders were used, the addition of rhenium was 2 vol % and 5 vol %. The sintering process was conducted at 1400-1450 °C under pressure of 30-35 MPa in inert gas atmosphere (argon). The density of the sintered composites exceeded 98 % of the theoretical density. The mechanical properties (Young’s modulus, bending strength, hardness, plastic limit) are promising. For example, the compressive strength of the composite was twice as much as that of the sintered pure chromium. The oxidation and corrosion resistance of the composites were also examined and good results were reported. A numerical FE model was developed for the prediction of thermal residual stresses generated in the phase materials after cooling. The model uses micro-CT images of the real material microstructure as the input data. A good agreement of the simulation results and the measurements by X-ray diffraction method was achieved. Young’s modulus of the obtained materials was measured by different methods (mechanical, resonance and ultrasonic) and compared with the developed micro-CT based numerical model. The obtained Cr/Al2O3/Re composites are now being tested as demonstrators of some structural elements in automotive and energy applications.
PL
Naprężenia resztkowe wpływają między innymi na takie właściwości eksploatacyjne części maszyn, jak odkształcenie, wytrzymałość statyczna i dynamiczna, zużycie materiału, czy też wytrzymałość stykowa. Zastosowanie elektronicznej interferometrii plamkowej do pomiarów naprężeń resztkowych umożliwia wyeliminowanie problemów, które występują w standardowej metodzie tensometrycznej tj. pozycjonowanie wiertła względem rozety tensometrycznej, czy też zdeterminowana liczba kierunków pomiaru naprężeń. W pracy przedstawiono zagadnienia związane z pomiarami naprężeń resztkowych z zastosowaniem elektronicznej interferencji plamkowej (ESPI), stopu tytanu Ti6Al5 (TitanGrade 5) po obróbce ściernej, z zastosowaniem systemu Prism firmy Stresstech Oy.
EN
Residual stresses influence, among other parameters, on the performance characteristics of the machine, such as deformation, static and dynamic strength, material usage, or the strength of the contact. Extensional stresses as a result of abrasive machining reduce the fatigue strength for the dynamically loaded machine parts. It is preferred when the surface layer of the compressive stress is obtained. Therefore, it is recommended to reduce or remove most of the tensile stresses in the elements of the machine, for example, by reducing the value of technological parameters (feed-in). Note also that the type of occurring stresses depends also on the characteristics of the used grinding wheel, where the importance has the type of selected abrasive material. Grinding, eg. grinding wheel with aloxite grain is almost always the occurrence of tensile stresses, in contrast to CBN, which causes the formation of an compressive stresses in the surface layer. The article presents the issues related to the measurement of residual stresses by using electronic speckle pattern interference (ESPI), titanium alloy Ti6Al5 (TitanGrade 5), using a system of Stresstech Prism Oy. Stress measurements using ESPI can eliminate the problems that exist in the strain-gage method, such as the positioning of the axis of the drill in the center of the rosette hole, and only three directions of stress measurement (every 120 degrees). In the ESPI method stresses are recorded in all directions per-pendicular to the axis of the hole.
PL
Praca ma charakter poznawczy dla badaczy zajmujących się żywotnością eksploatacyjną elementów maszyn i urządzeń pracujących w energetyce i nie tylko oraz na znaczenie i rolę w tym aspekcie naprężeń hartowniczych. W pracy w sposób encyklopedyczny przedstawiono podstawowe założenia teorii naprężeń hartowniczych opracowaną przez Ranieckiego i Innoue, [3, 4], Zaprezentowano model przemian fazowych i uzyskane na tej podstawie rezultaty. Omówiony został także rozwiązany przez tych autorów problem brzegowy określający stan resztkowych naprężeń hartowniczych w ogrzanej półprzestrzeni wykonanej ze stali węglowej a następnie równomiernie chłodzonej na powierzchni czołowej. Przedstawione zostały także otrzymane główne rezultaty w postaci odpowiednich rysunków, wykresów i nomogramów.
EN
A scientific and technical character of this study will be of interest for research workers engaged in problems connected with operating life of machine elements and installations working in the power industry andother industrial branches, and gives a description of the importance and of the role played by hardening stresses in this aspect. In an encyclopedic manner presented are basic assumptions of the thermal-hardening stress theory developed by Raniecki and Inoue [3, 4]. Shown is the model of kinetic phase transformations and the obtained on this basis results. Discussed is also the solved by the authors a boundary-value problem determining the condition of residual hardening stresses in a carbon steel half-space first heated and then rapidly cooled on its facial surface. Presented are also, obtained by the authors, calculation results in the form of appropriate graphs, diagrams and nomograms.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych oraz analiz numerycznych MES związane z procesem zakuwania nitu. Analizie poddano stosowane w polskim przemyśle lotniczym nity z łbem kulistym z materiału PA24 oraz blachy ze stopu D16CzATW. Zbadano, jak siła nitowania wpływa na charakterystyczne wymiary zakuwki oraz ekspansję otworu nitowego, a następnie uzyskane wyniki porównano z wynikami analiz MES. Ponieważ dotychczas stosowane metody pomiaru ekspansji otworu mogą być obarczone błędem, opracowano własną metodę pomiaru, cechującą się większą dokładnością. Zbadano, jak przyjęty w analizach MES model materiału nitu wpływa na jakość otrzymywanych wyników. Wykazano, że wierne odtworzenie procesu nitowania w MES wymaga odpowiedniego zdefiniowania modeli materiałowych stosowanych w tych analizach. Ponadto określono wpływ siły zakuwania nitu na rozkład oraz wielkość resztkowych naprężeń promieniowych i obwodowych wokół otworu nitowego.
EN
Experimental results and numerical FE analysis related to the riveting process are considered in the paper. The research has focused on the round head rivet and D16CzATW sheet material used by Polish aircraft manufacturers. The effect of rivet squeeze force on the rivet driven head dimensions and rivet hole expansion was experimentally investigated and the results were compared with the FE results. In view of an insufficient accuracy of hole expansion measurement methods used so far, a novel more accurate measurement technique developed by the present authors has been applied. FE results were obtained for various models of the rivet material. It was shown that an adequate numerical modelling of the rivet installation is conditioned by appropriate assumptions about the constitutive characteristics of the rivet material. The impact of the squeeze force on distributions and values of residual stresses generated by riveting was also determined.
EN
This work presents the results of analysis of residual stresses generated at various stages of production of Al2O3 sinters (sintering, mechanical processing). Residual stresses were determined by the g-sin2Ψ X-ray method. The process of ceramic sintering of Al2O3 was carried out at varying parameters: temperature and heating time, heating rate, cooling rate. After mechanical processing (grinding), the materials were subjected to heat treatment, consisting of heating to temperatures in the range of 600 - 1200 °. In order to determine the mechanical properties of the materials, HV30, HV0.3 and HV0.1 hardness measurements were made. K(Ic) and HVG stress intensity index values were also determined.
PL
W pracy zaprezentowano wyniki analizy naprężeń resztkowych powstających na różnych etapach produkcji spieków Al2O3 (spiekanie, obróbka mechaniczna). Naprężenia resztkowe oznaczono rentgenowską metodą g-sin2Ψ. Spiekanie ceramiki Al2O3 przeprowadzono przy zróżnicowanych parametrach procesu - temperatura i czas ogrzewania, szybkość ogrzewania i studzenia. Po obróbce mechanicznej (szlifowanie) materiały poddano obróbce cieplnej polegającej na ogrzewaniu do temperatury z zakresu 600 - 1200 stopni C. Aby określić właściwości mechaniczne zmierzono twardość HV30, HV0.3 i HV0.1 materiałów. Oznaczono też wartości współczynników intensywności naprężeń K(Ic) i HVG.
PL
Postępujący rozwój wymagań dotyczących kształtowników walcowanych wymusza na producentach systematyczne podnoszenie jakości wyrobów oraz rozszerzanie asortymentu produkcji. W artykule omówiono technologię walcowania na gorąco szyn podsuwnicowych typu A stosowaną w ArcelorMittal Zakład Huta Królewska. Przedstawiono także metodykę przeprowadzonych badań i uzyskane wyniki. Wyznaczono skład chemiczny materiału pobranego z szyn, zmierzono wytrzymałość na rozciąganie, oraz wykonano badania kafarowe odcinków szyn, a także zmierzono rozkład naprężeń resztkowych. Opisane badania potwierdzają wysokie parametry jakościowe kształtowników oraz powinny przyczynić się do rozszerzenia potencjalnych ich zastosowań.
EN
Continuous increase of requirements with respect to rolled sections enforce on the producers a continuous products’s quality improvement and the range of assortment increase. The article presents the crane rails type A hot-rolling technology currently applied at ArcelorMittal Krolewska Unit. The measurements methodology and obtained results are presented. The measurement of the chemical compositions of steel used for the shape production, tensile strength, drop weight tests on rail tests pieces and residual stresses distribution measurements were also conducted. The obtained results demonstrate the required quality of the shapes and should contribute to increase the scope of theirs potential applications.
EN
This paper presents a method, which may be used to determine residuaI stress distribution in bodies subject to cyclic loads. A mixed global/local version of the Meshless Finite Difference Method (MFDM) is used to devise a discrete computational formulation of a shakedown based residual stress calculation mechanical model for elastic-plastic bodies subject to cyclic loadings. Several 1D and 2D verification/vaIidation tests are presented, including thorough discussion of results and conclusions regarding the details of computational model. The method developed is applied to determine residual stress distribution in a railroad rail subject to simulated contact load.
PL
W pracy przedstawiono metodę, która może zostać zastosowana do wyznaczenia rozkładu naprężeń resztkowych w ciałach poddanych obciążeniom cyklicznie zmiennym. Mieszana globalno/lokalna wersja Bezsiatkowej Metody Różnic Skończonych (BMRS) została zastosowana do zbudowania dyskretnego sformułowania obliczeniowego modelu mechanicznego służącego do wyznaczania rozkładu naprężeń resztkowych w sprężystoplastycznych ciałach poddanych obciążeniom cyklicznie zmiennym. Model mechaniczny oparty jest na twierdzeniach teorii plastycznego przystosowania. W pracy przedstawiono wybrane jedno- i dwuwymiarowe testy weryfikacyjne i walidacyjne, włączając dyskusję ich rezultatów i konkluzje dotyczące szczegółowych rozwiązań modelu obliczeniowego. Opracowana metoda została zastosowana do wyznaczenia rozkładu naprężeń resztkowych w szynie kolejowej poddanej symulowanym obciążeniom kontaktowym.
16
Content available remote Modelowanie i ocena naprężeń resztkowych w komponentach żywicznych
PL
Tworzywa termoutwardzalne są powszechnie stosowanymi materiałami izolacyjnymi w różnego rodzaju aparatach elektrycznych z zakresu średnich i wysokich napięć. W procesie ich przetwórstwa powstają w objętości materiału niejednorodne deformacje wynikające z występowania gradientów temperaturowych oraz nierównomiernej szybkości zachodzenia reakcji chemicznych. Dodatkowym czynnikiem nakładającym się na tak zdefiniowany stan układu jest interakcja materiału termoutwardzalnego z elementami współpracującymi, takimi jak metalowe części aktywne, których współczynniki liniowej rozszerzalności cieplnej w szerokim zakresie temperatur mogą znacznie różnić się od współczynników rozszerzalności żywicy stanowiącej izolację aparatu. W rezultacie, w komponentach żywicznych występują po przetwórstwie naprężenia o wartościach często zbliżonych do wartości wytrzymałości granicznej, które nie relaksują w całości na drodze dodatkowej obróbki cieplej. W pracy przedstawiono sposób modelowania naprężeń resztkowych powstających w komponentach żywicznych podczas procesu przetwórstwa tworzyw termoutwardzalnych. Badania zostały rozszerzone o eksperymentalną weryfikację wyników obliczeń przeprowadzoną w warunkach obciążeń cieplnych.
EN
Thermosetting resins are commonly used as insulating materials in different types of medium and high voltage electrical devices. During manufacturing process, due to fluctuations of temperature and non-uniform curing rate, internal deformations occur leading to stress built-up in the product. This internal stress development may be additionally enhanced by interaction between resin and different type of active metallic inserts having significantly different values of thermal linear coefficients. As a result, value of stress close to mechanical strength of thermosetting material can be even expected in the structure after the manufacturing process. This type of residual stresses is difficult to remove by usual relaxation step and may have damaging effect on the durability of the products. In the paper experimental and numerical results of internal stresses development during manufacturing process of epoxy based component are presented. The verification of behavior of the epoxy resin material was done by strain gauge measurements on the thermally loaded real product component.
PL
Analiza przystosowania plastycznego pól naprężeń resztkowych wymaga znajomości rozwiązania sprężystego. W niniejszym artykule zaprezentowano rozwiązania sprężyste dla szyn kolejowych i kół pojazdów szynowych poddanych różnego rodzaju obciążeniom symulującym prawdziwe naprężenie kontaktowe na styku szyna-koło. Zastosowano w tym celu szeregi Fouriera: w szynie - w kierunku wzdłuż szyny, w kole - w kierunku obwodowym. Dyskretyzację zagadnienia w przekroju koła/szyny przeprowadzono za pomocą Bezsiatkowej Metody Różnic Skończonych (BMRS) i MES. Analizę Fouriera zastosowano także do rekonstrukcji obciążeń we wszystkich kierunkach. Wymiar łatki kontaktowej, na którą działa obciążenie oraz maksymalne ciśnienia kontaktowe wyznaczono z rozwiązania Hertza. Analizę przeprowadzono dla szyn 132 RE oraz kół (wg normy USA) - zarówno sprężystą, jak i niesprężystą, stosując modele przyrostowe i model Żarki. Zastosowano szereg obciążeń o różnym poziomie intensywności i położeniu, w tym obciążenia z podwójnym kontaktem. W opracowaniu uzyskano wiele - ważnych zarówno z punktu widzenia naukowego, jak i inżynierskiego - wyników.
EN
Shakedown analysis of residual stresses requires appropriate elastic solutions. Such solutions for a railroad rail and vehicle wheel subject to various types of loading simulating the true wheel/rail rolling contact forces are presented here. The specially developed Generalized Finite Strip/Fourier Method, including the FEM and variational version of the Meshless Finite Difference Method (MFDM) are applied in rail and wheel cross section with the Fourier series approach in the each directions. The Fourier analysis is also used to reconstruct the biparabolic loads. Normal and tangential contact loads were considered. The contact patch size and maximum pressure for the parabolic pressure distribution are assumed according to Hertz formula. A trial analysis has been conducted on a 132 RE rail and wheel (US). A vertical load PV with a number of lateral positions were used. Obtained in the presented paper results are important from scientific as well as practical points of view.
PL
Przedmiotem artykułu jest zastosowanie MES do modelowania procesu prostowania dźwigarów szerokostopowych w prostownicach rolkowych o poziomym usytuowaniu osi rolek. Istotą modelu jest opisanie ruchu pasma przechodzącego przez kolejne zespoły rolek oraz rzeczywistych odkształceń konstrukcji prostownicy. Model uwzględnia też kinematyczne umocnienie materiału pasma. Uzyskane wyniki wskazują, iż w przypadku szerokostopowych profli dwuteowych prostowanie środnika jest zawsze okupione większym lub mniejszym sfalowaniem półek.
EN
The subject of the article is the application of FEM for modelling of straightening process of H profles in roller levellers. The essence of the model is describing of strip's movement going through rolls sets and the real leveller displacement. The proposed model also gives consideration to kinematic hardening of the strip's material. The obtained results indicate that in case of H profles (wide foot) straightening center of the profle is always obliged by waving of the shelves.
PL
Przeprowadzono symulacje numeryczne warstwy powierzchniowej TiC na zaworze wydechowym silnika wewnętrznego spalania. Otrzymano rozkłady naprężeń resztkowych w obszarach współpracy warstw i podłoża. Symulacje przeprowadzono dla zaworu o brzegach fazowanych zaokrąglonych, z warstwą TiC obejmującą jedynie powierzchnię czołową, powierzchnię czołową fazowanie/zaokrąglenie oraz powierzchnię czołową, fazowanie/zaokrąglenie i powierzchnię boczną grzybka zaworu. Najkorzystniejsze rozkłady naprężeń resztkowych otrzymano dla zaworu z brzegiem zaokrąglonym i dla warstwy obejmującej jego powierzchnię czołową i boczną. Następnie dla zaworu zaokrąglonym brzegiem przeprowadzono symulacje numeryczne w celu wyznaczenia rozkładów naprężeń resztkowych w wybranej warstwie powierzchniowej TiN, naniesionej na osiowosymetryczną próbkę wykonaną ze stali zaworowej. Obliczenia wykonano dla 2 modeli: bez uwzględnienia i z uwzględnieniem warstwy pośredniej. Układ z warstwą pośrednią można traktować jako materiał gradientowy. Porównanie wyników dla tych modeli pozwala ocenić jakościowo wpływ warstwy pośredniej na rozkład naprężeń resztkowych w obszarze złącza.
EN
TiC surface coatings on an exhaust valve of an internal combustion engine were numerically simulated. The stresses distributions in the areas of collaboration of surfaces and substrates were obtained. Simulations were conducted for the valve with different shapes of the edge and for different finishes of the coating in this area. The best results were obtained for the valve with a rounded edge and the coating which covered not only the front but also circumferential surface of the considered axisymmetric body. Then, a TiN coating on an axisymmetric steel sample with rounded edges was investigated for two cases: with and without a NiCr interlayer. This allowed for comparison and assessment of influence of an interlayer on the residual stress distribution change.
PL
Praca jest kontynuacją artykułów [27, 28], w których zastosowano teorię nieustalonego przepływu ciepła z uwzględnieniem przejść fazowych stali. Zaprezentowana w [28] symulacja numeryczna procesów termometalurgicznych wywołanych poruszającym się źródłem ciepła jest w tej pracy punktem wyjścia do analizy odkształceń trwałych i naprężeń resztkowych w połączeniach spawanych blach stalowych. W celu sformułowania zagadnienia ze sprzężeniem pól termicznych i metalurgicznych z polami mechanicznymi, zastosowano teorię mieszanin oraz teorię sprężystości i plastyczności w ramach teorii zmiennych wewnętrznych. Szczególną uwagę zwrócono na sposób przygotowania kompletu niezbędnych danych termiczno-metalurgiczno-mechanicznych poszczególnych faz stali, które konieczne są w symulacji procesu spawania. Rozwiązania zadań modelujących połączenie czołowe i pachwinowe blach stalowych uzyskano, stosując metodę elementów skończonych (MES) i programy SYSTUS [62], SYSWELD [63-65] i SYSWORLD [66].
EN
The paper is a continuation of [27, 28], where phenomenological theory of unsteady heat flow including phase change phenomena in steel is applied. A numerical simulations of termo-metallurgical processes due to moving heat source were basic for analysis of permanent deformation and residual stresses in the welded steel joints. The mixture theory, theory of elasticity and plasticity based of internal variables framework are used to formulate coupling of thermo-metallurgical with mechanical fields. The way of preparing of thermo-mechano-metallurgical data for each phase needed for welding simulation is strongly emphasized. The finite element method and programs: SYSTUS [62], SYSWELD [63-65] and SYSWORLD [66] are used to model and solve the problem of butt joints of steel blanks.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.