This paper presents an analysis of the key challenges and irregularities associated with metal plastic deformation processes, with particular emphasis on phenomena such as springback, wrinkling, folding, cracking, microcracking, and burr formation. These undesirable effects can negatively impact the quality of final products and their mechanical properties, as well as the durability of tools used in processes such as bending, stamping, spinning, and cutting. The paper discusses the mechanisms leading to the formation of these defects, highlighting the role of process conditions, such as stress, processing speed, and tool geometry, which can cause technological issues. It also emphasizes the significance of tool wear, particularly in cutting processes, where abrasive, adhesive, and fatigue wear can lead to burr formation and deterioration in the quality of cut components. The study further explores methods to minimize these defects through process parameter optimization and proper tool design. Special attention is given to the use of numerical tools, such as the finite element method (FEM), which enables precise modeling of stress and strain distributions and the prediction of potential defect locations. Advanced simulations allow for improved prediction of issues like cracking, wrinkling, and springback, which ultimately enhances the quality of deformation processes and final products. The paper also highlights the need for further research in plastic deformation and the development of numerical models, particularly in the context of accounting for microstructural changes and residual stresses in materials.
PL
Niniejsza praca przedstawia analizę kluczowych wyzwań i nieprawidłowości związanych z procesami deformacji plastycznej metali, ze szczególnym uwzględnieniem takich zjawisk jak powrót sprężysty, marszczenie, fałdowanie, pękanie, mikropęknięcia oraz powstawanie gratu. Te niepożądane efekty mogą negatywnie wpływać na jakość finalnych produktów oraz ich właściwości mechaniczne, a także na trwałość narzędzi wykorzystywanych w procesach, takich jak gięcie, tłoczenie, wyoblanie czy cięcie. W pracy omówiono mechanizmy prowadzące do powstawania tych wad, zwracając uwagę na rolę warunków realizacji procesu i zjawisk fizycznych, takich jak naprężenia, prędkość obróbki oraz geometrię narzędzi, które mogą prowadzić do problemów technologicznych. Podkreślono również znaczenie zużycia narzędzi, w szczególności w kontekście procesów cięcia, gdzie zużycie cierne, adhezyjne oraz zmęczeniowe może prowadzić do powstawania gratu oraz pogorszenia jakości ciętych elementów. Analizowano także metody minimalizowania wspomnianych wad poprzez optymalizację parametrów procesowych i odpowiednie projektowanie narzędzi. Szczególną uwagę poświęcono wykorzystaniu narzędzi numerycznych, takich jak metoda elementów skończonych (MES), która pozwala na precyzyjne modelowanie rozkładów naprężeń, odkształceń oraz przewidywanie miejsc potencjalnych wad. Dzięki zaawansowanym symulacjom możliwe jest lepsze przewidywanie zjawisk takich jak pękanie, fałdowanie czy powrót sprężysty, co pozwala na poprawę jakości procesów deformacyjnych i produktów końcowych. Wskazano również na potrzebę dalszych badań w zakresie obróbki plastycznej oraz rozwoju modeli numerycznych, szczególnie w kontekście uwzględniania zmian mikrostrukturalnych i naprężeń resztkowych w materiałach.
W artykule przedstawiono analizę numeryczną odkształceń belek żelbetowych w programie ATENA. Przyjęto cechy materiałowe, geometrię i schemat obciążenia belek na podstawie badań laboratoryjnych, zrealizowanych w ramach rozprawy doktorskiej Mateusza Zakrzewskiego. Analizie poddano trzy belki, znajdujące się na jednym stanowisku badawczym, pracujące w schemacie czteropunktowego zginania, w rozstawie sił co 90 cm. Wszystkie elementy próbne wykonano z betonu z dodatkiem odpadowych włókien stalowych z opon samochodowych. Zbrojenie belek stanowiły pręty stalowe, umieszczone w ich strefie rozciąganej. Analiza obejmowała porównanie ugięć belek uzyskanych w programie ATENA z wynikami badań uzyskanymi pod obciążeniem doraźnym w kilku fazach obciążenia.
EN
The article presents a numerical analysis of deformations of reinforced concrete beams in the ATENA program. The material characteristics, geometry and load diagram of the beams were assumed based on laboratory tests in the doctoral dissertation of Mateusz Zakrzewski. Three beams located on one test stand, operating in a four-point bending scheme, with a force spacing of every 90 cm, were analyzed. All test elements were made of concrete with the addition of waste steel fibers from car tires. The reinforcement of the beams consisted of steel bars placed in their tension zone. The analysis included a comparison of beam deflections obtained in the ATENA program with test results obtained under temporary load in several loading phases.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki analiz eksperymentalnych i numerycznych opisujących odpowiedź prefabrykowanych płyt z betonu zbrojonego prętami stalowymi wysokiej wytrzymałości na działanie sił wywołujących zginanie elementu. Przedmiotem badań eksperymentalnych było 45 płyt żelbetowych umiejscowionych na specjalnie przygotowanym stanowisku. Badano wpływ grubości płyt oraz ich stopnia zbrojenia na nośność i odkształcalność elementu. Badano strefę środkową płyty, w której jest stały moment zginający. Stwierdzono, że płyty o grubości 120 mm wykazywały bardziej kruche zniszczenie, podobne do zniszczenia ściskanych elementów betonowych, podczas gdy charakter zniszczenia płyt cienkich 80 mm był bardziej łagodny. W wyniku analiz numerycznych i eksperymentalnych stwierdzono, iż zastosowanie stali B600B pozwala na oszczędniejsze wykorzystanie stali zbrojeniowej. W badaniach eksperymentalnych zastosowano system diagnostyczny pomiaru przemieszczeń i odkształceń, który w łatwy sposób można zaimplementować w warunkach użytkowania rzeczywistej konstrukcji. Uzyskane wyniki eksperymentalne porównano z wynikami z analizy modelu numerycznego.
EN
The paper presents experimental and numerical studies to determine the main characteristics of bent reinforced concrete precast slabs. We tested 45 reinforced concrete slabs with a constant load, in a specially made steel stand. The main purpose of the test is to study the effect of the thickness and percentage of reinforcement of slabs on strength and deformability. The zone of a slab with a constant moment was studied. It was revealed that slabs with a thickness 120 mm showed a more brittle fracture similar to the destruction of compressed concrete elements, while thin plates 80 mm collapsed in a quieter nature. As a result of numerical and experimental analyses, it was found that the use of B600B steel allows for more economical use of reinforcing steel. In the experimental research, a diagnostic system for measuring displacements and strains was used, which can be easily implemented in the conditions of use of the real structure. The obtained experimental results were compared with the results obtained from the analysis of the numerical model.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This article compares the deflections of reinforced concrete beams with reinforcement degrees of ρ=1.02% and ρ=1.78%, made of lightweight aggregates, i.e. Certyd, LECA, and an innovative aggregate made of plastic waste. Two methods were used for the comparison experimental and computational. The computational part was performed using the finite element method (FEM) in ANSYS software. The adopted properties of lightweight concrete were sourced from the authors’ experimental research. A comparison of deflections based on the data obtained using both methods showed that, for reinforced concrete elements with a degree of reinforcement of ρ=1.02%, the smallest difference was obtained in the case of beams made of plastic waste concrete, while the highest difference was obtained for beams made of concrete with lightweight expanded clay aggregate. In the case of reinforced concrete elements with a degree of reinforcement ρ=1.78%, the lowest differences were obtained for beams made of lightweight aggregates, i.e. Certyd and LECA. For those beams that used plastic waste aggregate, the difference was 20%, compared to experimental tests.
PL
W artykule porównano ugięcia belek żelbetowych o stopniu zbrojenia ρ=1,02% i ρ=1,78%, wykonanych z lekkich kruszyw, tj. Certyd, LECA i innowacyjnego kruszywa wykonanego z odpadów tworzyw sztucznych. Do porównania wykorzystano dwie metody: eksperymentalną i obliczeniową. Część obliczeniowa została wykonana przy użyciu metody elementów skończonych (MES) w oprogramowaniu ANSYS. Przyjęte właściwości betonów lekkich pochodziły z badań eksperymentalnych autorów. Porównanie ugięć na podstawie danych uzyskanych za pomocą obu metod wykazało, że dla elementów żelbetowych o stopniu zbrojenia ρ=1,02% najmniejszą różnicę uzyskano w przypadku belek wykonanych z betonu z odpadów tworzyw sztucznych, natomiast największą różnicę uzyskano dla belek wykonanych z betonu z lekkim kruszywem keramzytowym. W przypadku elementów żelbetowych o stopniu zbrojenia ρ=1.78% najmniejsze różnice uzyskano dla belek wykonanych z kruszyw lekkich, tj. Certyd i LECA. W przypadku belek, w których zastosowano kruszywo z odpadów tworzyw sztucznych, różnica wyniosła 20% w porównaniu z badaniami eksperymentalnymi.
This paper reviews latest developments of substructures for offshore wind turbines focusing on investigations and applications of hybrid foundations. Model tests and numerical analyses were used to simulate the loading of hybrid piles in sand. The results of pile-soil interaction were investigated to confirm the changes in soil stiffness around the hybrid monopile head. The mechanism and factors affecting the change in lateral stiffness of the hybrid foundation were explained by analysing p–y curves for M+H loading conditions in sand. Based on this research, a new shape of p–y curves for hybrid monopiles was established and a method for determining key parameters was proposed. The effectiveness of new p–y curves was verified by comparing back-calculated results with those from numerical simulations. The conducted tests confirmed that the hybrid monopile displacement is 30–50% smaller when compared to a standard monopile with similar dimensions. The gained experiences can be useful for designers and researchers to enhance the design of foundations for offshore wind turbines.
PL
W artykule dokonano przeglądu osiągnieć w zakresie posadowień morskich turbin wiatrowych koncentrując się na najnowszych rozwiązaniach fundamentów hybrydowych. Przedstawiono badania modelowe i analizy numeryczne wykorzystywane do symulacji obciążeń i oceny zachowania się pali hybrydowych w piasku. Analiza interakcji pala z gruntem wykazała korzystny efekt zmiany sztywności gruntu w strefie wokół głowicy monopala hybrydowego. Mechanizm i czynniki wpływające na zwiększenie sztywności poprzecznej fundamentu hybrydowego zostały wyjaśnione poprzez analizę krzywych p–y dla warunków obciążenia M+H dla monopala zagłębionego w piasku. Na podstawie badan ustalono nowy kształt krzywych p–y dla pali hybrydowych oraz zaproponowano metodę wyznaczania kluczowych parametrów. Skuteczność nowych krzywych p–y zweryfikowano przez wsteczne porównanie wyników przeprowadzonych badan oraz symulacji na modelach numerycznych. Wykonane analizy wykazały, że przemieszczenia monopali hybrydowych są o 30–50% mniejsze w porównaniu z przemieszczeniami standardowych monopali o podobnych wymiarach, poddanych takim samym obciążeniom bocznym. Zdobyte doświadczenia mogą być przydatne dla projektantów i naukowców w ramach doskonalenia metod projektowania fundamentów morskich turbin wiatrowych.
The objective of this study is to assess the impact of utilizing a BW (Buttress wall) to control the deflection of a diaphragm wall in colluvial soil conditions in Vietnam. The physical and mechanical properties of the colluvial layers are evaluated using data closely monitored during a specific project, serving as validation for 3D numerical simulations utilizing the Hardening Soil Model. The analysis results closely match the field monitoring data, which has tested the accuracy of the simulation model. This forms the basis for further investigations into the dimensional parameters of BW walls, including length, thickness, and spacing between them. The results obtained from the parametric study demonstrate that altering the wall length and spacing between BWvwalls significantly limits the deflection of the diaphragm wall, while changes in thickness have a negligible effect. Through the 3D numerical simulations, a linear relationship between the maximum wall deflection and parameters such as wall length and spacing between BW walls has been established.
For repairing punctures of skin of semi-monocoque structures under field conditions, simple methods are sought to guarantee the reliability of the repaired structure. Therefore, adhesive joints and composite materials are being increasingly used in repairs. During repairs using adhesion, an important aspect that affects the quality of the joint is the selection of the adhesive and the quality of surface preparation of the parts to be joined. This is necessary to get the right bond strength and durability of the joint in working environments characterized by extreme temperatures and exposure to chemicals and moisture. The purpose of the study was to select an adhesive with good strength properties for bonding AW2024T3 aluminum sheets to carbon and glass composites, and to analyze the effect of metal surface preparation on the strength of adhesive joints (grinding, sandblasting and chemical surface preparation). The tests were carried out on overlap (metal-composite) specimens. For selected adhesives, strength tests were also carried out on specimens replicating the repaired damage with a diameter of 20 mm of metal skin repaired by different methods, including composite patches and adhesive joints. The specimens were loaded in tension and loss of stability. The tests made it possible to determine the requirements for composite patches used for repairing upper and lower airframe wing skins.
PL
Do napraw przebić pokryć konstrukcji półskorupowych w warunkach polowych, poszukuje się prostych metod, które zagwarantują niezawodność naprawianej struktury. Dlatego coraz częściej w naprawach wykorzystuje się połączenia adhezyjne i materiały kompozytowe. Podczas napraw z zastosowaniem klejenia ważnym aspektem, który wpływa na jakość połączenia, jest dobór odpowiedniego kleju oraz jakość przygotowania powierzchni klejonych elementów. Jest to niezbędne do uzyskania odpowiedniej siły wiązania i trwałości połączenia w środowisku pracy, które cechują ekstremalne temperatury oraz narażenie na działanie chemikaliów i wilgoci. Celem badań był dobór kleju o dobrych właściwościach wytrzymałościowych do łączenia blach AW2024T3 z kompozytami węglowymi i szklanymi oraz analiza wpływu przygotowania powierzchni metalowych na wytrzymałość połączeń adhezyjnych (szlifowanie, piaskowanie i chemiczne przygotowanie powierzchni). Badania przeprowadzono na próbkach zakładkowych (metalowo-kompozytowych). Dla wybranych klejów wykonano również badania wytrzymałościowe próbek imitujących naprawione uszkodzenie o średnicy 20 mm pokrycia metalowego naprawianego różnymi metodami, w tym z zastosowaniem łat kompozytowych i połączeń adhezyjnych. Próbki obciążano na rozciąganie i utratę stateczności. Przeprowadzone badania pozwoliły określić wymagania dotyczące łat kompozytowych stosowanych do napraw górnych i dolnych pokryć skrzydeł płatowców.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Podstawowymi zniekształceniami współczesnych systemów elektroenergetycznych są składowe harmoniczne, wywoływane najczęściej przez obciążenie nieliniowe. W pracy rozważano obwód prądu przemiennego zawierający część liniową LR oraz obciążenie nieliniowe, którego napięcie jest proporcjonalne do funkcji signum prądu. Przedstawiono symboliczne rozwiązania równania tego modelu w stanie ustalonym dla przepływu prądu bez przerw, uwzględniając wszystkie harmoniczne. Dla prądu płynącego z przerwami równanie to rozwiązano numerycznie wykorzystując system MATLAB-Simulink. Wybrane wyniki badań numerycznych, charakterystyki przedstawiono w postaci graficznej.
EN
The main distortions of modern power systems are harmonics, usually caused by a nonlinear load. This paper considers an AC circuit containing a linear LR component and a nonlinear load with a voltage proportional to the signum function of the current. The symbolic solutions of the equation of this model in the steady state for the current flow without interruptions are presented, with consideration of all harmonics. For current flowing with interruptions, this equation was solved numerically using the MATLAB-Simulink system. Selected numerical results, characteristics are presented in graphical form.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The article presents selected issues of measurement and identification of hobs using optical and coordinates metrology methods. The outline of the hob is an indicator of the tool class and has a decisive influence on the accuracy of the gears made with it. The conducted research is the basis for drawing conclusions about the principles and methods of measuring hobs.
PL
Artykuł prezentuje wybrane zagadnienia pomiaru i identyfikacji frezów ślimakowych z użyciem metod metrologii optycznej i współrzędnościowej. Zarys frezu ślimakowego jest wyznacznikiem klasy narzędzia i ma decydujący wpływ na dokładność wykonywanych z jego użyciem kół zębatych. Przeprowadzone badania są podstawą do wnioskowania o zasadach i metodach pomiaru frezów ślimakowych.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W celu poprawy parametrów termoizolacyjnych elewacji wentylowanych coraz częściej stosowane są podkonstrukcje z konsolami „pasywnymi”, zawierającymi wkładki polimerowe. Wyroby tego typu nie zostały objęte europejskimi specyfikacjami technicznymi typu EAD lub normami krajowymi. Nierzadko, ze względów ekonomicznych, właściwości mechaniczne podkonstrukcji „pasywnych” określane są wyłącznie za pomocą metod obliczeniowych. W artykule porównano wyniki badań laboratoryjnych oraz symulacji numerycznych podkonstrukcji z elementami polimerowymi. Stwierdzono znaczne rozbieżności pomiędzy nimi.
EN
In order to improve the thermal insulation parameters of ventilated facades, substructures with "passive" brackets containing polymeric inserts are increasingly being used. Products of this type are not covered by European technical specifications such as EAD or national standards. The mechanical properties of "passive" substructures are often determined by computational methods only, for economic reasons. This paper presents the results of a comparison between laboratory tests and numerical simulations of substructures with polymer elements. Significant discrepancies between the test resultswere observed.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Celem pracy było określenie przyczyn powstania ognisk pleśni na wewnętrznej powierzchni przegród ściennych i zaproponowanie środków zaradczych. Wykonano analizy cieplno-wilgotnościowe na podstawie obliczeń numerycznych. W wyniku badań ustalono, że najistotniejszymi czynnikami determinującymi rozwój pleśni są wilgotność względna powietrza i jakość cieplna obudowy budynku. Ryzyko powstania pleśni należy prognozować już na etapie projektowania.
EN
The aim of this study was to determine the causes of mould outbreaks on the internal surface of partitions wall and to propose preventive measures. Thermal and humidity analyses were carried out on the basis of numerical calculations. As a result of the research, it was established that the most important factors determining the development of mould are the relative humidity of the air and the thermal quality of the construction envelope. The risk of mould formation must be predicted early in the design stage.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Podkonstrukcje systemów elewacji wentylowanych mają istotny wpływ na bezpieczeństwo użytkowania budynku. Podczas projektowania elewacji wentylowanych niezmiernie ważne jest poprawne określenie parametrów wytrzymałościowych podkonstrukcji za pomocą badań laboratoryjnych. Wraz z rozwojem technik obliczeniowych coraz częściej parametry te oceniane są na podstawie symulacji numerycznych. W artykule przeprowadzono porównawczą analizę wyników badań laboratoryjnych odporności na działanie siły pionowej konsoli aluminiowej oraz wyników badań analitycznych uzyskanych na podstawie symulacji obliczeniowych.
EN
Substructures of ventilated facade systems have a significant impact on the safety of building use. When designing ventilated facades, it is extremely important to correctly determine the strength parameters of the substructure. These parameters are determined by laboratory tests. With the development of computational techniques, these parameters are more and more often determined on the basis of numerical simulations. The article presents a comparative analysis of the results of laboratory tests of resistance to the vertical force of the aluminum console and the results of analytical tests obtained on the basis of computational simulations.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono analizy numeryczne konstrukcji rusztowania z uszkodzeniami w postaci łukowego wygięcia stojaków. W przeprowadzonych obliczeniach analizowano wpływ lokalizacji i liczebności uszkodzeń, imperfekcji geometrycznych, normowych wariantów obciążenia oraz wysokości rusztowania na wielkość naprężeń normalnych. Celem przeprowadzonych analiz numerycznych jest zwiększenie poziomu wiedzy na temat wpływu uszkodzeń eksploatacyjnych na nośność głównych elementów konstrukcyjnych w rusztowaniach budowlanych.
EN
The paper presents numerical analyzes of the scaffolding structure with damages in the form of arc bending of the stands. In the calculations carried out, the influence of the location and number of damages, geometrical imperfections, standard load variants and scaffolding height on the value of normal stresses was analysed. The purpose of the conducted numerical analyzes is to increase the level of knowledge on the influence of operational damage on the load carrying capacity of the main structural elements in scaffolding.
W artykule poruszono problem naukowy dotyczący identyfikacji form zniszczenia rozciąganych kątowników łączonych jednym ramieniem za pomocą śrub oraz określania ich nośności granicznej. Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych oraz analiz numerycznych. Odniesiono je do wytycznych projektowych zawartych w normach krajowych i zagranicznych.
EN
The article deals with a problem of the identification of the forms of failure of tensioned angle members connected by one leg with bolts and determination of their ultimate tensile resistance. The results of experimental research and numerical analyzes are presented. They were referred to the design guidelines contained in domestic and foreign standards.
Przedstawiono trzy sposoby podejścia (modele obliczeniowe) służące do wyznaczania oddziaływań na słupy linii energetycznej poddanej przemieszczeniom spowodowanym deformacjami terenu. Wskazano wady, zalety oraz trudności w implementacji poszczególnych modeli. Zaprezentowano wyniki przykładowych obliczeń wykonane za pomocą autorskiego programu komputerowego. Uzasadniono wagę uwzględniania podatności słupów dla uzyskania realistycznych wyników.
EN
Three approaches (computational models) for determining the impacts on power line towers subjected to displacements caused by ground deformation are presented. The disadvantages, advantages and difficulties in the implementation of individual models were indicated. The results of exemplary calculations made with the use of a proprietary computer program are presented. The importance of considering the flexibility of the towers in order to obtain realistic results is justified.
W artykule przedstawiono wyniki dynamicznych analiz numerycznych stalowych konstrukcji ramowych poddanych symulacji scenariusza usunięcia słupa wewnętrznego. Analizy wykonano, opierając się na zwalidowanych modelach numerycznych na podstawie badań doświadczalnych stalowych węzłów doczołowych. Wyniki analiz podsumowano praktycznymi zaleceniami projektowymi kształtowania śrubowych stalowych węzłów doczołowych w sytuacji wyjątkowej utraty słupa środkowego.
EN
Result of dynamic numerical analysis of steel frames subjected to simulation of internal column loss scenario has been presented. The analysis was performed on the validated numerical models based on the experimental tests of steel end-plate joints. Results of analysis were summarized by practical design recommendations how shaping bolted steel end-plate joints under accidental design situation.
W artykule przedstawiono wyniki analiz osiadań podłoża posadowionej na palach hiperboloidalnej chłodni kominowej bloku energetycznego o mocy 910 MW w Elektrowni Jaworzno III - Elektrownia II. Analizy oparto na wynikach testów CPTU, DMT i badaniach laboratoryjnych w aparatach trójosiowego ściskania. Obliczenia osiadań przeprowadzono przy użyciu metod numerycznych.
EN
The paper presents the results of analyses of subsoil settlements of the piles foundation hyperbolical cooling tower of 910 MW power unit in Power plant Jaworzno III - Power plant II. The analyses based on results of CPTU, DMT and triaxial apparatus laboratory tests. The calculation of the settlements were performed using numerical methods.
W artykule przedstawiono wyniki analiz osiadań podłoża fundamentów elektrofiltrów bloku energetycznego o mocy 910 MW w Elektrowni Jaworzno III - Elektrownia II. Analizy oparto na wynikach badan CPTU i DMT. Obliczenia osiadań przeprowadzono metodą numeryczną.
EN
The paper presents the results of numerical analyses of subsoil settlements foundation of the electrofilters 910 MW power unit in Power plant Jaworzno III - Power plant II. The analyses based on results of CPTU and DMT tests. The calculation of the settlements were performed using numerical method.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW