Nowa wersja platformy, zawierająca wyłącznie zasoby pełnotekstowe, jest już dostępna.
Przejdź na https://bibliotekanauki.pl
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 27

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
A numerical model based on the finite element method has been constructed with the aim to examine the residual stress state induced during thermal deposition of coatings on various substrates. The first stage of the modelling was designed to solve the problem of the high-velocity impact of a single spherical particle on a substrate using the “dynamics-explicit” module of the FEM ADINA software. In the second stage, the deposition process was simulated as a progressive growth of the coating until it achieved the desired thickness, and then the entire system was cooled to the ambient temperature. This problem was assumed to be thermo-mechanical and was also solved with the use of the FEM ADINA software. The samples assumed in the computations were cylindrical in shape and were built of a titanium coating, with three different thicknesses, deposited on an Al2O3 ceramic substrate by the detonation method. The numerical model was verified experimentally by measuring the deflection of the samples after their cooling. The computed values appeared to be in good agreement with those obtained experimentally.
PL
Opracowano numeryczny model obliczeniowy z użyciem metody elementów skończonych do określania naprężeń własnych powstających w procesach termicznego nakładania powłok na podłoża. W pierwszej fazie modelowania rozwiązano na przestrzennym modelu zagadnienie uderzenia pojedynczych kulistych cząstek z dużą prędkością w podłoże, wykorzystując moduł „dynamics-explicit” programu FEM „ADlNA 8.6”. W drugiej statycznej fazie modelowania przeprowadzono symulację procesu poprzez przyrostowe budowanie powłoki, aż do uzyskania określonej grubości, a następnie schłodzenie całego układu. Zagadnienie drugiego etapu rozwiązano, jako termomechaniczne, przy użyciu programu FEM software ADlNA 8.6. Obliczenia przeprowadzono dla walcowych próbek składających się z tytanowej powłoki o trzech grubościach naniesionej na podłoże cera- miczne Al2O3 metodą detonacyjną z prędkością uderzenia 800m/s. Model obliczeniowy został zweryfikowany eksperymentalnie przez pomiary ugięcia próbek po ich schłodzeniu. Otrzymano dobrą zgodność wyników obliczeń numerycznych ugięć układu powłoka/podłoże z wartościami doświadczalnymi.
EN
The study is concerned with the modeling of residual stresses in thin coatings thermally deposited with a high speed on a substrate. The modeling includes two stages: solution of the particle-target impact problem using FEM and simulation of the spraying process with the use of a thermo-mechanical model in which the coating has been built layer-by-layer. The samples used in the calculations are comprised of Ti, Cu, and Ni coatings deposited on Al2O3 substrate by the HVOF method. The numerical model is verified experimentally by measuring the deflections of the samples after spraying, and measuring the stresses using the XRD method.
PL
W pracy badano wpływ rozmieszczenia lotek szrapnelowych na wytrzymałość korpusu pocisku. Do obliczeń rozkładu naprężeń w korpusie zastosowano metodę elementów skończonych. Przedstawiono cztery warianty ułożenia podpocisków: kołowo symetryczne i wielokątne. Wyniki obliczeń wytężenia korpusu przedstawiono dla wybranych wariantów ułożenia bez lotki centralnej. Wywołane oddziaływaniem lotek podczas ruchu obrotowego pocisku, naprężenia zredukowane w pobliżu powierzchni kontaktu przekraczają granicę plastyczności materiału korpusu od 36 do 56% (dla różnych wariantów). Ten stan naprężenia należy uwzględnić przy modelowaniu zjawiska rozcalania pocisku.
EN
The subject of the paper is the investigation of shrapnel arrangement influence on projectile housing strength. The finite element method was used to calculate the distributions of stress in the missile body. The four alternative designs of sub-projectiles lay-out were presented: circular-symmetric and polygonal. The numerical calculation of body strength was presented for the chosen arrangements without central sub-projectile. The equivalent stress which was generated by subprojectiles interaction during rotation of the projectile near the contact surface exceeded the yield point of material body by 36% to 56% (for different versions). This stress state should be taken into consideration during modelling of the ammunition disassembly phenomena.
EN
In this paper a physical model of friction welding of elastic materials and plastic metals is presented. The model has been practically verified in the process of friction welding of corundum ceramics, containing 97.5% of Al2O3, and Al as well as in the process of friction welding of the same ceramics and Cu. In the process of Al2O3-Al welding the following conditions, i.e. values of the process parameters were applied: diameter of cylindrical bonded elements - 10 mm, pressure in the stage of friction heating - 18 MPa, rotational speed of the ceramic element - 14500 r.p.m., heating time - 0.85 s. pressure in the stage of forging - 46 MPa, time of Al forging - 3.5 s. Mechanical strength of the acquired welded joints was sufficient. Also, diffusion of Al into Al2O3 was observed in the bonding zone. The mathematical modelling of the friction welding process is also demonstrated. Simulation of the process was performed by means of finite element (FEM) method using two FEM systems, namely ADINA-T and ADINA. The process conditions in the numerical simulation were the same as those in the technological process. In ADINA-T the temperature field, which changed with time, was determined. The field was then superimposed onto the mechanical one (ADINA). The simulations made it possible to observe the thermo-mechanical phenomena that take place during the process. The obtained results show that the pressure and temperature distribution on the contact surfaces of the bonded elements is non-homogeneous. This fact has a significant influence on the quality of the welded joint. The performed calculations and studies on the influence of the diffusion phenomena on the welding process showed that the diffusion depth is approx. 4 micrometres and the calculated diffusion coefficient of Al into Al2O3 is 1.8x10 to the -13 square metres/s. Diffusion of Al into Al2O3 generates also internal stresses in the intermediate layer between the welded elements.
PL
Praca dotyczy obrotowego tarciowego zgrzewania wolframowego stopu ciężkiego ze stopem aluminium, które zostało przeprowadzone dla wytypowanych kombinacji parametrów procesu zgrzewania. Badania zostały uzupełnione o symulację rozkładu temperatury na powierzchni próbki wykonaną metodą elementów skończonych w programie ADINA.
EN
The work concerns the rotary friction welding of tungsten heavy alloy with aluminum alloy, which has been carried out for the selected combinations of welding process parameters. The study was supplemented with a simulation of the temperature distribution on the surface of the sample made by means of the finite element method in ADINA program.
PL
Tematem pracy są badania porównawcze nośności stożkowych połączeń wtłaczanych i połączeń wtłaczanych ze strefami laserowego wzmocnienia. W trakcie badań przeprowadzono obliczenia rozkładu odkształceń i naprężeń w czopie i tulei podczas procesu realizacji połączenia, po realizacji wcisku oraz po przyłożeniu liniowo narastającego momentu skręcającego. Do obliczeń zastosowano Metodę Elementów Skończonych. Określono zależności nośności połączenia od siły wcisku oraz przeprowadzono badania doświadczalne nośności stożkowych połączeń wtłaczanych. Stwierdzono wzrost nośności stożkowych połączeń wtłaczanych ze strefami laserowego wzmocnienia względem połączeń standardowych o około 50% przy tym samym przemieszczeniu osiowym elementów połączenia. W badaniach eksperymentalnych uzyskano większą nośność tego połączenia (około 25%) w porównaniu z połączeniem bez ścieżek.
EN
The subject of the paper is the comparative research of the carrying capacity of conical interference fit joints and interference fit joints with laser reinforcement zones. The objective of the paper is the analysis of strain and stress in the conical interference fit joints taking into consideration plastic strain in bush and friction on contact surfaces in torsional load conditions. During the research, the chemical composition and structure were analyzed as well as microhardness and mechanical properties of steel (C45) used for the manufacture of joint elements were tested before and after laser processing. The friction coefficient between contact surfaces of a shaft and a bush was determined. The calculations of strain and stress distribution in the shaft and the bush were carried out: during the joining process, after interference and after application of torsional moment. For these calculations, the Finite Element Method (ADIN A 8.5) was used. The dependences of joint carrying capacity on interference force were determined and experimental tests of the capacity of conical interference fit joints were carried out. The increase in the capacity of conical interference fit joints with laser reinforcement zones was found in comparison with the standard joints by approx. 50% in case of the same axial displacement of joint elements and by 14% in case of the same interference force.
PL
W pracy przedstawiono model MES uszczelnienia Bridgmana i wyniki symulacji komputerowej jego pracy. Zaproponowano także obliczeniowy model zastępczy tego typu uszczelnienia, który może być wykorzystywany w obliczeniach MES wielkogabarytowych urządzeń ciśnieniowych.
EN
A FEM model for the Bridgman seal is presented, together with results of a computer simulation of its operation. A substitute computational model for that type of seal is also proposed, for possible use in FEM computations of large-size pressure devices.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań teoretycznych i doświadczalnych odkształceń i naprężeń w tulei podczas realizacji stożkowego połączenia wciskowego z uwzględnieniem wpływu demontażu i powtórnego wcisku. Przedmiotem badań były próbki wykonane z ulepszonej cieplnie stali C45. Przeprowadzono obliczenia numeryczne, dla których opracowano model uwzględniający osiowe przemieszczanie się czopa względem tulei, zgodnie z zarejestrowanymi pomiarami w trakcie praktycznej realizacji połączenia. Wyniki badań rozkładów naprężeń przedstawiono w postaci graficznej. Wartości naprężeń zastępczych uzyskanych podczas pomiarów tensometrycznych na powierzchni tulei są niższe o 2-35% od wyników uzyskanych na drodze numerycznej w zależności od siły wcisku. Symulacja demontażu połączenia wykazała obecność warstwy umocnionej, której granica plastyczności przekracza o 50 MPa granicę plastyczności materiału rodzimego elementów połączenia. Trwała deformacja tulei wywarła wpływ na wyliczone wartości i rozkład naprężeń w złączu podczas ponownej realizacji połączenia.
EN
This paper presents theoretical and experimental study of stress and strain distribution in a conical interference fit joint. This study deals with the process of disassembling and reassembling the joint. Specimens used during the research were made of heat treated steel C45. The finite element method (FEM) was used to perform the calculation. Numerical analyses required creating a model based on laboratory research which includes axial shaft displacement. The stress and strain distributions were presented as bands and graphs. The effective stress obtained on laboratory research using strain gauge differs from effective stress based on FEM calculation and is lower of about 2-35%. The calculation revealed existence of the strengthened layer in a bush which has 50 MPa higher yield point. The presence of residual stress aft er disassembling the joint infl uenced stress and strain distribution after reassembling the joint.
PL
W pracy przedstawiono metodykę obliczeń numerycznych, wykorzystując symulacje numeryczne metodą elementów skończonych MES zbiorników wysokociśnieniowych, wzmocnionych nawojem wielu warstw taśmy. Zaproponowano uproszczony model zastępczy MES dla obszaru nawoju taśmy, którego parametry dobrano tak, aby osiągnąć założoną zgodność z wynikami otrzymanymi za pomocą modelu analitycznego. Otrzymane ekstremalne różnice rozkładów naprężeń obwodowych i promieniowych w przekroju poprzecznym analizowanego zbiornika wysokociśnieniowego, liczone względem wyników obliczeń analitycznych nie przekraczały 2,5 %. Potwierdza to przydatność zaproponowanej metody obliczeń numerycznych MES podczas prac projektowych tego typu urządzeń.
EN
In the paper the modelling of thermo-mechanical effects in the process of friction welding of corundum ceramics and aluminium is presented. The modelling is performed by means of finite element method. The corundum ceramics contains 97% of AhO3. The mechanical and temperature fields are considered as coupled fields. Simulation of loading of the elements bonded with the beat flux from friction beat on the contact surface is also shown The beat flux was modified in the consecutive time increments of numerical solutions by changeable pressure on contact surface. Time depending temperature distribution in the bonded elements is also determined. The temperature distribution on the periphery of the cylindrical surfaces of the ceramics and Al was compared to the temperature measurements done with a thermovision camera. The results of the simulation were compared to those obtained from the tests performed by means of a friction welding machine.
14
Content available remote Analiza nośności połączeń wtłaczanych ze strefami laserowego wzmocnienia
51%
PL
Tematem pracy są badania porównawcze nośności stożkowych połączeń wtłaczanych i połączeń wtłaczanych ze strefami laserowego wzmocnienia. W trakcie badań przeprowadzono obliczenia rozkładu odkształceń i naprężeń w czopie i tulei podczas procesu realizacji połączenia, po realizacji wcisku oraz podczas obciążenia połączenia liniowo narastającym momentem skręcającym. Do obliczeń zastosowano Metodę Elementów Skończonych. Określono zależności nośności połączenia od siły wcisku oraz przeprowadzono badania doświadczalne nośności analizowanych stożkowych połączeń wtłaczanych.
EN
Compared are the conical interference joints against interference joints with laser reinforcement zones. The study covered numerical calculations of the strain and stress distribution pattern in the shaft neck during the joining process and following interference pressing operation and also under the axially applied load with gradually increasing torsional moment.
PL
W pracy przedstawiono wyniki analizy numerycznej odkształcenia i naprężenia w strefie złącza spawanego odcinków rurociągu przemysłowego eksploatowanego w Zakładach Azotowych w Tarnowie. Badane wycinki rurociągu przeznaczono do włączenia do instalacji produkcji kwasu azotowego. Wyniki obliczeń umożliwiły wyznaczenie współczynników spiętrzenia naprężenia w strefie karbu spawalniczego. Wartości tych współczynników zostaną wykorzystane w opracowywanym, analitycznym modelu obliczeniowym opartym na kryterium odkształceniowym, umożliwiającym wyznaczenie trwałości zmęczeniowej badanych połączeń spawanych. W obliczeniach numerycznych uwzględniono obecność wady w postaci szczeliny półeliptycznej, zlokalizowanej na granicy lica i materiału rodzimego. Geometrię zarysu modelowanych spoin ustalono na podstawie pomiarów charakterystycznych wymiarów złącza, przeprowadzonych na obiektach rzeczywistych. Wyniki uzyskane na podstawie opracowanego modelu numerycznego odniesiono do wyników obliczeń analitycznych przeprowadzonych w oparciu o metody Jewdokimowa, Lawrence'a oraz Ushirokawy i Nakayamy.
EN
In the paper, results of numerical analysis of strain and stress in the zone of welded joint of the chemical pipeline [operating at the Nitrogen Works in Tarnów (ZAwT)] are shown. Pipelines elements under investigation were included as a part of a production line of the nitric acid. The results were used to calculate stress concentration factor in the welding notch surrounding. Calculated factors are going to be used as a part of elaborated, analytical calculation model based on strain criteria allowing determination of fatigue strength of welded joints under investigation. In the numerical calculation, existence of the welding notch in the shape of semi-elliptical, located on the border of the face of weld and the based material was taken into account. Geometry of the modelled welds was achieved from measurements of the characteristic weld dimensions of the actual objects.
PL
W pracy przedstawiono metodykę obliczeń numerycznych wykorzystując symulacje numeryczne metodą elementów skończonych MES zbiorników wysokociśnieniowych, wzmocnionych nawojem wielu warstw taśmy. Zaproponowano uproszczony model zastępczy MES dla obszaru nawoju taśmy, którego parametry dobrano tak, aby osiągnąć założoną zgodność z wynikami otrzymanymi za pomocą modelu analitycznego. Rozważania zilustrowano przykładem liczbowym, wykorzystując w tym celu system ADINA. Otrzymane ekstremalne różnice rozkładów naprężeń obwodowych i promieniowych w przekroju poprzecznym analizowanego zbiornika wysokociśnieniowego, liczone względem wyników obliczeń analitycznych nie przekraczały 2,5 %. Potwierdza to przydatność zaproponowanej metody obliczeń numerycznych MES podczas prac projektowych tego typu urządzeń.
EN
Methodology of FEM numeric analysis for high-pressure vessels reinforced by means of a multiple-layered strip wound is presented in the paper. For an area of the strip wound, a simplified replacement FEM model is also proposed. Some parameters were selected so that assumed conformity to the results using an analytical model can be achieved. The considerations are illustrated with a numerical example using the ADINA software. Extreme differences, do not exceed 2.5%, in distribution of both hoop and radial stresses in the cross section of the high-pressure vessel under analysis, compared to the analytical results. This confirms usefulness of the proposed FEM method to the design work concerning devices of that type like high-pressure vessels.
PL
W pracy zaprezentowano wyniki modelowania naprężeń własnych w warstwie FeAl powstałej w procesie przetapiania mikroplazmowego powłoki aluminiowej natryskanej uprzednio na podłożu stalowym. Zbudowano płaski model numeryczny (MES) układu warstwa FeAl-podłoże stalowe o wymiarach odpowiadających rzeczywistym próbkom. Przeprowadzono analizę sprzężoną cieplno-mechaniczną, w której parametry przetapiania odpowiadały tym, które zapewniały tworzenie się warstwy FeAl na podłożu stalowym. Analiza wykazała występowanie rozciągających naprężeń własnych w warstwie międzymetalicznej oraz ściskających w podłożu stalowym. Dodatkowo, przeprowadzono pomiary wygięcia rzeczywistych próbek z wytworzoną warstwą FeAl, które posłużyły do weryfikacji modelu numerycznego.
EN
The paper presents the results of residual stress modeling in FeAl surface layer produced in the process of microplasma remelting of aluminum coating previously sprayed onto a steel substrate. The plane stress numerical model (FEM) of FeAl-steel substrate system with geometry and dimensions reflecting real samples has been built. The coupled thermo-mechanical analysis has been conducted in which the remelting parameters ensuring formation of FeAl surface layer were used. The analysis showed the existence of tensile residual stresses in the intermetallic layer and compressive stresses inside the substrate material. Additionally, the conducted deflection measurement of produced samples with FeAl layer allowed to verify developed numerical model of analyzed FeAl/steel system.
EN
The paper is concerned with the metallization of ceramic materials using the friction-welding method in which the mechanism of the formation of a joint involves the kinetic energy of friction. The friction energy is directly transformed into heat and delivered in a specified amount precisely to the joint being formed between the metallic layer and the substrate material. The paper describes the ceramic metallization process, which has been developed by the present authors based on the friction-welding method. The stress and temperature fields induced in the joint during the metallization process were determined using the finite element method with the aim to optimize the process parameters. The results were verified experimentally. The structures of the metallic coatings thus obtained were examined and the results are discussed in the paper.
PL
W pracy przedstawiono sposób modelowania naprężeń własnych powstałych w czasie procesów termicznego nakładania powłok Ti na podłoża Al2O3 metodą elementów skończonych. Modelowanie podzielono na dwa etapy: 1 – rozwiązanie zagadnienia uderzenia pojedynczej cząstki w podłoże z wykorzystaniem programu MES ANSYS-AUTODYNA, 2 – termomechaniczna, nieliniowa analiza do symulacji procesu natryskiwania przez tworzenie przyrastających podwarstw w czasie (uaktualniana geometria) aż do uzyskania powłoki o określonej grubości i schładzanie całości. Obliczenia wykazały niższy poziom naprężeń własnych przy modelowaniu z przyrastającą powłoką w czasie w porównaniu z modelem jednowarstwowym.
EN
The paper presents the scheme of modeling of residual stresses generated during thermal spraying of metal coatings on ceramic substrates by using finite element method. The modeling was divided into two parts: solution of a problem of a single particle impact into the substrate, and nonlinear, thermo-mechanical analysis of a process of coating growth in time increments with geometry upgrade and subsequent cooling of the produced coating-substrate system. The calculation of temperature field and residual stresses in the developed model has been conducted for Ti-Al2O3 system. The results showed lower residual stresses obtained by the created model comparing to a simple one layer model.
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.