Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Properties of selected soft magnetic materials at cryogenic temperatures

100%

Sujka P.

|

2006

|

tom No 52

125-130

EN

This article presents measurement results of static properties of selected soft magnetic materials at the boiling temperature of liquid nitrogen. Obtained values have been compared to parameters of materials at the room temperature. An influence of the low temperature on the shape of initial magnetization curve and magnetic hysteresis loop form hes been examined. Also the change of permeability, remanence and coercivity has been presented.

2

FE analysis of current displacement phenomena in a squirrel cage motor working at cryogenic temperature

70%

Barański M.

|

3

Influence of magnetic wedge on the characteristics of 3-phase high-voltage induction motor

60%

Barański M.

|

2007

|

tom Vol. 56, nr 2

173-182

EN

Influence of the magnetic wedge material permeability on basic parameters of a squirrel cage motor was analysed. The study was based on the field-circuit model of asynchronous machine. The algorithm for solving the equations of the model was discussed. In the analysis the nonlinearity of the magnetic circuit and skewed slots of the rotor have been taken into account. A four-pole, three-phase, 5500 V, 50 Hz, 875 kW induction motor has been considered. The electromagnetic torque and phase current time curves have been calculated. Selected results of simulation tests were shown.

PL

W pracy przedstawiono wpływ przenikalności magnetycznej klina na podstawowe charakterystyki wysokonapięciowego silnika indukcyjnego klatkowego. Rozważania przeprowadzono w oparciu o polowo-obwodowy model zjawisk. Omówiono algorytm rozwiązywania równań tego modelu. Przy analizie wybranych stanów pracy silnika uwzględniono nieliniowość obwodu magnetycznego oraz skos żłobków wirnika (model wielowarstwowy). Analizie poddano 4-biegunowy, 3-fazowy silnik o następujących parametrach U(N) = 5500 V, ∫N = 50 Hz, P(N) = 875 kW. Wyznaczono przebiegi momentu elektromagnetycznego i prądów fazowych. Przedstawiono wybrane wyniki badań symulacyjnych.

4

Computational approach for predicting the crack propagation of stainless steel plate using damage mechanics

60%

Yoo B. M. , Lee C. S. , Chun M. S. , Kim M. H. , Lee J. M.

|

2011

|

tom Vol. 11, No. 2

303-308

EN

The aim of this study is development of numerical method for the prediction for crack propagation of stainless steel plate under cryogenic temperature. Stainless steel is one of the most functional materials at relatively wide temperature ranges. It has strong non-linearities on the mechanical properties under cryogenic temperature such as discontinuous hardening phenomenon induced by the phase transformation, among others. The nonlinear hardening affects significant change of material characteristics, i.e., strength, deformation and fracture phenomenon. This induces some difficulties on the precise evaluation of structural capacity of stainless steel based structures. In the present paper, the crack propagation characteristics of the stainless steel plate under cryogenic temperature have been simulated using a new numerical technique based on a newly proposed damage-coupled constitutive model and orient-purpose user subroutine applicable to commercial FEA code ABAQUS. The numerical results are compared with the experimental results of tensile test and crack propagation tests under cryogenic temperature.

PL

Celem pracy jest opracowanie numerycznej metody przewidywania propagacji pęknięć w blachach grubych ze stali nierdzewnej w temperaturach kriogenicznych. Stal nierdzewna jest jednym z najbardziej funkcjonalnych materiałów w szerokim zakresie temperatur. Charakteryzuje się mocną nieliniowością własności mechanicznych w temperaturach kriogenicznych, między innymi nieciągłym umocnieniem wywołanym przemianą fazową. Nieliniowe umocnienie wpływa znacząco na takie charakterystyki materiału jak wytrzymałość, odksztacalność i pękanie. Zjawisko to powoduje trudności w oszacowaniu możliwości konstrukcyjnych zastosowań stali nierdzewnych. W artykule przeprowadzono symulacje charakterystyk propagacji pęknięć w blachach grubych ze stali nierdzewnych w temperaturach kriogenicznych. Zastosowano w tym celu nową numeryczną technikę opartą o model konstytutywne sprzężony z pękaniem, wprowadzany jako procedura użytkownika do programu ABAQUS. Wyniki symulacji numerycznych porównano z doświadczalnymi próbami rozciągania w temperaturach kriogenicznych.

5

Wpływ ciekłych gazów na izolację cewek silnika WN

60%

Azarewicz S. , Gaworska D. , Koniarek J. , Węgliński B.

|

2006

|

tom R. 6, nr 2

8-13

PL

Przedstawiono wyniki badań technoklimatycznych i elektrycznych materiałów izolacyjnych zastosowanych do konstrukcji cewek silnika pracującego w środowisku ciekłego gazu naturalnego LNG. Ze względu na środki bezpieczeństwa wybrane materiały izolacyjne, zamiast w atmosferze ciekłego gazu naturalnego, umieszczane były w dwóch środowiskach: ciekłego azotu LN2 - badanie narażeń termicznych oraz gazu LPG - badanie wpływu składu chemicznego. Przeprowadzone badania wykazały, że pod wpływem różnych współczynników rozszerzalności cieplnej poszczególnych warstw następuje rozwarstwianie się materiałów izolacyjnych Ergofol NKN i NEN dwustronny FpPuPpa. Rozwarstwienie zauważono również w przypadku materiałów Epoksterm 5, Reniikaflex, Conductofol po umieszczeniu ich w LPG. Zmiany te nie powodują zmniejszenia wytrzymałości elektrycznej na przebicie, jednak zmniejszają wytrzymałość mechaniczną materiałów. Ze względu na słabą adhezję niewskazane jest również stosowanie folii poliestrowej jako izolacji drutów nawojowych. Izolacja przewodów nawojowych stosowanych w urządzeniach pracujących w temperaturach kriogenicznych powinna być trwale zespolona z przewodem, w celu uniknięcia możliwości ich wzajemnego przemieszczania się.

EN

The paper presents the results of techno-climatic and electric research of the chosen insulating materials (Table 1) and of coils applied for a motor designed to work in LNG environment. Due to high work safety restrictions, the tests were taken in liquid nitrogen environment (instead of in LNG) which ensures cryogenic temperature, and concurrently in LPG environment, which has similar chemical composition to LNG (as far as the presence of compounds and not their percentage is concerned). The examined materials and coils underwent fixed thermal stress cycles. The run of one thermal stress cycle is presented in Figure 1. The samples were visually tested and the condition of their structure was photographically registered. The structure tests were registered prior to thermal stress cycles and following a certain number of tests. For the sake of insignificant changes in the examined structures after following stress cycles, photographic registration was done before and then after 1st, 10th, 20th, 60th, and 120th thermal stress cycle. No mechanical changes were noticed for most tested materials. The samples did not split, crack or chip; the thermal stress cycles, however, resulted in the change of the color of the insulation. This does not result from the change of their parameters but from multiple change of their environment: liquid nitrogen and air. Additionally, the placing of the samples in temperature of 393 K causes the resin to displace and the partially melted resin to accumulate locally. This phenomenon is particularly visible in Ergofol EW-2 and Ergofol W-2 samples (Fig. 2). Ergofol W-2/E and Ergofol W-2 samples are made from identical materials but they have different resins. In case of the former - epoxy-, while in the later one - polyurethane resin was used. In Ergofol W-2/E sample accumulation effect is unnoticeable, while in Ergofol W-2 - it is significant. It suggests that the selection of suitable resin for the insulating materials is very important. Unfortunately for Ergofol NKN and double sided NEN FpPuPpa materials, subsequent cycles resulted in unfavorable changes of their structure (Fig. 3). Following the 20th temperature stress cycle, the delamination of the laminations is visible, and air bubbles appear, decreasing the mechanical properties of these samples (Fig. 3d). Both Ergofol NKN and double sided NEN FpPuPpa contain Nomex polyamide paper which, following a subsequent number of cycles, undergoes further separation from the other layers in the tested samples. The changes presented did not cause the decrease of electrical strength of the insulating systems working in liquefied gasses but it can influence the mechanical strength significantly. During the test in LPG environment in Epoksterm 5, Remikaflex and Conductofol samples already after 1st cycle, delamination of subsequent layers of the tested materials structure is visible (Fig. 4). Tests in LPG point to the fact that each insulation utilizing epoxy resin will delaminate, if it had not been properly cured. Also, the fragments of coils with two different insulating structures were tested: 1) winding wire with polyester foil insulation, 2) winding wire with polyamide-imide resin (Thermex 200G2 1Daglas). The tests of cured fragments of coils shows that polyester foil is characterized by weak adhesion to copper bar and the next insulating layer (glass fiber braid) what causes its displacing within the coil (Fig. 6). In case of coil No. 2 (with enamel polyamide-imide resin insulation) this phenomenon is not visible (Fig. 7). Within the frame of electrical strength tests, each of the tested insulation samples underwent break-down strength tests, which consisted of a 10 kV voltage being applied to a single insulation layer in blade-plate system of reversed blade polarity. The electrical strength of the tested insulating materials following thermal stress cycles did not drop (resistivities of the examined samples exceed 10(12) [omega]). When the fragment of coil No. 1 is concerned, immersing winding in LN2 causes drop of circuit resistance that is probably caused by displacement of winding wire. In case of coil No. 2 the decrease of resistance is not observed.

6

Discontinuousp lasticity at extremely low temperatures

51%

Skoczeń B.

|

2010

|

tom R. 107, z. 4-M

109-123

EN

Evolution of scientific instruments based on the principle of superconductivity generates ever increasing interest in development and mathematical description of materials suitable for extremely low temperatures. Fcc metals and alloys are frequently used in cryogenic applications, nearly down to the temperature of absolute zero, because of their excellent physical and mechanical properties including ductility. Many of these materials undergo at low temperatures three essentially different dissipative phenomena: discontinuous plastic flow (serrated yielding), plastic strain induced transformation from the parent phase ([gamma]) to the secondary phase ([alfa]') as well as evolution of micro-damage. All three phenomena lead to irreversible degradation of lattice and accelerate the process of material failure. Discontinuous yielding belongs to the class of dissipative phenomena often termed plastic flow instabilities. It is characteristic both of low and high stacking fault energy materials loaded beyond the yield point at very low temperatures. Serrated yielding represents oscillatory mode of deformation and reflects discontinuous (in terms of d[sigma]/d[epsilon]) nature of plastic flow. It occurs below threshold temperature (T[1] or T[0]) that represents transition from screw to edge dislocations mode. In the present paper a physically based constitutive model of discontinuous plastic flow is presented and its most important features when compared to classical plasticity are highlighted. T he results of low temperature experiments are illustrated and discussed.

PL

Ewolucja instrumentów naukowych wykorzystujących zjawisko nadprzewodnictwa wywołuje wzrastajace zainteresowanie rozwijaniem i opisem matematycznym materiałów zdolnych do pracy w ekstremalnie niskich temperaturach. Materiały i stopy o strukturze R SC są często stosowane w temperaturach kriogenicznych, sięgających niemal absolutnego zera, ze względu na ich doskonałe własności fizyczne i mechaniczne, a szczególnie zachowanie cech plastycznych. Wiele spośród nich podlega w niskich temperaturach trzem zasadniczo rożnym zjawiskom: nieciągłemu płynięciu plastycznemu, indukowanej odkształceniem plastycznym przemianie fazowej od struktury pierwotnej ([gamma]) do struktury wtórnej ([alfa]'), jak również ewolucji mikrouszkodzeń. Wszystkie trzy zjawiska prowadzą do nieodwracalnej degradacji sieci krystalicznej i znacznie przyspieszają proces zniszczenia materiału. Nieciągłe płynięcie plastyczne należy do takiej klasy zjawisk związanych z rozpraszaniem energii, która nosi nazwę niestateczności płynięcia plastycznego. Zjawisko to jest charakterystyczne zarówno dla materiałów o niskiej, jak i wysokiej energii błędu ułożenia, obciążanych powyżej granicy plastyczności w bardzo niskich temperaturach. Nieciągłe płynięcie plastyczne reprezentuje tzw. oscylacyjną formę deformacji i odzwierciedla nieciągłą (w sensie d[sigma]/d[epsilon]) naturę procesu odkształcenia plastycznego. O pisywane zjawisko występuje poniżej tzw. temperatury progowej (T[1] lub T[0]), która reprezentuje przejście od dyslokacji typu śrubowego do dyslokacji typu krawędziowego. W artykule zaprezentowano fizycznie uzasadniony model konstytutywny nieciągłego płynięcia plastycznego, a także jego najważniejsze cechy w zestawieniu z klasycznym opisem płynięcia plastycznego. Z ilustrowano również i przedyskutowano wyniki badań doświadczalnych przeprowadzonych w niskich temperaturach (4,2 K).