Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Eksperymentalna weryfikacja wyznaczania pola temperatury w połączeniu walczak-rura opadowa

100%

Grądziel S.

|

2002

|

tom T. 2, z. 22

523-530

PL

W referacie przedstawiona została eksperymentalna weryfikacja wyznaczania czasowo-przestrzennego rozkładu temperatury w połączeniu walczak-rura opadowa. Znając rozkład temperatury wyznaczono naprężenia cieplne. Eksperyment przeprowadzony został na modelu zbudowanym w laboratorium Katedry Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Krakowskiej. Na podstawie pomiaru temperatury w kilku punktach obliczony został rozkład temperatury w modelu. Do obliczeń wykorzystana została metoda oparta na rozwiązaniu odwrotnego zagadnienia przewodzenia ciepła. Znając rozkład temperatury w połączeniu walczak-rura opadowa w danym czasie wyznaczone zostały, za pomocą metody elementów skończonych (MES), naprężenia.

EN

In this paper, the temperature distribution and thermal stresses in the drum-downcomer were determined using the inverse method and then the obtained results were experimentally validated. Experiments were carried out on the experimental sand built at the laboratory of Division of Power Engineering Cracow University of Technology. The temperature distribution in the model was calculated based on temperature measurements in some points. Knowledge of temperature distribution in drumdowncomer joint, at the proper time, allowed determining thermal stresses using Finite Elements Method (FEM).

2

Monitorowanie nieustalonego stanu cieplnego cisnieniowych elementów kotłów

80%

Grądziel S.

|

1999

|

tom T. 28, nr 1/2

51-70

PL

Przedstawiono sposób monitorowania nieustalonego stanu cieplnego ciśnieniowych elementów kotłów. Wyznaczany jest czasowo-przestrzenny rozkład temperatury wewnątrz ciała oraz współczynnika wnikania ciepła na brzegu na podstawie zmierzonych przebiegów czasowych temperatury w wybranych punktach leżących wewnątrz ciała. Zagadnienie jest nadokreślone, gdyż liczba punktów pomiaru temperatury jest większa od liczby wyznaczanych parametrów, którymi są wartości współczynnika wnikania ciepła na zadanej części powierzchni elementu konstrukcyjnego. Na podstawie tak wyznaczonego rozkładu temperatury mogą być obliczone naprężenia cieplne. Zaproponowana metoda umożliwia wyznaczanie przestrzennego rozkładu temperatury w danej chwili czasu niezbędnego do wyznaczania naprężeń cieplnych na powierzchni wewnętrznej na podstawie pomiaru czasowych przebiegów temperatury na powierzchni zewnętrznej lub w wybranych punktach wewnętrznych ciała.

EN

The method of monitoring the unsteady thermal state of pressure parts is presented. The time and space temperature distribution inside a solid and heat transfer coefficient distribution on the boundary of the solid are determined based on the temperature histories measured in several locations selected inside. The problem is overdetermined, because the number of measuring points is higher than the number of calculated parameters (components of the heat transfer coefficient). Thermal stresses can by calculated based on the estimated temperature distribution. The proposed method allows indirect measurement of thermal stresses on the inner surface using the temperature measurements on the outer surface of the component or at selected interior points.

3

Thermal stresses in the ZrO2-Y2O3 ceramic coating deposited by plasma spraying method on the nickel base super-alloy

80%

Kobylanska-Szkaradek K. , Gryczynska J.

|

2007

|

tom Vol. 28, nr 3-4

179-182

EN

In the work there were presented the results of the numerical computation of the thermal decomposition and thermal stresses in the separate layers and zones of the samples (top ceramic coating-bond coat-super alloy), heated from 200°C to 1200°C, isothermally soaked and cooled by air. The results allowed to deepen the analysis of the ceramic coating deterioration. These computations, taken into account together with the thermal and elastic properties of the material of the separate layers of samples have shown that the reduced thermal stresses, which are generated in the layers, during the process of heating in 1200°C and the process of cooling in air, are smaller than the yield points of these materials.

PL

W pracy przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych rozkładu temperatury i naprężeń cieplnych indukowanych w poszczególnych warstwach i strefach próbek (ceramiczna powłoka-międzywarstwa-stop żarowytrzymały) nagrzewanych w zakresie temperatur od 200 do 1200°C, wygrzewanych izotermicznie i chłodzonych w powietrzu, które to wyniki pozwoliły na pogłębienie analizy niszczenia powłok ceramicznych podczas cyklicznych zmian temperatury. Obliczenia te z uwzględnieniem własności cieplnych i sprężystych materiałów poszczególnych warstw próbek wykazały, że naprężenia cieplne zredukowane, generowane w tych warstwach podczas nagrzewania do temperatury 1200°C i chłodzenia w powietrzu są mniejsze od granicy plastyczności materiałów.

4

Mathematical modelling of induction hardening on view of thermal stresses

80%

Kuvaldin A. , Lepeshkin A.

|

2008

|

tom R. 84, nr 11

215-218

EN

Mathematical modelling of regimes of induction hardening of details in view of phase transformations, non-stationary thermal and thermostress state, residual stresses and fatigue has been carried out.

PL

W pracy omówiono modelowanie matematyczne układów hartowania indukcyjnego elementów z punktu widzenia przemian fazowych, staniu niestacjonarnych naprężeń cieplnych, naprężeń szczątkowych i zmęczenia materiału.

5

Numeryczna metoda wyznaczenia rozkładu temperatur i naprężeń w grubościennych rurociągach parowych

70%

Duda P. , Mazurkiewicz G.

|

2008

|

tom Vol. 323, z. 60

101-102

EN

In order to determine temperature and stress distribution in a thick walled steam pipeline steam temperature, pressure and mass flow history were measured in power plant during the start-up operation of a power unit. In the first part, a problem which can be solved by an analytical method is presented. Based on the analytical solution the optimal mesh was chosen. In the second part of work, the full CFD analysis for the flow inside the pipeline was presented. Based on the calculated temperature distribution in time and space in pipeline the thermal and total stresses in thick-walled pipeline were determined. The calculated stresses are compared with the allowable values.

6

Hardening stresses in cylindrical machine elements

60%

Zielnica J. , Woelke J.

|

2002

|

tom Nr 54

229-234

EN

The paper contains a description of the numerical methods of stress analysis in hardened steel cylinders made of carbon steel. The calculations are based on Sjostrom's model [7-8] and the experimental data of Ericsson and Hildenwall [2-3]. The works of Avrami [1], Fletcher [18] and the theory of Inoue and Raniecki [4] were also utilized.

7

Optymalizacja ochładzania grubościennych elementów o złożonej geometrii z uwagi na naprężenia cieplne przy wykorzystaniu programu ANSYS CFX

60%

Duda P. , Mazurkiewicz G.

|

2011

|

tom R. 108, z. 4-M/1

107-119

PL

W artykule przedstawiona została metoda optymalizacji procesu ochładzania dowolnych grubościennych elementów orurowania bloku energetycznego. Wykorzystując sprzężoną analizę przepływowo-cieplno-wytrzymałościową połączoną z procedurą optymalizacyjną Levenberga-Marquardta, wyznaczono przebieg temperatury czynnika na wlocie do analizowanego elementu, tak aby maksymalne zredukowane naprężenia cieplne powstające podczas procesu ochładzania były zbliżone do naprężeń dopuszczalnych. Na podstawie wyznaczonych rozkładów temperatury w elemencie konstrukcyjnym określono rozkłady naprężeń. Obliczenia wytrzymałościowe przeprowadzono metodą elementów skończonych za pomocą programu ANSYS.

EN

The optimization method of cooling operation for any thick-walled pipeline component is presented. In this algorithm the coupled thermal-fluid and thermal-strength problem is solved using the ANSYS software. The optimization is based on Levenberg-Marquardt method. The aim of the presented method is to choose the fluid temperature at the inflow such that the difference between maximum equivalent stress in the whole element and allowable stress during heating operation is minimum.

8

Analiza pola temperatury i naprężeń cieplnych w czasie nagrzewania i ochładzania rurociągu parowego

60%

Lubecki S. , Taler D. , Sobota T.

|

2006

|

tom Vol. 315, z. 56

429-436

PL

Przedmiotem pracy jest wyznaczenie nieustalonego rozkładu temperatury czynnika, ścianki rurociągu oraz naprężeń cieplnych występujących w ściance wywołanych zmianą temperatury lub strumienia masy przepływającego przez rurociąg czynnika. Rozkład temperatury wzdłuż rurociągu oraz dwuwymiarowe pole temperatury w jego ściance wyznaczone zostanie za pomocą metody różnic skończonych. Wyznaczone zostaną również naprężenia cieplne w ściance rurociągu wynikające z różnic temperatury ścianki w kierunku promieniowym i wzdłużnym. Przedstawiony w pracy sposób wyznaczania przebiegów temperatury czynnika i ścianki rurociągu oraz naprężeń z zastosowaniem metod numerycznych może być użyty do analizy rurociągów ciepłowniczych oraz energetycznych przy dowolnych zmianach strumienia masy czynnika lub jego temperatury na wlocie do rurociągu w czasie.

EN

In this paper transient distributions of fluid and pipeline temperatures are determined using the explicit finite difference method. Transient temperature responses of fluid, pipeline wall and the internal and external thermal stress were obtained from numerical solutions. The numerical technique presented in the paper can be used in the analysis of heating and cooling of water and steam pipelines when the mass flow rate and temperature at the inlet are time dependent.

9

A comparative analysis of stress concentration factor calculated from PN-EN 12952-3 code and from fem calculations (ANSYS)

60%

Dwornicka R.

|

2010

|

tom R. 107, z. 2-M

31-38

EN

A non-homogeneous temperature distribution in an element and an affecting pressure are causes of stresses in the material of the element. Knowledge of these stress values is necessary for proper determination of stresses allowable for the element. One of the element stress components is thermal stress, caused by temperature difference Dt in the element wall. This article presents a comparison of stress concentration factor computations based on PN-EN 12952-3 code recommendations and computations based on FEM analysis conducted in ANSYS environment. The comparative analysis is performed for the drum-pipe joint of a drum boiler.

PL

Chcąc poprawnie wyznaczyć naprężenia dopuszczalne w elemencie ciśnieniowym, konieczna jest znajomość wartości naprężeń składowych. Jedną ze składowych naprężeń w elemencie są naprężenia cieplne powstające na skutek różnic temperatur w ściance. Artykuł przedstawia porównanie wyznaczenia wartości współczynnika koncentracji naprężeń pochodzących od temperatury, zgodnie z zaleceniami PN-EN 12952-3 i z obliczeniami wykonanymi w programie ANSYS. Analizę porównawczą przeprowadzono dla elementu, którym jest połączenie walczak - rura opadowa.

10

Calculations of the induction heating system with the monitoring of thermal stress in the charge

60%

Przyłucki R.

|

2008

|

tom R. 84, nr 11

210-214

EN

The paper presents the calculation possibilities of certain set of software programmes. The calculations carried out concerned induction heating of flat charge. The calculation model was a two-dimensional one, and full coupling of electromagnetic and thermal fields (with radiative heat exchange) was taken into account. Additionally, control calculations of stress and displacement of the heated charge were carried out.

PL

Artykuł dotyczy modelowania procesu nagrzewania indukcyjnego. Zawiera prezentację możliwości obliczeniowych zestawu programów pozwalających na prowadzenie sprzężonych obliczeń elektromagnetyczo-temperaturowych (sprzężenie silne) z uwzględnieniem radiacyjnej wymiany ciepła. Dodatkowo w trakcie obliczeń prowadzona była kontrola odkształceń i naprężeń cieplnych we wsadzie.

11

Hypothetical fracture at fibber-matrix interface in Cu-SiC composite due to thermal stresses

51%

Czarnocki P. , Krzesiński G. , Marek P. , Zagrajek T.

|

2008

|

tom Vol. LV, nr 1

57-66

EN

The Copper-SiC composite was investigated with the help of FEM. The authors modeled and analyzed the effect of relaxation of thermal stresses due to seasoning at room temperature after the manufacturing process together with the effect of thermal stresses induced by reheating the material to a service temperature. Especially, hypothetical fracture at interface was of interest. It was shown that, for a fixed temperature, a single crack emanating at 0° or 45° azimuth would develop only along a portion of fiber perimeter, and a further growth would require stress increase in the fiber surrounding.

PL

W pracy analizowano stan naprężeń cieplnych w kompozycie Cu-SiC, wynikających ze spadku temperatury od temperatury wytwarzania do temperatury pokojowej oraz relaksacji naprężeń w okresie sezonowania w tej temperaturze a następnie podgrzaniu kompozytu do temperatury przewidywanej pracy. Szczególną uwagę zwrócono na możliwości rozwoju pęknięć na granicy włókna i spoiwa w temperaturze pracy. Rozpatrywano dwie lokalizacje 0 i 45 stopni. Stwierdzono, iż w obu przypadkach, w ustalonej temperaturze hipotetyczna propagacja pęknięć będzie stabilna w tym sensie, iż rozwiną się one jedynie na pewnej długości obwodu włókna a ewentualny dalszy ich rozwój będzie wymagał wzrostu naprężeń w jego otoczeniu.

12

Allowable rate of temperature changes during start-up of the steam boiler

51%

Harchut P. , Taler D.

|

2010

|

tom nr 5

124-129

EN

In this paper the problem of the dynamics of boiler evaporator was presented. An expression for the heat flow rate from the furnace to the evaporator, as a function of change of the pressure in the boiler drum was derived from the conservation equations of mass and energy. First, the allowable rate of the steam temperature change in the boiler drum was determined with respect to the total stresses on the edge of the drum - down comer intersection using the TRD-301 boiler regulations. Later, after solving the differential equation, the temperature and pressure changes in the boiler drum, with reference to time function have been established. Knowing the pressure changes in the boiler drum, the heat flux, which shall be delivered to the boiler evaporator, was determined. On the basis of the calculations of the furnace chamber, the changes of the fuel flow, assuring the pressure changes in the boiler evaporator most comparable to the assumed ones, were determined. The fuel consumption was also determined during the start up of the boiler for the case of the maximum allowable change of the temperature of the work medium. The results specified in this paper can be used for designing boilers and for the auto-mation of the boiler start up processes.

PL

W pracy przedstawiono model dynamiki parownika kotła. Na podstawie równania bilansu masy i energii wyprowadzono wzór na strumień ciepła doprowadzany do parownika w funkcji szybkości zmiany ci-śnienia w walczaku kotła. Najpierw przy użyciu przepisów kotłowych TRD-301 wyznaczono dopuszczalne szybkości nagrzewania walczaka z uwagi na naprężenia na brzegu otworu pod rurę opadową w funkcji ciśnienia, a następnie po rozwiązaniu równania różniczkowego wyznaczono zmiany temperatury i ciśnienia w walczaku w funkcji czasu. Znając przebieg ciśnienia w walczaku wyznaczono strumień ciepła, jaki powinien być doprowadzany do parownika kotła. Na podstawie obliczeń cieplnych komory paleniskowej wyznaczono przebieg strumienia paliwa gwarantujący założony przebieg ciśnienia w parowniku kotła. Wyznaczono również zużycie paliwa w czasie rozruchu kotła z maksymalną dopuszczalną szybkością zmiany temperatury czynnika roboczego w parowniku. Wyniki uzyskane w pracy mogą być zastosowane w projektowaniu kotłów oraz automatyzacji ich rozruchu.

13

A management on mesh modelling for finite element analysis in casting simulation

51%

Cho C. , Kim W. , Choi B. , Kwak S. , Pan Q.

|

2007

|

tom Vol. 20, nr 1-2

335-338

EN

Purpose: In this paper we present a finite element mesh management technique applied to analyze thermal stress distribution of mushy region including molten materials and solidifying shell. Design/methodology/approach: In this study we terminated and eliminated the finite elements representing molten materials on the element list. When they became cooler than the liquidus temperature, the deleted elements were recreated. Findings: We considered temperature-dependent material properties during simulation and adopted hybrid FDM/FEM method for enhancing accuracy: We validated the proposed technique by comparing with other methods. As results, the proposed method is found to effectively simulate real-time casting process. Research limitations/implications: The resulting simulation of conventional methods should induce errors on estimating residual stress of the cast subjected to non-uniform cooling. For the stress analysis study of casting process before complete solidification, we introduce a special technique to treat molten parts in the numerical procedure. This study proposes a method reducing by several orders the elastic modulus of molten material through employing a reduction factor. Practical implications: Conventional casting process simulations don't consider stress due to complex rheological behavior of molten metals until the cast completely solidifies. Achieving uniform cooling rate in a whole cast body while solidifying must be an ideal casting process to avoid undesirable thermal distortion and stress in product which may induce hot tear and crack. Conventionally many prototyping tests should be conducted to this end and necessitate expensive costs. Originality/value: In this study we propose a new technique of "Element Creation and Termination" which terminates (or removes) molten elements and creates them just after they cool down to lower than liquidus temperature. Notice that the previous methods do not remove but deactivate molten elements.

14

Modelowanie naprężeń cieplnych w kompozytach TiC-Cr3C2

51%

Grabowski G.

|

2011

|

tom T. 63, nr 2

450-453

PL

Węgliki pierwiastków grup przejściowych charakteryzują się przede wszystkim bardzo wysoką twardością oraz wysokimi temperaturami topnienia. Jednak ich szersze wykorzystanie, w roli materiałów konstrukcyjnych ograniczone jest przeciętną odpornością na kruche pękanie. Badany w pracy układ TiC-Cr3C2, posiada ograniczoną wzajemną rozpuszczalność, co pozwala na syntezę materiałów kompozytowych. Ponadto obecność węglika chromu wykazuje bardzo korzystny wpływ na mikrostrukturę i właściwości kompozytów ziarnistych węglika tytanu. Podczas pracy otrzymano cztery serie kompozytów różniących się udziałem węglika chromu i węglika tytanu. Zmierzono właściwości mechaniczne i zebrano dokumentację mikrostruktury, która posłużyła do wykonania modelowania stanu naprężeń cieplnych powstających na skutek różnic we współczynnikach rozszerzalności cieplnej faz składowych. Uzyskane wyniki obliczeń w postaci map naprężeń cieplnych, pozwoliły na analizę mechanizmów zwiększających energię pękania i powodujących umocnienie badanych układów.

EN

Carbides of transition elements are mainly characterised by high hardness and high melting temperatures. However, their broader application as structural materials is limited due to their mediocre fracture toughness. The TiC-Cr3C2 system investigated in the work is characterised by a limited mutual solubility of the components which enables synthesis of composite materials. Moreover, the presence of chromium carbide favourably influences microstructure and properties of particulate composites of titanium carbide. During the investigations, four series of composites with different amounts of chromium and titanium carbide were prepared. Their mechanical properties as well as microstructure were characterised which enabled modelling of thermal stresses state created due to differences in thermal expansion coefficients of the constituent phases. The results of calculations in the form of maps of the thermal stresses made possible to analyse mechanisms of increasing fracture energy which resulted in toughening of the investigated systems.

15

Wpływ mikrostruktury na rozkład naprężeń cieplnych i odporność na kruche pękanie w kompozytach SiC-TiB2

51%

Grabowski G.

|

2011

|

tom T. 63, nr 2

454-458

PL

Prezentowana praca badawcza została oparta na kompozycie ziarnistym SiC-TiB2, w którym osnowa charakteryzuje się mniejszym współczynnikiem rozszerzalności cieplnej niż faza zdyspergowana w osnowie. Takie zróżnicowanie właściwości jest powodem powstawania w materiale naprężeń cieplnych mogących zwiększać energię pękania. Podczas pracy otrzymano szereg kompozytów posiadających zbliżony udział fazy zdyspergowanej różniących się jednakże mikrostrukturą. Wyznaczono dla nich podstawowe właściwości mechaniczne i stworzono dokumentację fotograficzną, która posłużyła do wykonania analizy ilościowej parametrów mikrostruktury oraz modelowania stanu naprężeń cieplnych. Rezultaty obliczeń zostały skonfrontowane z wynikami analizy mikrostruktury. Dzięki temu określono wpływ wielkości i kształtu ziaren fazy wtrąconej na rozkład naprężeń cieplnych w badanych kompozytach. Pozwoliło to również na powiązanie obserwowanego wzrostu odporności na kruche pękanie z wyznaczonymi parametrami mikrostruktury.

EN

The presented experimental work has been based on SiC-TiB2 particulate composites in which the matrix had lower coefficient of thermal expansion (CTE) than particulate filler. Such difference in the thermal expansion coefficients between composite constituents induces thermal stresses in the material, that may lead to increased fracture energy. Several materials having similar filler content but different microstructure were produced. Their basic mechanical properties were measured, and photographic documentation was collected. The data were used for a quantitative analysis of the microstructure parameters and modeling the thermal stress state. The results of calculations were compared with the results of the microstructure analysis. It allowed determination of the influence of size and shape of the filler particles on the distribution of thermal stresses in the composites. It also enabled to find a relation between the observed increase of fracture toughness and the microstructure parameters.

16

Modelowanie ewolucji stanów naprężeń w wielowarstwowej powłoce CrN/Cr za pomocą MES

51%

Szparaga Ł. , Ratajski J.

|

tom Vol. 32, nr 4

760-763

PL

W pracy opisano ewolucję czasową stanów naprężeń w wielowarstwowej powłoce przeciwzużyciowej CrN/Cr powstających na skutek studzenia powłoki po procesie nakładania PVD. W modelu fizycznym postulowano istnienie warstwy przejściowej występującej pomiędzy warstwami powłoki CrN/Cr powodującej ciągłą zmianę parametrów fizykochemicznych pomiędzy warstwami. Celem pracy jest przedstawienie wpływu warstwy przejściowej występującej pomiędzy warstwami powłoki na dynamikę stanów naprężeń w powłoce. Zmianę parametrów materiałowych warstwy przejściowej, takich jak moduł Younga, współczynnik Poissona, współczynnik rozszerzalności cieplnej i gęstość modelowano za pomocą ciągłych i symetrycznych funkcji przejścia. Model komputerowy warstw wraz z podłożem został utworzono metodą elementów skończonych.

EN

In the work, time evolution of stress fields occurring in the multilayer CrN/ Cr antiwear coating, during cooling process after deposition with PVD method, was described. In physical model insertion of the transition layer between CrN/Cr layers, whose occurrence is reflected by the continuous change of the physical and chemical properties, across the coating thickness was postulated. The goal of the work is to estimate the influence of the transition layer on the stresses evolution in the coating. Material's parameters change in transition layer like Young's modulus, Poisson's ratio, thermal expansion coefficient and coating layers' density, was modelled using continuous and symmetric transition functions. Computer model of the coating and substrate was created using FEM method.

17

Oszacowanie naprężeń cieplnych w kompozytach podczas obróbki elektroerozyjnej

51%

Kozak J. , Perończyk J. , Gulbinowicz Z.

|

2007

|

tom R. 12, z. 1

45-51

PL

Przeprowadzono analizę naprężeń cieplnych i wykazano, że mogą one powodować naruszenie spójności między osnową metalową i fazą umacniającą będącą izolatorem elektrycznym, co może stanowić jeden z mechanizmów erozji elektrycznej kompozytów w czasie EDM i WEDM.

EN

The estrimation of the thermal stress in the diamond grain and cobalt phase shows that the difference between the coefficients of thermal expansion of diamond and cobalt is significant factor in the diamond grain removal mechanism during electodischarge machining of PCD.