Inżynieria materiałowa |
1174 |
O kryteriach pękania materiałów sprężysto-plastycznych * Selected fracture criteria of elastic-plastic materials
- Marcin Graba
STRESZCZENIE: Przedstawiono przegląd wybranych kryteriów pękania materiałów sprężysto-plastycznych. Kryteria te – jako jedne z wielu – mogą zostać wykorzystane do oceny rzeczywistej odporności na pękanie różnych materiałów konstrukcyjnych, o ile użytkownik dysponuje wymaganymi parametrami, definiowanymi z wykorzystaniem mechaniki pękania.
SŁOWA KLUCZOWE: kryteria pękania, więzy geometryczne, całka J, odporność na pękanie
ABSTRACT: The paper presents a brief overview of selected fracture criteria of elastic-plastic materials. These criteria, ones of many, can be used to assess the real fracture resistance of different construction materials, provided the user has the required parameters defined by the fracture mechanics.
KEYWORDS: fracture criteria, geometric constraints, J-integral, fracture toughness
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2017.12.201
|
|
|
|
1180 |
Problemy związane z analizą zachowania się stalowego panelu spawanego laserowo pod obciążeniem ściskającym * Problems of analysis of axially loaded steel behavior under laser welded panel
- Janusz Kozak
STRESZCZENIE: Do praktycznego wdrożenia nowych rozwiązań konstrukcyjnych trzeba dysponować danymi wejściowymi do procesu modelowania zachowania się konstrukcji. Takim nowym elementem jest stalowy, spawany laserowo panel typu sandwich. W pracy przedstawiono wybrane problemy towarzyszące modelowaniu zachowań takiej struktury. Pokazano teoretyczne podstawy wyznaczania sztywności panelu, a następnie omówiono wyniki badań wyboczeniowych serii modeli o zmiennej geometrii.
SŁOWA KLUCZOWE: spawanie laserowe, nowy materiał konstrukcyjny, lekkie struktury
ABSTRACT: Application of new structural concepts requires obtaining data for modelling processes. Such a new idea is a steel laser welded sandwich panel. The paper presents selected problems concerning to modelling processes of such structure. Theoretical proposals for rigidity coefficients are presented and results of systematic buckling tests of natural scale models are discussed.
KEYWORDS: laser welding, new structural material, light structures
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2017.12.202
|
|
|
|
1183 |
Walidacja hierarchiczna modeli MES na potrzeby wyznaczania zdolności do obrotu węzłów konstrukcji stalowych * Hierarchical validation of FEM models for the needs of rotation capacity determination of steel structure joints
- Krzysztof Ostrowski
STRESZCZENIE: Przedstawiono wyniki wieloetapowej walidacji hierarchicznej zaawansowanych modeli MES stosowanych do określania zdolności węzłów stalowych do obrotu. Walidację wykonano dla modeli o różnym stopniu złożoności. Przeprowadzono analizę porównawczą modeli MES z wynikami własnych badań laboratoryjnych. Opracowana metodologia kształtowania charakterystyk materiałowych jest podstawą do dalszych analiz zaawansowanych modeli połączeń doczołowych belki do słupa w obszarze prognozowania krzywej zdolności do obrotu (M-ϕ).
SŁOWA KLUCZOWE: walidacja modeli MES, charakterystyka materiałowa, zdolność węzłów do obrotu
ABSTRACT: The paper presents results from multistage hierarchical validation of advanced FEM models used to define rotation capacity of steel joints. Validation process has been carried out for different models with various level of complexity. Comparative analysis of the FEM models has been carried out in relation to results obtained in laboratory tests. Developed methodology of the formation of material characteristic is a base for further analysis of advanced models of beam-to-column end-plate connections in the area of forecasting the rotation capacity curve (M-ϕ).
KEYWORDS: validation of FEM models, material characteristics, rotation capacity of joints
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2017.12.203
|
|
|
|
1186 |
Modelowanie i badania własności mechanicznych płyt kompozytu o wzmocnieniu jednokierunkowym * Modeling and experimental study of mechanical properties of composite plate with unidirectional reinforcement
- Adrian Szymanek, Maciej Parafiniak, Krzysztof Gołoś
STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wyniki dotyczące homogenizacji własności materiału kompozytowego o osnowie polimerowej z żywicy epoksydowej i utwardzacza, ze wzmocnieniem z włókien szklanych w postaci tkaniny jednokierunkowej. Przedmiotem analizy są uśrednione stałe sprężystości warstwy ortotropowej – zastępczy moduł Younga i zastępcza liczba Poissona. Przedstawiono wyniki obliczeń analitycznych, wstępnych badań doświadczalnych oraz symulacji komputerowych. Badania zostały wykonane w ramach pracy dyplomowej magisterskiej na wydziale SiMR Politechniki Warszawskiej.
SŁOWA KLUCZOWE: kompozyt wzmacniany włóknem szklanym GFRC, homogenizacja materiału kompozytowego, wzmocnienie jednokierunkowe, optyczna analiza odkształceń DIC, oprogramowanie NCORR
ABSTRACT: In the paper, authors present results of homogenization of GFRP material properties with unidirectional reinforcement. The scope of analysis and experimental study have been averaged mechanical properties of composite: Young modulus and Poisson’s ratio in orthotropic layer. Analytical calculations, computer simulation and experimental results have been presented. The work is a part of master’s thesis, prepared on Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering, Warsaw University of Technology.
KEYWORDS: glass fiber reinforced composite GFRC, homogenization of a composite material, unidirectional reinforcement, DIC, NCORR
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2017.12.168
|
|
|
|
Metrologia techniczna |
1144 |
The assessment of the surface texture of friction node components after tribological tests * Ocena struktury geometrycznej powierzchni elementów węzła tarcia po badaniach trybologicznych
- Stanisław Adamczak, Jacek Świderski, Tomasz Dobrowolski
STRESZCZENIE: Spośród wielu metod pomiarów struktury geometrycznej powierzchni w artykule przedstawiono możliwości wykorzystania profilometrii stykowej, koherentnej interferometrii korelacyjnej i mikroskopii sił atomowych do oceny stanu powierzchni elementów węzła tarcia przed badaniami tribologicznymi i nich. Pomiary dotyczą dysku z powłoką diamentopodobną (DLC) i stalowej kulki łożyskowej.
SŁOWA KLUCZOWE: struktura geometryczna powierzchni, mikroskopia sił atomowych, testy tribologiczne, powłoki diamentopodobne (DLC)
ABSTRACT: At present, a number of methods can be applied to measure the surface structure of elements. In this paper, following methods were selected to measure the surface texture of friction node components (a ball-disc couple) after tribological tests: contact profilometry, coherence correlation interferometry and atomic force microscopy. The specimens under investigation were: a disc coated by DLC (diamond-like carbon) layer and a ball made of bearing steel.
KEYWORDS: surface texture, atomic force microscopy, tribological test, diamond-like carbon coatings
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2017.12.193
|
|
|
|
1148 |
Nowa koncepcja przyrządu do pomiaru odkształceń ramion wykorbień wałów korbowych metodą symetryczną * A new concept of a device for crankshaft crank shoulder deformations measurements by means of the symmetrical method
- Krzysztof Nozdrzykowski
STRESZCZENIE: Przedstawiono zgłoszone do opatentowania rozwiązanie konstrukcyjne przyrządu do pomiaru odkształceń wałów korbowych metodą symetryczną. Eliminuje ono szereg niedoskonałości i niedokładności wynikających ze stosowanej obecnie tradycyjnej wersji przyrządu do pomiaru odkształceń wałów korbowych i umożliwia poprawną ocenę ułożenia wału w łożyskach głównych.
SŁOWA KLUCZOWE: pomiary, odkształcenia sprężyste, wały korbowe, silniki okrętowe
ABSTRACT: The patent pending design of the crank shaft deformation measuring device by means of the symmetric method, was presented. The new solution eliminates imperfections and inaccuracies resulting from the method currently used for this purpose, and enables correct assessment of the crankshaft positioning in main bearings.
KEYWORDS: measurements, deflection, crankshafts, marine engines
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2017.12.194
|
|
|
|
1152 |
Szacowanie niepewności pomiaru – metoda Monte Carlo * Evaluation of measurement uncertainty – Monte Carlo method
- Wojciech Płowucha, Władysław Jakubiec, Paweł Rosner
STRESZCZENIE: Przedstawiono zalety metody Monte Carlo w porównaniu z metodami szacowania niepewności pomiaru typu A i B. Omówiono problem wyznaczania niepewności w przypadku dwóch lub więcej dominujących składników. Zaprezentowano wyniki eksperymentu mającego na celu ocenę wpływu strategii próbkowania na niepewność pomiaru odchyłki okrągłości. Przeanalizowano kwestię „błędu systematycznego” przy szacowaniu niepewności pomiarów współrzędnościowych.
SŁOWA KLUCZOWE: niepewność pomiaru, metoda Monte Carlo, pomiary współrzędnościowe
ABSTRACT: Advantages of Monte Carlo method are presented and compared with A and B type method of measurement uncertainty evaluation. Problem of uncertainty determination, in case of two or more dominant components, is discussed. Results of experiment to evaluate impact of probing strategy on measurement uncertainty of roundness deviation are presented. Issue of ‘systematic error’ in evaluation of coordinate measurement uncertainty is analyzed.
KEYWORDS: measurement uncertainty, Monte Carlo method, coordinate measurement
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2017.12.195
|
|
|
|
1155 |
Pomiary odchyłki płaskości powierzchni swobodnej z użyciem systemu wizyjnego * Measurements of surface flatness distortions using machine vision inspection system
- Anna Zawada-Tomkiewicz, Dariusz Tomkiewicz, Lesław Wilk
STRESZCZENIE: Zaprezentowano zastosowanie systemu wizyjnego do oceny zniekształceń płaskości szkła bezpiecznego float poddanego hartowaniu termicznemu w procesie poziomym. Sprawdzono możliwość oceny parametrów takich jak wypukłość całkowita i lokalna dla tafli szkła pobranej z produkcji.
SŁOWA KLUCZOWE: szkło float, termicznie hartowane bezpieczne szkło sodowo-wapniowo-krzemianowe, wypukłość lokalna, wypukłość całkowita
ABSTRACT: The use of a vision system for evaluating the flatness distortion of float glass under thermal treatment in a horizontal process is presented. The possibility of evaluation of such parameters as overall bow, roller wave and edge lift was analyzed for a pane of glass taken from production.
KEYWORDS: float glass, thermally toughened soda lime silicate safety glass, overall bow, roller wave distortion, edge lift
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2017.12.196
|
|
|
|
1157 |
Zastosowanie tomografii komputerowej do pomiaru odchyłek okrągłości * Application of computed tomography for measuring of roundness
- Bartosz Gapiński, Michał Wieczorowski, Karol Grochalski, Katarzyna Peta
STRESZCZENIE: Oczekiwania klientów w zakresie jakości wyrobów nieustannie rosną. W związku z tym niewystarczająca jest kontrola samych wymiarów, a konieczne jest sprawdzanie odchyłek kształtu czy chropowatości. Znaczna większość wykonywanych obecnie pomiarów jest realizowana z wykorzystaniem urządzeń współrzędnościowych. Pomiarowa tomografia komputerowa jest najnowszą grupą współrzędnościowej techniki pomiarowej i wiele zagadnień z zakresu jej dokładności czy możliwości aplikacji jest ciągle otwartych. Przedstawiono wyniki badań elementów o różnych wartościach i postaciach odchyłki okrągłości. Elementy zostały zbadane na przyrządzie specjalizowanym do pomiaru odchyłek kształtu oraz na tomografie komputerowym. W przypadku tomografu użyto różnych strategii pomiarowych w celu weryfikacji jego obszaru zastosowania. Pomiar odchyłek kształtu na tomografie pozwala na weryfikację jakości wykonania elementów o trudno dostępnych przestrzeniach, ale również na kompleksową ocenę geometryczną, np. części wykonanych z tworzywa sztucznego i mierzonych tylko na tomografie.
SŁOWA KLUCZOWE: tomografia komputerowa, odchyłki kształtu, współrzędnościowa technika pomiarowa, dokładność pomiaru
ABSTRACT: Customer expectations in terms of products quality are constantly growing. Therefore, to control only dimensions is not enough; it is necessary to check also the form deviation or roughness. The vast majority of measurement nowadays is carried out by different coordinate measuring devices. Measuring computed tomography is the newest field of coordinate measuring technique, which makes many aspects of its accuracy and possible applications still open. The paper presents the measurement results of elements with different values of roundness deviations. Examined samples were checked on a formtester and computed tomography. For CT measurement, different strategies to verify the influence on received results were used. The ability to measure form deviations on CT allows to verify the quality of hard to reach part areas, but also a comprehensive assessment of geometry, e.g. parts made of plastic and measured on CT.
KEYWORDS: computed tomography, form deviation, coordinate measuring technique, measurement accuracy
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2017.12.197
|
|
|
|
1160 |
Współpraca transgraniczna w nauczaniu metrologii współrzędnościowej * Cross-border cooperation in teaching the coordinate metrology
- Mirosław Wojtyła, Lenka Čepová, František Špalek
STRESZCZENIE: Vysoká Škola Báňská – Technická Univerzita Ostrava, Fakultou Strojní oraz Laboratorium Metrologii Akademii Techniczno-Humanistycznej w Bielsku-Białej złożyły wspólny projekt dydaktyczny w ramach programu Interreg V-A Republika Czeska–Polska pt.: „Zwiększenie zatrudnienia absolwentów wyższych uczelni technicznych w praktyce”. Przedstawiono zarys projektu oraz program ćwiczeń laboratoryjnych opierających się na normach z serii ISO 10360, VDI/VDE 2617 oraz ISO 230.
SŁOWA KLUCZOWE: edukacja, metrologia współrzędnościowa, programowanie CMM
ABSTRACT: VSB – Technical University of Ostrava, Faculty of Mechanical Engineering together with University of Bielsko-Biala, Laboratory of Metrology submitted a proposal of common education project in the framework of the Interreg V-A Czech Republic–Poland program entitled: ‘Increasing employment of graduates of technical universities in practice’. The paper presents an outline for chosen laboratory classes based on the standards ISO 10360, VDI/VDE 2617 and ISO 230.
KEYWORDS: education, coordinate metrology, CMM programming
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2017.12.198
|
|
|
|
1164 |
Triangulation methods for effusion holes measurements in combustion chambers of aircraft engines * Triangulacyjne metody pomiarów otworów efuzyjnych w komorach spalania silników lotniczych
- Piotr Lampa, Mariusz Mrzygłód, Jacek Reiner
STRESZCZENIE: Ważnym problemem dotyczącym konstrukcji nowoczesnych turboodrzutowych silników lotniczych jest efektywne chłodzenie komór spalania, realizowane poprzez otwory efuzyjne. Kanały takie, drążone laserowo, stanowią jednak poważne wyzwanie metrologiczne ze względu na niewielką średnicę (poniżej 1 mm), nieregularny kształt i kątową orientację względem powierzchni. Pomiary metodami kontaktowymi CMM są więc czasochłonne, obarczone znaczną niepewnością pomiaru oraz ryzykiem uszkodzenia trzpienia pomiarowego. W artykule porównano dwie metody skanowania triangulacyjnego powierzchni komory spalania silnika z kątowymi otworami efuzyjnymi (w kierunku normalnym do powierzchni oraz współosiowo z otworem). Ponadto oceniono cztery opracowane algorytmy przetwarzania danych pomiarowych, których celem jest wyznaczenie położenia i średnicy otworów. Wskazano na problem zakłóceń dotyczących pomiaru i przetwarzania danych.
SŁOWA KLUCZOWE: otwory efuzyjne, triangulacja laserowa, wizja maszynowa, pomiary optyczne
ABSTRACT: An important problem of modern aero-engines’ construction is effective cooling of combustor liner attained by effusion holes. The laser-drilled channels are a critical metrological challenge resulting from their small diameter (below 1 mm), irregular shape and angular orientation to the surface. Hence, in this case, the tactile CMM measurement methods are timeconsuming, error-susceptible and hazardous to the measuring stylus. The paper compares two methods of triangulation scanning of the surface of the engine combustion chamber with angular effusion holes (according to normal to surface and coaxially with hole). Additionally, four algorithms for processing measurement data were developed and evaluated, aiming at determination of the position and holes diameter. The paper also discusses the problem of measurement and calculation disturbance.
KEYWORDS: effusion holes, laser triangulation, machine vision, optical measurement
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2017.12.199
|
|
|
|
1168 |
Coordinate measuring arms – different methods of points collection * Współrzędnościowe ramiona pomiarowe – różne metody zbierania punktów
- Michał Rak, Eugeniusz Ratajczyk
STRESZCZENIE: Niniejszy artykuł dotyczy różnych metod zbierania punktów za pomocą współrzędnościowych ramion pomiarowych. Badania są podzielone na dwie części. Pierwsza odnosi się do pomiarów aluminiowej kostki z elementami o różnej geometrii z użyciem końcówki stykowej i skanera laserowego. Do analizy zastosowano niektóre elementy i parametry wynikowe, jak kąt pomiędzy dwiema płaszczyznami. Jako odniesienie zastosowano wyniki pomiarów z CMM z uwagi na większą dokładność tego urządzenia. W drugiej części do pomiarów zastosowano kostkę z teflonu. Ponieważ jest to materiał bardziej miękki niż aluminium; siła pomiarowa znacząco wpłynie na wyniki. Aby to sprawdzić, użyto głowicy sztywnej i przełączającej.
SŁOWA KLUCZOWE: ramię pomiarowe, zbieranie punktów, pomiar kontaktowy, pomiar bezkontaktowy
ABSTRACT: This paper deals with different methods of points collection using coordinate measuring arm. The research is divided into two parts. The first one is about measuring an aluminum cube with different geometric features with the use of hard probe and laser scanner. For the analysis some features and some resulting parameters were applied, like angle between two planes. As the reference, data from CMM measurements is used due to obtain higher level of accuracy of device. In the second part, a Teflon cube was used for the measurement. As this is a softer material than aluminum, measuring force gives significant impact on the results. To verify this, hard and triggering head was used.
KEYWORDS: measuring arm, points collection, contact measurements, non-contact measurements
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2017.12.200
|
|
|
|