Summary

The influence of wear-resistant coatings having different friction coefficients on a cutting force, chip thickening coefficient, coefficient of chip friction on the face of a tool and temperature in the cutting zone have been researched.

Streszczenie

Przedstsawiono wyniki badań wpływu powłok przeciwzużyciowych, wykazujących zróżnicowane współczynniki tarcia na siłę skrawania, tarcie wióra na powierzchni narzędzia skrawajacego oraz temperaturę w strefie obróbki.
① Rybinsk State Academy of Aviation Technology named after P.A. Solovjev, 152934, Rybinsk, Yaroslavl region, St. Pushkin, 53; Russia, Phone Office: (4855) 222091, Fax: (4855) 213964 E-mail:
spmom-09v44n3_p-007.pdf (1.70 Mb)

Summary

This paper presents results of structural, mechanical and tribological tests of thixocasted and heat-treated hypoeutectic Al-Si alloy A356 (EN-Al Si7Mg0.3). The results of tribological tests were analysed and compared with the results of grey cast iron, which was chose as a standard material for cylinder blocks. The pin-on-disc tribometer was used to carry out tribological tests under dry and lubricated sliding conditions at different loads and speeds. The results showed that thixocasted and heat-treated Al-Si alloy under dry sliding conditions, for applied loads interval,
could not be satisfactorily used since plastic flow of the material occurs. However, under lubricated sliding conditions tested material showed a low coefficient of friction without any plastic deformation.

Streszczenie

Przedstawiono wyniki badań strukturalnych, mechanicznych i tribologicznych stopu hipoeutektycznego Al-Si A356 (EN-AlSi7 Mg0,3). Wyniki testów tribologicznych zostały porównane z rezultatami uzyskanymi dla żeliwa szarego. W testach użyto stanowiska badawczego typu trzpień–tarcza. Badania obejmowały styk smarowany i niesmarowany dla szeregu wartości obciążenia i prędkości. Stwierdzono, że bez smarowania badany stop nie wykazuje pozytywnych własności z powodu występujących odkształceń plastycznych.
W styku smarowanym badany stop wykazał niski współczynnik tarcia i brak odkształceń plastycznych.
① Tribology Laboratory, Mechanical Engineering Faculty, University of Belgrade, 11120 Belgrade 35, Serbia,
spmom-09v44n3_p-015.pdf (1.70 Mb)

Summary

The article presents a method of designing the availability of technological objects used in complex operational systems with the assistance of a theory pertaining to semi-Markov processes. The complete consideration was presented based on the chosen authentic system of transport means operation – municipal bus transport system in a chosen urban complex. Direct realisation of transport goals of the municipal transport system is undertaken by a utilisation subsystem comprised of elementary subsystems of the operator – transport means (driver – bus) type, the availability of which significantly influences the possibility of appropriate realisation of these goals.
In order to build a model of the availability of transport means, significant operational states of the operational process were designed and a division and reduction of the number of states was done taking into consideration the criterion availability for operation. Based on this, both event-based and mathematical models of the process of transport means operation were built, assuming that the mathematical model of the process of transport means operation constitutes a homogenous semi-Markov process. Then, for the operational data obtained from the testing of authentic operational process, limit values of the availability factor for the delineated levels of transport means availability in municipal transport system were defined.
This article presents a way to define the availability of a single technological unit – transport means, based on the constructed semi-Markov model of operational process used in a utilisation subsystem of the tested transport means system. The presented model for designing the availability of transport means is part of a decision-making model of controlling transport system availability created within the framework of a larger research project.

Streszczenie

W artykule przedstawiono metodę wyznaczania gotowości obiektów technicznych,
użytkowanych w złożonych systemach eksploatacji, z wykorzystaniem teorii dotyczącej procesów semi-Markowa. Całość rozważań przedstawiono na przykładzie wybranego rzeczywistego systemu eksploatacji środków transportu – systemu autobusowej komunikacji miejskiej w wybranej aglomeracji. Bezpośrednią realizacją zadań przewozowych systemu komunikacji miejskiej zajmuje się podsystem wykonawczy złożony z podsystemów elementarnych typu operator–środek transportu (kierowca–autobus), których gotowość w istotny sposób wpływa na możliwość prawidłowej realizacji tych zadań.
W celu zbudowania modelu gotowości środków transportu wyznaczono istotne stany eksploatacyjne procesu eksploatacji oraz dokonano podziału i redukcji liczby stanów ze względu na kryterium gotowości do działania. Na tej podstawie zbudowano zdarzeniowy oraz matematyczny model procesu eksploatacji środków transportu, zakładając, że matematycznym modelem badanego procesu eksploatacji jest jednorodny proces semi-Markowa. Następnie dla danych eksploatacyjnych, uzyskanych z badań rzeczywistego procesu eksploatacji, wyznaczono graniczne wartości współczynnika gotowości dla wyróżnionych poziomów gotowości środków transportu eksploatowanych w systemie komunikacji miejskiej.
W prezentowanej pracy przedstawiono sposób wyznaczania gotowości pojedynczego obiektu technicznego – środka transportu, na podstawie zbudowanego semimarkowskiego modelu procesu eksploatacji, realizowanego w podsystemie wykonawczym badanego systemu transportu miejskiego. Przedstawiony w pracy model wyznaczania gotowości środków transportu jest częścią składową opracowywanego w ramach szerszego projektu badawczego, decyzyjnego modelu sterowania gotowością systemu transportowego.
① University of Technology and Life Sciences, Department of Machine Maintenance, ul. Prof. S. Kaliskiego 7, 85-789 Bydgoszcz, Poland, e-mail:
spmom-09v44n3_p-025.pdf (1.70 Mb)

Summary

The paper presents a method to construct the structure of a system for servicing of reparable technical objects. In the method proposed, diagnostic information from an artificial neural network and expert knowledge were used. The manner of realisation of the servicing model of an object was presented. An important stage in the proposed method of the development of the structure of a system for servicing of an object is the way in which the internal structure of a complex object is converted together with its functional elements to the form of the object’s servicing structure. The article also covers an analytical basis for the determination of servicing information (servicing expert knowledge) which organises the system for the servicing of a technical object. Analytical bases were presented of the process of restoration of the functional properties of the object of servicing.

Streszczenie

W pracy zaprezentowano metodę konstruowania struktury systemu obsługiwania naprawialnych obiektów technicznych. W proponowanej metodzie wykorzystano informację diagnostyczną ze sztucznej sieci neuronowej oraz wiedzę ekspertową. Zaprezentowano sposób realizacji opracowania obsługowego obiektu. Istotnym etapem w proponowanej metodzie zestawiania struktury systemu obsługiwania obiektu jest sposób przekształcania struktury wewnętrznej złożonego obiektu z jego elementami funkcjonalnymi do postaci struktury obsługowej obiektu. W artykule zawarto również analityczne podstawy wyznaczania informacji obsługowej (obsługowej wiedzy ekspertowej), organizującej system obsługiwania technicznego obiektu. Przedstawiono podstawy analityczne procesu odnawiania własności użytkowych obiektu obsługi.
① Koszalin University of Technology, Department of Mechanical Engineering, 15-17 Racławicka Str., 75-620 Koszalin, Poland, e-mail:
spmom-09v44n3_p-035.pdf (1.62 MB)

Summary

In this paper, the author presents the numerical investigation of the delamination propagation in polymer-based laminate rectangular plates subjected to bending with different configurations of initial delamination. Four cases of configurations of mode II initial delamination were investigated: End-Loaded Split, Cantilever Beam Enclosed Notch, End-Notched Flexure, and Centre-Notched Flexure. These configurations were chosen due to their most common occurrence in engineering practice. The author researched the possibility of delamination growth based on critical strain energy release rate and the dependence of its value from loading and initial delamination length. The author shows that classical methods of energy release rates calculation cannot be applied for multilayered composites in cases when the initial delamination occurs out of laminate mid-plane. The influence of the self-heating effect in steady-state to crack growth was also investigated. The energy release rates were obtained from numerical simulations using J-integral formulation. The character of the delamination propagation was modelled using the cohesive zone approach. Results of the simulation were presented as the damage function in dependence of loading and initial delamination length. The obtained results can be useful for the prediction of the delamination growth in quasi-static tests and for modelling the delamination propagation during dynamic excitation in fatigue tests.

Streszczenie

W niniejszej pracy autorzy prezentują badania numeryczne propagacji delaminacji w polimerowych laminatowych płytach prostokątnych poddanych zginaniu z różnymi konfiguracjami delaminacji wstępnej. Rozpatrzono cztery przypadki konfiguracji delaminacji wstępnej II rodzaju: End-Loaded Split, Cantilever Beam Enclosed Notch, End-Notched Flexure i Centre-Notched Flexure. Takie konfiguracje były wybrane ze względu na ich częste występowanie w praktyce inżynierskiej. Autorzy zbadali możliwość przyrostu delaminacji na podstawie krytycznego współczynnika uwalniania energii i zależności jego wartości od obciążenia i wstępnej długości delaminacji. Autorzy pokazali, że klasyczne metody wyznaczenia współczynników uwalniania energii nie mogą być zastosowane w przypadku wielowarstwowych kompozytów wtedy, gdy delaminacja inicjowana jest poza płaszczyzną środkową. Zbadano także wpływ efektu samorozgrzania w stanie ustalonym. Współczynniki uwalniania energii otrzymano z symulacji numerycznych z zastosowaniem sformułowania opartego na wyznaczeniu całki J. Charakter propagacji delaminacji był modelowany z wykorzystaniem modelu obszaru kohezji. Wyniki symulacji zaprezentowano w postaci funkcji zniszczenia w zależności od obciążenia i długości delaminacji wstępnej. Otrzymane wyniki mogą być wykorzystane przy predykcji przyrostu delaminacji w testach quasi-statycznych i przy modelowaniu propagacji delaminacji podczas wymuszenia dynamicznego i testów zmęczeniowych.
① Department of Fundamentals of Machinery Design, Faculty of Mechanical Engineering, Silesian University of Technology, Konarskiego 18A, 44-100 Gliwice, Poland, e-mail:
spmom-09v44n3_p-049.pdf (1.70 Mb)

Summary

An attempt has been made to present a probabilistic method to determine fatigue life of an aeronautical structure’s component by means of a density function of time a growing crack needs to reach the boundary condition. It has been assumed that in a component of a structure given consideration there is a small crack that grows due to fatigue load affecting it. After having reached the boundary value the component in question loses its usability. Time of the crack growth up to the boundary value is termed a fatigue life of the component. From the aspect of physics, the propagation of a crack within the component, if approached in a deterministic way, is described with the Paris’s relationship for m = 2. To model the fatigue crack growth, a difference equation has been applied, from which the Fokker-Planck equation has been derived to be then followed with a density function of the growing crack. The in this way, the determined density function of the crack length has been applied to find density function of time of reaching the boundary condition. This function has been used in the present paper to determine the randomly approached fatigue life of a component of a structure.

Streszczenie

W artykule podjęto próbę przedstawienia probabilistycznej metody wyznaczenia trwałości zmęczeniowej elementu konstrukcji lotniczej korzystając z funkcji gęstości czasu osiągania stanu granicznego przez narastające pęknięcie. Przyjęto, że w elemencie konstrukcji jest małe pęknięcie, które wzrasta pod wpływem obciążenia zmęczeniowego. Po osiągnięciu wartości granicznej element konstrukcyjny traci przydatność do użycia. Czas narastania pęknięcia do wartości granicznej określony jest jako trwałość zmęczeniowa elementu. Od strony fizycznej narastanie pęknięcia elementu w ujęciu deterministycznym określane jest przez zależność Parisa dla m = 2. Do modelowania wzrostu pęknięcia zmęczeniowego wykorzystano równanie różnicowe, z którego otrzymano równanie Fokkera-Plancka, a następnie funkcję gęstości narastającego pęknięcia. Określoną w ten sposób funkcję gęstości długości pęknięcia wykorzystano do wyznaczenia funkcji gęstości czasu osiągania stanu granicznego. Ta funkcja w niniejszej pracy posłużyła do określenia trwałości zmęczeniowej elementu konstrukcji w ujęciu losowym.
① Air Force Institute of Technology, ul. Księcia Bolesława 6, 01-494 Warszawa, tel.: +48 22 6851063, fax: +48 22 6851105. Poland.
②The article was presented on 35th International Scientific Congress on Powertrain and Transport Means – European KONES 2009.
spmom-09v44n3_p-063.pdf (1.62 MB)

Summary

The paper [3] presents the outline of a probabilistic method for determining the fatigue limit of an element of construction with the use of the Paris formula for m = 2 and the density function of time of the limit state exceedance. This article presents also the method for determining the fatigue limit of an element of construction for the density function of time of the time limit exceedance and the Paris formula for m ≠ 2.
The Fokker-Planc equation and difference equations were used to model the fatigue crack. The solution of the Fokker-Planc equation is the unknown density function of the crack length, which was later used to find the density function of time of the limit state exceedance of the crack. The latter density function was used to estimate the fatigue limit.

Streszczenie

W pracy [3] przedstawiono zarys probabilistycznej metody wyznaczania trwałości zmęczeniowej elementu konstrukcji z wykorzystaniem wzoru Parisa dla m = 2 i funkcji gęstości czasu przekraczania stanu granicznego (dopuszczalnego). W niniejszym artykule przedstawiona została również metoda wyznaczania trwałości zmęczeniowej elementu konstrukcji dla funkcji gęstości czasu przekraczania stanu granicznego (dopuszczalnego) i wzoru Parisa dla m ≠ 2. Do modelowania pękania zmęczeniowego w ujęciu losowym wykorzystano równania
różnicowe oraz równanie Fokkera-Plancka. Rozwiązanie równania Fokkera-Plancka jest poszukiwaną funkcją gęstości długości pęknięcia elementu, którą następnie wykorzystano do znalezienia funkcji gęstości czasu przekraczania stanu dopuszczalnego pęknięcia.
Ta ostatnia funkcja gęstości posłużyła do oszacowania trwałości zmęczeniowej.
① Air Force Institute of Technology, ul. Księcia Bolesława 6, 01-494 Warszawa, Polnand, tel. (0-22) 6851956, faks (0-22) 836 44 71.
② Military University of Technology WAT, ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, Poland, tel. (0-22) 6837789, faks (0-22) 683 93 18.
spmom-09v44n3_p-077.pdf (1.70 Mb)

Summary

In this paper the early works done in the field of Life Cycle Assessment (LCA) at Poznań University of Technology (PUT) are presented. The first part of the paper is focused on the methodology of LCA. Then one of the first research works on LCA in Poland, performed at Poznań University of Technology, is presented. It is the environmental valuation of three packaging machines. Their technical data and general aim of research are shown as well as the elementary goals: the description and comparison of environmental interactions of packaging machines, the identification of the areas of the significant environmental impacts, finding the possible improvement opportunities in the life cycle, and an indication of the directions for whole system of machines’ optimisation. The way to achieve these goals is presented in the paper.

Streszczenie

W artykule dokonano prezentacji pierwszych badań w obszarze LCA, prowadzonych w Politechnice Poznańskiej. Pierwsza część artykułu jest zorientowana na metodologię LCA. Potem są zaprezentowane jedne z pierwszych badań nad LCA w Polsce, wykonane w Politechnice Poznańskiej. Jest to oceną środowiskowa trzech maszyn pakujących. Przedstawione są ich dane techniczne. Wskazane są cele szczegółowe badań: opis i porównanie oddziaływania środowiskowego tych maszyn, identyfikacja oddziaływań o szczególnym znaczeniu, znalezienie okazji do zmniejszenia oddziaływania badanych maszyn w cyklu życia i kierunków optymalizacji całego systemu tych maszyn. Droga do osiągnięcia tych celów jest przedstawiona w artykule.
① Poznań University of Technology, Faculty of Working Machines and Transportation, Institute of Working Machines and Motor Vehicles, Piotrowo 3 St., 60-965 Poznań, Poland.
spmom-09v44n3_p-091.pdf (1.62 MB)