V 46 No 4 (168) 2011: Streszczenia Artykułów

Summary

A parameter pertaining to material susceptibility to cavitation damage under identified loadings is proposed. A probability mass function of cavitation loadings is suggested to represent environmental conditions and fatigue performance of a material at a specified standard regime, as the material properties are considered to control the performance of the erosion process and are suggested to be taken into account for its quantification. Therefore, the value of the parameter is assumed to follow from calculations employing the probability mass function of the loadings and fatigue characteristics of the material, as well as energy absorption in stress-strain cycle of the loading, corrected for the presence of inhibiting processes. The appropriate threshold conditions for erosion are assumed to follow from the relationship between the inverse fatigue function and the loading distribution. In this paper, a preliminary experimental verification of the correlation between the postulated parameter and the cavitation erosion parameter is carried out. The reliability and applicability of the parameter as well as the sources of inaccuracy and uncertainties are also discussed.

Streszczenie

W pracy przedstawiono wskaźnik oceny skłonności materiału do ulegania niszczeniu erozyjnemu w warunkach zidentyfikowanych obciążeń kawitacyjnych. Przyjęto założenie, że o przebiegu procesu decydują rozkład obciążeń oraz odporność zmęczeniowa materiału. Do wyznaczenia wskaźnika oceny wykorzystuje się zatem rozkład prawdopodobieństwa obciążeń jako czynnik reprezentujący warunki środowiskowe oraz standaryzowaną krzywą zmęczeniową, reprezentującą właściwości niszczonego materiału. Wartość wskaźnika jest ustalana według procedury, która obejmuje zestawienie powyższych zależności oraz wyliczenia korekcyjne, związane z absorpcją energii w cyklu zmęczeniowym i występowaniem procesów hamujących rozwój erozji. Przyjęto, że warunki progowe skutecznego niszczenia materiału określone są poprzez graniczną wartość obciążenia dla zmęczenia wysokocyklowego. Dokonano wstępnej weryfikacji istotności wskaźnika poprzez sprawdzenie występowania korelacji pomiędzy jego wartością a parametrami erozji kawitacyjnej dla określonych materiałów i warunków doświadczalnych. Przedyskutowano ponadto stosowalność wskaźnika i źródła potencjalnych błędów w określaniu jego wartości.
① The Szewalski Institute of Fluid Flow Machinery of the Polish Academy of Sciences, 80-231 Gdańsk, ul. Fiszera 14, Poland, e-mail: .
spmom-11v46n4_007.pdf ( 189796 bajt)

Summary

In this paper, using the course of stress derived from load measurements of steering knuckle pin of a passenger car, the calculation of fatigue life under service loads is investigated. Adopted courses have been processed to designate a set of sinusoidal cycles by the following methods: peak counting method, simple-range counting method, full cycle counting method, range-pair counting method, and rainflow counting method. Based on set of cycles, with variable parameters Sm I and Sai block load spectrums have been developed for substitute amplitude Saz, designated using the author's method, which uses two-parametric fatigue characteristics. The result of this paper is a comparison of fatigue life for load spectrums determined from the established methods of calculating random loads cycles of a broad spectrum, which are characterised by variable values of the coefficient I.

Streszczenie

W pracy zostały przedstawione zagadnienia obliczeń trwałości zmęczeniowej w warunkach obciążeń eksploatacyjnych na przykładzie przebiegów zmian naprężeń pochodzących z pomiarów obciążeń czopa zwrotnicy samochodu osobowego. Przyjęte przebiegi zostały poddane opracowaniu prowadzącemu do wyznaczenia zbioru cykli sinusoidalnych następującymi metodami: peak counting method, simple-range counting method, full cycles counting method, range-pair counting method i rainflow counting method. Na podstawie zbiorów cykli, o zmiennych parametrach Sm i Sa i, opracowano blokowe widma obciążeń dla amplitud zastępczych Saz wyznaczonych na podstawie autorskiej metody, w której zastosowano dwuparametryczną charakterystykę zmęczeniową. Wynikiem pracy jest porównanie wyników trwałości zmęczeniowej dla widm obciążeń wyznaczonych przyjętymi metodami zliczania cykli dla obciążeń losowych o szerokim widmie, charakteryzujących się zmiennymi wartościami współczynnika I.
① University of Technology and Life Sciences in Bydgoszcz, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Machine Design, ul. Prof. S. Kaliskiego 7, 85-789 Bydgoszcz, Poland, phone: +48 52 340 82 53, fax: +48 52 340 82 71; e-mail: .
spmom-11v46n4_025.pdf ( 299140 bajt)

Summary

This study presents a factorisation algorithm to be considered as a method for reliability assessment of complex technical systems, in particular, network systems. The well-known, classical methods for the calculation of structural reliability are ineffective, or inapplicable in the case of actually exploited complex network systems. Difficulties connected with the calculation of their reliability structure are considered the main problems. A factorisation algorithm based on graph theory allows the calculation the reliability of the network system without the determination of its reliability structure, and it can also be used in the case of systems of known structures, giving results that are compatible with classical methods.
This paper also presents the assumptions, basic principles, and advantages of the factorisation algorithm used for network systems. Examples of analyses using the presented method for simple network systems and their practical use in the assessment of the reliability of a fragment of a real gas network are included. The obtained results confirm the usability of the method for structural reliability assessment of network systems, as well as the facility of comparing structural reliability of designed and modernised network systems. It was also observed that the method in question can be improved in the future by taking under consideration in the calculation such parameters as the number, reliability and localisation of supply sources in the network structure.

Streszczenie

W artykule zaprezentowano algorytm faktoryzacji jako metodę umożliwiającą szacowanie niezawodności złożonych układów technicznych, a w szczególności układów sieciowych. Znane klasyczne metody wyznaczania niezawodności strukturalnej są mało efektywne lub wręcz niemożliwe do zastosowania w przypadku eksploatowanych współcześnie rozbudowanych układów sieciowych. Podstawowym problemem jest trudność w określeniu dla nich struktury niezawodnościowej. Oparty na teorii grafów algorytm faktoryzacji umożliwia wyznaczenie Factorisation algorithm-based method used for the calculation of network system’s reliability 57 niezawodności układu sieciowego bez określania jego struktury niezawodnościowej i może być również wykorzystany w przypadku układów o znanych strukturach, dając wyniki zgodne z metodami klasycznymi.
W opracowaniu przedstawiono założenia i podstawy algorytmu faktoryzacji w zastosowaniu do układów sieciowych oraz jego zalety na tle innych metod. Zamieszczono również przykłady analizy wg prezentowanej metody dla prostych struktur sieciowych i praktyczne wykorzystanie do szacowania niezawodności dla fragmentu rzeczywistej rozdzielczej sieci gazowej. Uzyskane wyniki potwierdziły użyteczność metody w szacowaniu niezawodności strukturalnej układów sieciowych oraz łatwość porównywania niezawodności strukturalnej sieci projektowanych lub modernizowanych. Zauważono również, że metoda ma możliwości dalszego doskonalenia poprzez uwzględnienie w obliczeniach liczby, niezawodności i lokalizacji w strukturze sieciowej jej źródeł zasilania.
① AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Department of Machine Design and Technology, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland; e-mail: .
spmom-11v46n4_045.pdf ( 128281 bajt)

Summary

In the last years damages of the middle bearing of SO-3 engines were the reasons of serious air incidents. In this paper the pick detector analysis of tip-timing data has been applied as an alternative method of studying the results of experimental research. Measurements of seventh stage compressor rotor blade vibrations were made using the tip-timing method at the AFIT. The experimental analyses concerned both an SO-3 engine with a middle bearing in a good technical condition and an engine with a damaged middle bearing. A numerical analysis of the free vibration of the seventh stage blade was conducted to verify the experimental ones. The seventh compressor rotor blade of an SO-3 engine (close to the middle bearing) was modelled using an FE model and its natural frequencies were calculated. The method presented in this paper enables prediction of middle bearing failure in an SO-3 engine 33 minutes before it happens.

Streszczenie

W ostatnich latach uszkodzenia środkowego łożyska silnika typu SO-3 były przyczynami poważnych zdarzeń lotniczych. W niniejszym artykule, jako alternatywna metoda do analizy danych uzyskanych metodą „tip-timing” podczas badań eksperymentalnych, został zastosowany detektor szczytowy. Pomiary drgań łopatek siódmego stopnia sprężarki zostały przeprowadzone z wykorzystaniem metody „tip-timing” w ITWL. Badania eksperymentalne dotyczyły zarówno silnika z łożyskiem środkowym o dobrym stanie technicznym, jak i łożyska uszkodzonego. W celu weryfikacji badań eksperymentalnych wykonano analizy numeryczne drgań własnych łopatek siódmego stopnia wirnika sprężarki. Łopatki tego stopnia, znajdującego się w strefie łożyska środkowego, zamodelowano, używając metody elementów skończonych, a następnie wyliczono ich częstotliwości drgań własnych. Metoda przedstawiona w artykule umożliwiła zidentyfikowanie symptomów uszkodzenia łożyska środkowego silnika SO-3 na 33 minuty przed awarią.
① Air Force Institute of Technology, Księcia Bolesława Street 6, 01-494 Warsaw, Poland.
② Institute of Fluid-Flow Machinery, Polish Academy of Sciences, Gen. J. Fiszera Street 14, 80-952 Gdańsk, Poland.
spmom-11v46n4_059.pdf ( 441626 bajt)

Summary

A new experimental methodology is described for combined measurements of both the static and kinetic friction between bulk solid and the conveyor belt. This area of investigation has been all too often neglected. The method of testing is based on the very well know principle of operation of the inclined plane. The tester was designed having in mind that tribological phenomena are influenced by various factors; therefore, these factors should be varied widely and independently, and they should be measured easily. In this, preliminary testing using two coals, two rubber belts and several different operational conditions were used, such as loads and moisture content. The experimental results confirm that both static and kinetic angles of friction between the belts surfaces and the coals tested are considerable higher than the presently recommended maximum inclination angle for belt conveyors. Bulk materials are not the same, and this is the reason why physical testing of a bulk solid is so important to proper design of conveying systems.

Streszczenie

Przedstawiono nową eksperymentalną metodę pomiaru współczynników tarcia statycznego i kinetycznego pomiędzy materiałem sypkim (węglem) a taśmą przenośnikową. Badania te, ważne w procesie konstruowania nachylonych przenośników taśmowych, były wielokrotnie pomijane. Metoda pomiaru opiera się na powszechnie znanej koncepcji równi pochyłej, a jej oryginalność polega na szerokim zastosowaniu mechatronicznych sensorów cyfrowych, jak np. inkrementalnych sensorów położenia liniowego i kątowego oraz komputerowej akwizycji i prezentacji danych. Tester skonstruowano z uwzględnieniem wiedzy o wieloparametrowym charakterze zjawisk tribologicznych oraz potrzeby niezależnej zmiany tych parametrów i ich łatwej identyfikacji. W prezentowanych w tym artykule badaniach zastosowano dwa rodzaje węgla, dwie taśmy oraz zmienne parametry, takie jak: obciążenie taśmy węglem i wilgotność środowiska badań. Wyniki badań wykazały, że wartości kątów tarcia statycznego i kinetycznego są istotnie większe od dopuszczalnych obecnie wartości kątów nachylenia przenośników wznoszących bądź opadających. Badania potwierdziły, że materiały sypkie (w tym przypadku węgle) różnią się między sobą własnościami fizycznymi, w tym tribologicznymi, w związku z tym ich poznanie jest ważne dla właściwego konstruowania systemu transportowego.
① Silesian University of Technology, Faculty of Mining and Geology, Institute of Mining Mechanisation, Akademicka 2A Street, 44-100 Gliwice, Poland; .
spmom-11v46n4_071.pdf (1342450 bajt)

Summary

A new method which covers the determination of a bulk material’s basic mechanical properties such as internal friction, shear strength, abrasiveness and grindability is presented and discussed. Several fine bulk materials have been tested and classified. The apparatus consist of a drive shaft and a disc rotating in a closed cylindrical chamber. A normal pressure is applied to the disc through the drive shaft. The wear element consists of a bar fixed to the underside of the disc. The space in the bottom of the cylinder is filled with a given mass of the sample of fine bulk material. The disc is then rotated for a given number of revolutions and the mass loss of the bar is determined as well as the size reduction of the bulk material. This newly proposed method has the advantages of easy testing procedures and the better defined attrition conditions than the standard test method.

Streszczenie

Przedmiotem tego artykułu jest nowa metoda, która obejmuje wyznaczanie podstawowych własności materiałów sypkich, takich jak tarcie wewnętrzne, odporność na ścinanie, ścierność i kruszalność. Za pomocą ww. metody przebadano kilka materiałów sypkich. Zasadnicza część stanowiska badawczego składa się z wałka napędzającego i tarczki umieszczonych w pojemniku cylindrycznym. Próbka poddawana procesowi zużywania ma kształt beleczki przymocowanej do tarczki, która jest dociskana do wypełniającego cylinder materiału sypkiego o określonej masie. W trakcie testu próbka – beleczka obraca się określoną liczbę obrotów, a po teście wyznacza się ubytek masy próbki i stopień skruszenia materiału sypkiego. Do zalet testera należy łatwość przeprowadzenia próby i precyzyjnej identyfikacji warunków procesu ciernego.
① Silesian University of Technology, Faculty of Mining and Geology, Institute of Mining Mechanisation, Akademicka 2A Street, 44-100 Gliwice, Poland; , , .
spmom-11v46n4_091.pdf ( 303772 bajt)