Wyniki 1-5 spośród 5 dla zapytania: authorDesc:"Magdalena KOPERNIK"

SYMULACJA PRÓBY WCISKANIA WGŁĘBNIKA DLA UKŁADU TWARDYCH NANOPOWŁOK

Czytaj za darmo! »

W artykule omówiono próbę wciskania wgłębnika w układ twardych nanpowłok, które stanowią warstwy TiAlN oraz TiN. Opierając się na teorii małych odkształceń sprężysto-plastycznych i metodzie elementów skończonych opracowano model matematyczny doświadczenia. Stworzony model matematyczny oraz program komputerowy pozwalają uwzględnić wieloetapowe odkształcenie badanej próbki z częściowym odciążeniem między etapami odkształcenia aktywnego. Pokazano, że analiza odwrotna wykonana dla własności materiałowych rozpatrywanych nanopowłok może być oparta na wartościach siły wciskania wgłębnika stożkowego, parametrach odciążenia oraz kształtu odcisku w materiale po wykonaniu symulacji. Słowa kluczowe: próba wciskania wgłębnika, twarda nanopowłoka, metoda elementów skończonych (MES), model matematy[...]

The multiscale modelling of thin films growth


  The multiscale model of layers growth in systems of nanocoatings characterized by properties of functionally graded materials, which is based on the cellular automata method, is presented in the paper. Simulations performed using the developed program allowed the analysis of the structure of generated layers. It was observed that main processes active in coatings deposition, like adsorption and surface diffusion, depend on intensity of the cell flux and the substrate temperature. Numerical tests were performed for various parameters of the growth process and predictive capabilities of the model are evaluated in the paper. W pracy przedstawiono wieloskalowy model wzrostu warstw w układach nanopowłok o własnościach materiałów gradientowych, który oparto na metodzie automatów komórkowych. Symulacje przeprowadzone we własnym oprogramowaniu pozwoliły na wykonanie analiz związanych ze strukturą powstałej warstwy. Stwierdzono, że dominujące w napylaniu powłok procesy, takie jak adsorpcja i dyfuzja powierzchniowa, zależą od natężenia strumienia cząstek oraz temperatury podłoża. Wykonano zestaw symulacji testowych dla generowanych powłok dla różnych wartości kluczowych parametrów. Key words: cellular automata (CA), growth model, molecular beam epitaxy (MBE) Słowa kluczowe: automaty komórkowe (CA), model wzrostu, epitaksja z wiązki molekularnej (MBE) Introduction. The development of the computer model of nanocoating growth needs adaptation of method, which reproduces phenomena playing crucial role in the coating formation. This purpose is reached by selection of the molecular beam epitaxy (MBE) process [1, 2], which is a new technology used to production of thin layers under control. In this method thin layers crystallize due to reaction among material elements of molecular or atomic beams and substrate surface kept in appropriate conditions. The growth model presented in this paper is a kind of approximation of the real processes. This appro[...]

NUMERYCZNA ANALIZA STANU NAPRĘŻEŃ I ODKSZTAŁCEŃ W KOMORZE SZTUCZNEGO SERCA POLVAD-EXT WYKONANEJ Z POLIURETANU I NANOPOWŁOKI TiN


  W artykule rozpatrzono problem numerycznego modelowania stanu naprężeń i odkształceń komory sztucznego serca POLVAD_EXT, pokrytej powłoką TiN w celu zwiększenia biozgodności. Zaproponowano rozwiązanie tego problemu za pomocą metody elementów skończonych (MES). Wykorzystano teorię nieliniowej sprężystości oraz sprężysto‐plastyczności. Własności mechaniczne poliuretanu uzyskano za pomocą testów na rozciąganie, natomiast dane dla powłoki TiN otrzymano za pomocą analizy odwrotnej. Zaproponowany model uwzględnia naprężenia własne, powstające w TiN w procesie nanoszenia powłoki. Wykonano eksperyment numeryczny, pozwalający na analizę wpływu grubości powłoki, wartości naprężeń własnych i falistości powierzchni na wartości naprężeń i odkształceń, decydujące o możliwości powstawania mikropęknięć. Słowa kluczowe: nanopowłoka, azotek tytanu (TiN), reprezentatywny element objętości (RVE), komorowe wspomaganie pracy serca (VAD), metoda elementów skończonych (MES), polimer Prof. dr hab. inż. Andrzej Milenin, dr Magdalena Kopernik — AGH Akademia Górniczo‐Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, al. Mickiewicza 30, 30‐059 Kraków. Rudy Metale R56 2011 nr 11 UKD 519.61/.65.661.882.41: :678.6:612.1:620.3 624 NUMERICAL ANALYSIS OF STRESS-STRAIN STATE IN BLOOD CHAMBER OF POLVAD_EXT MADE OF POLYURETHANE AND TiN NANOCOATING The problem of numerical modeling of the stress and strain states in blood chamber of POLVAD_EXT is considered in the paper. The blood chamber is covered by TiN coating to increase its biocompatibility. The finite element method (FEM) is proposed to solve the formulated problem. The theory of nonlinear elasticity and elasto‐plasticity is applied. The mechanical properties of polyurethane were obtained in tension tests and for TiN nanocoating by using inverse method. The suggested model takes into account the residual stresses occurring in TiN during deposition process. The numerical exp[...]

Opracowanie aplikacji webowej do aproksymacji krzywych umocnienia DOI:10.15199/24.2018.4.2


  Wprowadzenie. Najpopularniejsze i wykorzystywane w przemyśle właściwości mechaniczne materiałów określa się w badaniach mechanicznych, takich jak próby rozciągania i ściskania, a także w bardziej zaawansowanych eksperymentach wykorzystujących cyfrową korelację obrazu lub ekstensometry [1]. Jedną z najważniejszych właściwości materiału wyznaczoną podczas testów mechanicznych jest granica plastyczności i naprężenie graniczne, które opisują przydatność materiału do zastosowania inżynierskiego [2- 3]. Inne parametry, które wpływają na krzywe umocnienia materiału, takie jak współczynnik tarcia, początkowy stan naprężenia i wstępne ogrzewanie, mogą być identyfikowane za pomocą analizy odwrotnej [4]. Równania konstytutywne można podzielić na cztery grupy: sprężyste, lepko-sprężyste, plastyczne i lepko-plastyczne. Typowe podejście do identyfikacji parametrów równań konstytutywnych ma wiele wad, na przykład konieczność obróbki dużych zbiorów danych, a zatem istnieje konieczność zastosowania metod eksploracji danych. Etapy wymagane do pokonania w celu dokonania identyfikacji parametrów równań reologicznych można wykonać w dedykowanym oprogramowaniu komercyjnym dodawanym do maszyn do testowania materiałów, jak i za pomocą desktopowych aplikacji komputerowych (na przykład Excel, Origin, Statistica itp.) [5]. Identyfikacja równań konstytutywnych materiałów stosowanych w przemyśle odbywa się zwykle za pomocą metody odwrotnej z określonymi funkcjami celu i algorytmami optymalizacyjnymi. Metody optymalizacji można pogrupować na metody gradientowe i metody bez wprowadzania pochodnych, tzw. metody bezpośrednie. Zagadnienia identyfikacji parametrów reologicznych w przemyśle są często rozwiązywane za pomocą metod bezpośrednich, ponieważ rzadko jest możliwe obliczenie gradientu skomplikowanej funkcji celu podczas działania programu. Kryterium zastosowanym do porównania metod optymalizacji jest zbieżność względem rozwiązania, na którą wpływ[...]

Analysis of the stress distribution in the nanogrid coatings based on digital representation of the structure

Czytaj za darmo! »

The multilayered coatings have various demanding applications, were reliability of the product is crucial. The artificial heart chamber and its constructional elements, e.g. the aortic valves, is one of such examples. The tribology rules used in the deposition of coatings on the substrates are relatively simple. The goal is to obtain as many coating layers as possible. In the standard deposition process the first coating is hard, the second is soft, and they repeat periodically. But this approach is not sufficient and cannot be adapted for specific applications, such as the heart chamber. In that case the outer coating has to be biocompatible and permanent natural tissuecoating connection has to be created. The shape of the chamber and its elements is quite complicated and many crucial points with the stress concentration occur. On the other hand, the material of the chamber cannot be deformed irreversibly. Thus, the requirements for the substrate-coating-tissue system are strict and the standard modeling methods of the multicoating system, which represents the flat boundaries between subsequent coatings, should not be used. It is due to the fact that the capabilities of these methods to correctly predict the fatigue and cracking phenomena of the analyzed specimens are not sufficient. The example of a multilayered specimen with the flat boundaries is presented in Figure 1. In reality the boundaries between coatings have irregular shapes. New numerical models, that can correctly describe the geometry of the boundaries among layers, have to be developed to account for these irregularities. Application of the digital material representation is one of the possible solutions [1, 2]. DIGITAL REPRESENTATION OF THE NANOGRIDS MATERIALS Various methods can be used to deposit the nanogrid materials [3]. Development of a correct numerical model to support the expe[...]

 Strona 1