WPROWADZENIE Dynamiczny wzrost zainteresowania lekkimi materiałami funkcjonalnymi sprawia, że poszukiwane są coraz to tańsze metody optymalizacji procesów ich obrabiania. Materiałami klasyfikowanymi do tej grupy są niektóre stopy aluminium, m.in. AL7075 czy AL2024. Ich korzystny iloraz właściwości do masy sprawia, że są nadal materiałem badań [1÷5]. Wadą stopów aluminium jest jednak brak odporności na zużycie tribologiczne, jak i zmęczenie stykowe, dlatego stopy te są poddawane obróbce plastycznej. Procesem wpływającym na właściwości stopów aluminium jest między innymi kulowanie (shot peening) [6]. Kulowanie jest jedną z metod nagniatania dynamicznego stosowaną do umacniania części maszyn, w celu zwiększania wytrzymałości [7]. Kulowanie jest realizowane przez wywieranie zmiennego nacisku na powierzchnię obrabianego, metalowego elementu przez twardszy element (kulki, śrut) [8]. Efektem stosowania tego rodzaju obróbki jest powstanie odkształceń plastycznych i wytworzenie ściskających naprężeń własnych w warstwie wierzchniej obrabianego elementu [9]. Podczas procesu kulowania można dobierać takie parametry, jak: rodzaj i granulację śrutu, intensywność śrutowania, pokrycie powierzchni [10]. Od tych parametrów zależy rozkład wartości naprężeń oraz ich zasięg w obrabianym materiale. Uzyskanie oczekiwanych właściwości wytrzymałościowych stopów wiąże się z przeprowadzeniem wielu prób, w celu znalezienia najkorzystniejszych parametrów obróbki. Jedną z możliwości analizy rozkładu oraz wartości naprężeń wywołanych odkształceniem są metody numeryczne. Parametrem wpływającym na stan naprężeń w technologicznej warstwie wierzchniej, według pracy [11], jest średnica śrutu. Zastosowanie śrutu odlewanego o średnicy 0,92 mm powoduje większy wzrost granicy zmęczenia badanych tytanowych próbek niż po nagniataniu śrutem o średnicy 0,39 mm. Podobną zależność uzyskali autorzy pracy [12], w której dla śrutu o większej średnicy stwierdzili zwiększe[...]

  HPT and SP treatments technology numerical analysis using ANSYS LS-Dyna package Development of the construction methodology and solving models which uses severe plastic deformation (SPD) is a key issue that allows to control technological processes. Using computer simulations, it is possible to expand knowledge about physical phenomena that occur during processing, and their effect on the mechanical properties of the treated material. Analysis of these phenomena enables selection of optimum process parameters, test assumptions and eliminating errors at computer simulation stage, which allows to significantly reduce implementation time and lower its cost. This work concerns the numerical analysis of superposition of stresses resulting from the high-pressure torsion (HPT) process and shot peening (SP) process. To carry out computer modelling of fast and dynamic phenomena ANSYS LS-Dyna software were used. The study analyzed the impact of hybrid machining process of HPT and SP on the technological properties of lightweight aluminium alloys surface layer. Carrying out computer simulation allowed the analysis of superposition distribution of deformation, stress and depth of coverage depending on process parameters. Key words: numerical analysis, HPT, SP, twisting under high pressure, shot peening, aluminium, LS-Dyna. Opracowanie metodyki budowy i rozwiązywania modeli procesów wykorzystujących intensywną akumulację odkształceń SPD (severe plastic deformation) jest kluczowym zagadnieniem pozwalającym panować nad procesami technologicznymi. Wykorzystując symulacje komputerowe, można zgłębić wiedzę dotyczącą zjawisk fizycznych zachodzących podczas obróbki wyrobu oraz ich wpływu na właściwości mechaniczne obrabianego materiału. Analiza tych zjawisk umożliwia dobranie optymalnych parametrów procesu oraz sprawdzenie założeń i eliminację błędów już na etapie symulacji komputerowej, co pozwala na znaczne skrócenie czasu wdrożenia oraz obniżenia jego kosztów[...]

  W artykule omówiono zastosowanie rurek ciepła w budownictwie, np. systemie przeciwoblodzeniowymobiektów mostowych, stabilizacji temperatury gruntu, osuszania i ochładzania powietrza itp. Zaprezentowano wyniki badań dwóch rurek ciepła o różnej średnicy zewnętrznej i długości (20 mm x 1,77 m oraz 22 mm x 0,55 m). Pojedynczą rurkę ciepła omywano wodą ciepłą w części parownika oraz wodą zimną w części skraplacza. Przeprowadzone badania pozwoliły na wybranie efektywniejszej rurki ciepła. Na podstawie badań doświadczalnych stwierdzono, że rurka ciepła o długości 0,55mwypełniona czynnikiemR404A jest najefektywniejsza z przebadanych rurek ciepła. Można ją wykorzystać do budowy wymiennika ciepła. Słowa kluczowe: rurka ciepła, wymiennik ciepła, parownik, skraplacz.Rurkęciepławynalezionow1942r., ale dopiero po upływie dwudziestu lat po raz pierwszy użyto jej w inżynierii kosmicznej. Znalazła ona zastosowanie również w wielu innych gałęziach techniki,m.in.wbudownictwie - w systemach przeciwoblodzeniowychmostówiwiaduktów, systemach regulacji temperatury gruntu, urządzeniach do odzysku ciepła, ochładzania i osuszania powietrza oraz jako element składowy próżniowych kolektorów słonecznych. Systemy przeciwoblodzeniowe mostów i wiaduktów, zapobiegające niebezpiecznym sytuacjom spowodowanym śliską nawierzchnią w niskiej temperaturze, mogą być pasywne lub aktywne. Po raz pierwszy system aktywny zastosowano w Stanach Zjednoczonych w stanie Wirginia nad rzeką Buffalo River. Jego schemat ideowy przedstawiono na rysunku 1. Czynnikiem pośredniczącym jest roztwór "glikol- woda", podgrzewany przez kocioł gazowy, sterowany za pomocą czujnika temperatury. Podgrzana mieszanina przepływa rurą o średnicy 89 mm przez rurę o średnicy 152 mm, która pełni funkcję parownika rurek ciepła. Układ jest napędzany pompą. Ze względu na słabą wydajność rurek ciepła czynnik roboczy typu HCFC-123 został zastąpiony amoniakiem. W zastosowanej technologii wyk[...]

Technologia nawęglania, obok azotowania, węgloazotowania oraz azotonasiarczania, stanowi główną grupę obróbek cieplnych mających na celu poprawę właściwości mechanicznych warstw wierzchnich detali pracujących w węzłach ciernych przy naprężeniach stykowych. Potrzeba intensyfikacji procesów nasycania warstwy wierzchniej węglem sprawiła, że bardzo szybko rozwinęła się technologia niskociśnieniowej obróbki cieplno-chemicznej. Mimo wysokiej ceny urządzeń do obróbki niskociśnieniowej, technologia ta stała się konkurencją dla procesów gazowych, ze względu na szybkość i powtarzalność procesu. Dodatkowym aspektem przemawiającym za zastosowaniem obróbki pod obniżonym ciśnieniem jest mniejsze zanieczyszczenie środowiska w stosunku do technologii konwencjonalnych [1, 2]. Ekspansja procesu nawęglania próżniowego była możliwa dzięki rozwojowi instalacji uniwersalnych, w których zaimplementowana została technologia nawęglania. Pełna kontrola procesu, możliwość bezpośredniego hartowania wsadu po nasycaniu dyfuzyjnym węglem pozwoliła wdrożyć tę obróbkę w przemyśle motoryzacyjnym, maszynowym, a obecnie coraz szerzej, także w przemyśle lotniczym [3, 4]. Atmosfera procesu nawęglania Jako atmosferę roboczą przy pozyskaniu węgla atomowego stosuje się gazy węglonośne, takie jak: metan, acetylen, etylen oraz propan. Ponieważ metan poddany rekcji rozpadu jest źródłem jedynie 3% cząstek użytecznych w procesie nawęglania, dlatego też nie znalazł on szerszego zastosowania w procesie nawęglania próżniowego. W przypadku, gdy ilość wydzielanego węgla aktywnego przewyższa szybkość dyfuzji w głąb stali, na powierzchni przedmiotu powstaje warstewka sadzy lub smoły. Powstawanie sadzy bądź smoły powoduje konieczność czyszczenia elementów obrabianych i pieców [5], dlatego w najnowszych rozwiązaniach technologicznych zaczęto stosować takie gazy węglonośne, jak acetylen bądź etylen. W wyniku jednostopniowej reakcji rozpadu acetylenu oprócz węgla jedynym produktem[...]

Ze względu na wyjątkowe połączenie właściwości fizykochemicznych oraz mechanicznych, stopy aluminium są szeroko stosowane w transporcie [1÷3]. Jednakże ze względu na ich małą twardość oraz niską odporność na zmęczenie, a także relatywnie wysokie zużycie stopy te znalazły zastosowanie głównie jako materiały konstrukcyjne [4÷8]. Wytworzenie materiału funkcjonalnego na bazie stopów aluminium, np. przeznaczonego na elementy narażone na zmęczenie stykowe i zużycie przez tarcie, wymaga zastosowania złożonych metod ich obróbki zarówno skupionych w obszarze modyfikacji ich składu, modyfikacji struktury realizowanej na drodze obróbki plastycznej i/lub cieplnej, jak i modyfikacji samej powierzchni [9÷11].[...]