Tag: metoda elementów skończonych

Technological problems in machining of resilient wheelsets on wheel-turning lathes with friction drive

Czasopismo : Advances in Manufacturing Science and Technology
Tytuł artykułu : Technological problems in machining of resilient wheelsets on wheel-turning lathes with friction drive

Autorzy :
Zębala, W.
Cracow University of Technology, Production Engineering Institute, al. Jana Pawła II 37, 31-864 Kraków, Poland, zebala@mech.pk.edu.pl,
Pobożniak, J.
Production Engineering Institute, Cracow University of Technology, al. Jana Pawła II 37a, 31-864 Cracow, Poland, phone (48 12) 428-32-62, Fax: (48 12) 648 20 10, pobozniak@mech.pk.edu.pl,
Nowak, M.
West Pomeranian University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Mechatronics, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, mnowak@zut.edu.pl,
Majda, P.
West Pomeranian University of Technology, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Pawel.Majda@zut.edu.pl,
Filipowicz, K.
West Pomeranian University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Mechatronics, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, krzysztof.filipowicz@zut.edu.pl,
Abstrakty : Article presents attempt of identification of technological problems in machining of resilient wheelsets on wheel- turning lathes with friction drive. Main part of presented research was modelling of machined wheel using finite elements method in conditions of load with forces measured during machining of railway wheelsets. Presented research is a part of works performed in order to enable regeneration of tyre profiles of resilient wheelsets using wheel-turning lathes with friction drive, which are commonly used nowadays for machining heavy railway wheelsets.

W pracy prowadzono analizę wyników próby identyfikacji problemów występujących podczas obróbki zestawów kołowych z wkładkami elastycznymi na tokarkach kołowych z napędem ciernym. Przedstawiono wyniki procesu modelowania obrabianego koła za pomocą metody elementów skończonych w warunkach obciążenia. Wartości siły kreślono podczas obróbki kół kolejowych. Badania są częścią prac prowadzonych w celu ustalenia warunków procesu regeneracji profili jezdnych obręczy zestawów kołowych tramwajowych z wkładkami elastycznymi przy użyciu tokarek kołowych z napędem ciernym. Obrabiarki te są obecnie stosowane do obróbki kół kolejowych.

Słowa kluczowe : zestaw kołowy, metoda elementów skończonych, MES (metoda elementów skończonych), toczenie, technologia, resilient wheel, finite element method, FEM, turning, technology,
Wydawnictwo : Komitet Budowy Maszyn PAN
Rocznik : 2012
Numer : Vol. 36, nr 1
Strony : 55 – 63
Bibliografia : 1 Poradnik inżyniera – Obróbka skrawaniem. Tom II. WNT, Warszawa 2000.
2 J. DMOCHOWSKI: Podstawy obróbki skrawaniem. PWN, Warszawa 1983.
3 E. GÓRSKI: Poradnik frezera. WNT, Warszawa 2000.
4 W. GRZESIK: Podstawy skrawania materiałów metalowych. WNT, Warszawa 1998.
5 W. OLSZAK: Obróbka skrawaniem i narzędzia. Wydawnictwo Politechniki Szczecińskiej, Szczecin 2001.
6 O.C. ZIENKIEWICZ, R.L. TAYLOR, J.Z. ZHU: The Finite element method: its basis and fundamentals. Elsevier Buterrworth-Heinemann, Oxford 2005.
DOI :
Cytuj : Zębala, W. ,Pobożniak, J. ,Nowak, M. ,Majda, P. ,Filipowicz, K. , Technological problems in machining of resilient wheelsets on wheel-turning lathes with friction drive. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 36, nr 1/2012

PL Problemy technologiczne w obróbce zestawów kołowych z wkładkami elastycznymi na tokarkach kołowych z napędem ciernym

Journal : Advances in Manufacturing Science and Technology
Article : Technological problems in machining of resilient wheelsets on wheel-turning lathes with friction drive

Authors :
Zębala, W.
Cracow University of Technology, Production Engineering Institute, al. Jana Pawła II 37, 31-864 Kraków, Poland, zebala@mech.pk.edu.pl,
Pobożniak, J.
Production Engineering Institute, Cracow University of Technology, al. Jana Pawła II 37a, 31-864 Cracow, Poland, phone (48 12) 428-32-62, Fax: (48 12) 648 20 10, pobozniak@mech.pk.edu.pl,
Nowak, M.
West Pomeranian University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Mechatronics, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, mnowak@zut.edu.pl,
Majda, P.
West Pomeranian University of Technology, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Pawel.Majda@zut.edu.pl,
Filipowicz, K.
West Pomeranian University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Mechatronics, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, krzysztof.filipowicz@zut.edu.pl,
Abstract : Article presents attempt of identification of technological problems in machining of resilient wheelsets on wheel- turning lathes with friction drive. Main part of presented research was modelling of machined wheel using finite elements method in conditions of load with forces measured during machining of railway wheelsets. Presented research is a part of works performed in order to enable regeneration of tyre profiles of resilient wheelsets using wheel-turning lathes with friction drive, which are commonly used nowadays for machining heavy railway wheelsets.

W pracy prowadzono analizę wyników próby identyfikacji problemów występujących podczas obróbki zestawów kołowych z wkładkami elastycznymi na tokarkach kołowych z napędem ciernym. Przedstawiono wyniki procesu modelowania obrabianego koła za pomocą metody elementów skończonych w warunkach obciążenia. Wartości siły kreślono podczas obróbki kół kolejowych. Badania są częścią prac prowadzonych w celu ustalenia warunków procesu regeneracji profili jezdnych obręczy zestawów kołowych tramwajowych z wkładkami elastycznymi przy użyciu tokarek kołowych z napędem ciernym. Obrabiarki te są obecnie stosowane do obróbki kół kolejowych.

Keywords : zestaw kołowy, metoda elementów skończonych, MES (metoda elementów skończonych), toczenie, technologia, resilient wheel, finite element method, FEM, turning, technology,
Publishing house : Komitet Budowy Maszyn PAN
Publication date : 2012
Number : Vol. 36, nr 1
Page : 55 – 63

Bibliography
: 1 Poradnik inżyniera – Obróbka skrawaniem. Tom II. WNT, Warszawa 2000.
2 J. DMOCHOWSKI: Podstawy obróbki skrawaniem. PWN, Warszawa 1983.
3 E. GÓRSKI: Poradnik frezera. WNT, Warszawa 2000.
4 W. GRZESIK: Podstawy skrawania materiałów metalowych. WNT, Warszawa 1998.
5 W. OLSZAK: Obróbka skrawaniem i narzędzia. Wydawnictwo Politechniki Szczecińskiej, Szczecin 2001.
6 O.C. ZIENKIEWICZ, R.L. TAYLOR, J.Z. ZHU: The Finite element method: its basis and fundamentals. Elsevier Buterrworth-Heinemann, Oxford 2005.
DOI :
Qute : Zębala, W. ,Pobożniak, J. ,Nowak, M. ,Majda, P. ,Filipowicz, K. ,Filipowicz, K. , Technological problems in machining of resilient wheelsets on wheel-turning lathes with friction drive. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 36, nr 1/2012
[Top]

Modeling and analysis of free vibration of steel-concrete composite beams by finite element method

Czasopismo : Advances in Manufacturing Science and Technology
Tytuł artykułu : Modeling and analysis of free vibration of steel-concrete composite beams by finite element method

Autorzy :
Grzesik, W.
Opole University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Mikołajczyka 5, 45-271 Opole, Poland. Phone (+48, 77) 4006290, Fax: (+48, 77) 4006342, w.grzesik@po.opole.pl,
Zębala, W.
Cracow University of Technology, Institute of Production Engineering, Jana Pawła II 37, 31-864 Kraków, Poland, zebala@mech.pk.edu.pl,
Skawiński, P.
Warsaw University of Technology, Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering, 02-524 Warsaw, Narbutta 84, psk@simr.pw.edu.pl,
Czánová, T.
Department of Machining and Manufacturing Technology, Faculty of Mechanical Engineering, University of Žilina, Univerzitná 8215/1, 010 26 Žilina, Slovakia, jozef.pilc@fstroj.uniza.sk,
Niżankowski, C.
Cracow University of Technology, Production Engineering Institute, Cracow, Jana Pawła II 36, phone: (48) 12 374 32 87, nizan@mech.pk.edu.pl,
Pajor, M.
West Pomeranian University of Technology in Szczecin, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Manufacturing Engineering, Piastów 19, 70-310 Szczecin, Jacek.Zaplata@zut.edu.pl,
Wróblewski, T.
West Pomeranian University of Technology of Szczecin, Faculty of Civil Engineering and Architecture, Piastów 50, 70-311 Szczecin, Stefan.Berczynski@zut.edu.pl,
Abstrakty : Most technological machines generate vibrations which are transferred to either support systems or foundations. To ensure an object's safe operation, it is necessary to have adequate knowledge about dynamic properties of both machines and a supporting construction. A steel-concrete composite floor is an example of a supporting construction. It consists of steel beams connected with a reinforced concrete slab in a way that enables mating of both elements. This paper presents a discreet model of a steel-concrete composite beam that takes into account flexibility of the connection. An analysis of the beam's natural vibrations was conducted and the results were compared with those of experimental studies. Tests were performed on two sets of beams. In the first group of beams B1 a connection that consisted of steel stud connectors was used whereas perforated steel slats was used in the second groups of beams B2. The present paper is a report from the analysis that was conducted on the beams from group B2. The beam model was developed on Abaqus platform using deformable finite element method. Matlab system was used for the analysis and its environment was applied to control the model development and to identify the model's selected parameters. The beam model was made in two versions that differ in the approach to modelling connection. The developed model, after parameter identification, yields highly consistent results with those of experimental tests.

Większość urządzeń technicznych wytwarza drgania, które przekazywane są na konstrukcje wsporcze lub fundamenty. W celu zapewnienia bezpiecznej eksploatacji obiektu niezbędne jest uwzględnienie właściwości dynamicznych zarówno maszyn, jak i konstrukcji wsporczej. Konstrukcją wsporczą jest na przykład stalowo-betonowy strop zespolony. Składa się z belek stalowych połączonych z płytą żelbetową w sposób umożliwiający współpracę obydwu tych elementów. W artykule przedstawiono model obliczeniowy stalowo-betonowej belki zespolonej uwzględniający podatność zespolenia. Prowadzono analizę jej drgań własnych i jej wyniki porównano z wynikami wykonanych badań doświadczalnych dla dwóch grup belek. W pierwszej grupie B1 stosowano zespolenie stalowymi sworzniami zespalającymi. W drugiej natomiast B2 stosowano zespolenie stalowymi listwami perforowanymi. W pracy analizie poddano belki z grupy B2. Model belki opracowano w systemie Abaqus wykorzystującym metodę odkształcalnych elementów skończonych. Do analizy stosowano oprogramowanie Matlab sterowania procesem przygotowania modelu oraz identyfikacją wybranych jego parametrów. Model belki opracowano w dwóch wersjach różniących się sposobem modelowania zespolenia. Użyto go także do identyfikacji parametrów. Uzyskano wyniki symulacji częstotliwości drgań o dużej zgodności z wynikami badań doświadczalnych.

Słowa kluczowe : konstrukcja zespolona, identyfikacja parametrów, ABAQUS, MATLAB, SPRING2, metoda elementów skończonych, MES (metoda elementów skończonych), composite structure, parameters identification, ABAQUS, Matlab, SPRING2, finite element method, FEM,
Wydawnictwo : Komitet Budowy Maszyn PAN
Rocznik : 2012
Numer : Vol. 36, nr 4
Strony : 85 – 96
Bibliografia : 1 G. BISCONTIN, A. MORASSI, P. WENDEL: Vibrations of steel-concrete composite beams. Journal of Vibration and Control, 6(2000), 691-714.
2 M. DILENA, A. MORASSI: A damage analysis of steel-concrete composite beams via dynamic methods: Part II. Analitical models and damage detection. Journal of Vibration and Control, 9(2003), 529-565.
3 M. DILENA, A. MORASSI: Experimental modal analysis of steel concrete composite beams with partially damaged connection. Journal of Vibration and Control 10(2004), 897-913.
4 S. BERCZYŃSKI, Т. WRÓBLEWSKI: Vibration of steel-concrete composite beams using the Timoshenko beam model. Journal of Vibration and Control, 11(2005), 829-848.
5 S. BERCZYŃSKI, Т. WRÓBLEWSKI: Experimental Verification of Natural Vibration Models of Steel-concrete Composite beams. Journal of Vibration and Control, 16(2010), 2057-2081.
6 S. BERCZYŃSKI, P. GUTOWSKI, YU. KRAVTSOV, M. CHODŹKO: Estimation of nonlinear models' parameters of machine tool supporting systems using complete vibration test data. Advances in Manufacturing Science and Technology, 34(2010)4, 5-22.
7 S. BERCZYŃSKI, P. GUTOWSKI, YU. KRAVTSOV, M. CHODŹKO: Estimation of nonlinear models' parameters of machine tool supporting systems using incomplete vibration test data. Advances in Manufacturing Science and Technology, 35(2011)3, 5-18.
8 N. GATTESCO: Analytical modeling of nonlinear behavior of composite beams with deformable connection. Journal of Constructional Steel Research, 52(1999), 195-218.
9 Y.L. PI, M.A. BRADFORD, В. UY: Second order nonlinear inelastic analysis of composite steel-concrete members. II: Applications. Journal of Structural Engineering, 132(2006)5, 762-771.
10 W.S. SZAJNA: Numeryczny model stalowo-żelbetowego dźwigara zespolonego. Mat. VI Konf. Naukowej “Konstrukcje Zespolone”, Zielona Góra 2002, 175-182.
11 A. MADAJ: Sztywność giętna stalowo betonowego przekroju zespolonego z rozciąganą częścią betonową. Mat. Konf. Naukowo-Technicznej “Mosty zespolone”, Kraków 1998, 233-242.
12V. THEVENDRAN, N.E. SHANMUGAM, S. CHEN, J.Y. RICHARD LIEW: Experimental study on steel-concrete composite beams curved in Plan. Finite Elements in Analysis and Design, 32(2000), 125-139.
13 A. PRAKASH, N. ANANDAVALLI, C.K. MADHESWARAN, J. RAJASAN-KAR, N. LAKSHMANAN: Three Dimensional FE Model of Stud Connected Steel-Concrete Composite Girders Subjected to Monotonic Loading. Int. Journal of Mechanics and Applications, 1(2011)1, 1-11.
14 G. VASDRAVELLIS, B. UY, E.L. TAN, B. KIRKLAND: The effects of axial tension on the hogging-moment regions of composite beams. Journal of Constructional Steel Research, 68(2012)1, 20-33.
15 O. MIRZA, В. UY: Behaviour of headed stud shear connectors for composite steel-concrete beams at elevated temperatures. Journal of Constructional Steel Research, 65(2009), 662-674.
16 F.D. QUEIROZ, P.C.G.S. VELLASCO, D.A. NETHERCOT: Finite element modelling of composite beams with full and partial shear connection. Journal of Constructional Steel Research, 63(2007)4, 505-521.
17 K. BASKAR, N.E. SHANMUNGAM, V. THEVENDRAN: Finite – Element analysis of steel – concrete composite plate girder. Journal of Structural Engineering,, 9(2002), 1158-1168.
18 Y. LUO, A. LI, Z. KANG: Parametric study of bonded steel-concrete composite beams by using finite element analysis. Engineering Structures, 34(2012), 40-51.
DOI :
Cytuj : Grzesik, W. ,Zębala, W. ,Skawiński, P. ,Czánová, T. ,Niżankowski, C. ,Pajor, M. ,Wróblewski, T. , Modeling and analysis of free vibration of steel-concrete composite beams by finite element method. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 36, nr 4/2012
[Top]

PL Modelowanie i analiza drgań własnych stalowo-betonowych belek zespolonych metodą elementów skończonych

Journal : Advances in Manufacturing Science and Technology
Article : Modeling and analysis of free vibration of steel-concrete composite beams by finite element method

Authors :
Grzesik, W.
Opole University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Mikołajczyka 5, 45-271 Opole, Poland. Phone (+48, 77) 4006290, Fax: (+48, 77) 4006342, w.grzesik@po.opole.pl,
Zębala, W.
Cracow University of Technology, Institute of Production Engineering, Jana Pawła II 37, 31-864 Kraków, Poland, zebala@mech.pk.edu.pl,
Skawiński, P.
Warsaw University of Technology, Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering, 02-524 Warsaw, Narbutta 84, psk@simr.pw.edu.pl,
Czánová, T.
Department of Machining and Manufacturing Technology, Faculty of Mechanical Engineering, University of Žilina, Univerzitná 8215/1, 010 26 Žilina, Slovakia, jozef.pilc@fstroj.uniza.sk,
Niżankowski, C.
Cracow University of Technology, Production Engineering Institute, Cracow, Jana Pawła II 36, phone: (48) 12 374 32 87, nizan@mech.pk.edu.pl,
Pajor, M.
West Pomeranian University of Technology in Szczecin, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Manufacturing Engineering, Piastów 19, 70-310 Szczecin, Jacek.Zaplata@zut.edu.pl,
Wróblewski, T.
West Pomeranian University of Technology of Szczecin, Faculty of Civil Engineering and Architecture, Piastów 50, 70-311 Szczecin, Stefan.Berczynski@zut.edu.pl,
Abstract : Most technological machines generate vibrations which are transferred to either support systems or foundations. To ensure an object's safe operation, it is necessary to have adequate knowledge about dynamic properties of both machines and a supporting construction. A steel-concrete composite floor is an example of a supporting construction. It consists of steel beams connected with a reinforced concrete slab in a way that enables mating of both elements. This paper presents a discreet model of a steel-concrete composite beam that takes into account flexibility of the connection. An analysis of the beam's natural vibrations was conducted and the results were compared with those of experimental studies. Tests were performed on two sets of beams. In the first group of beams B1 a connection that consisted of steel stud connectors was used whereas perforated steel slats was used in the second groups of beams B2. The present paper is a report from the analysis that was conducted on the beams from group B2. The beam model was developed on Abaqus platform using deformable finite element method. Matlab system was used for the analysis and its environment was applied to control the model development and to identify the model's selected parameters. The beam model was made in two versions that differ in the approach to modelling connection. The developed model, after parameter identification, yields highly consistent results with those of experimental tests.

Większość urządzeń technicznych wytwarza drgania, które przekazywane są na konstrukcje wsporcze lub fundamenty. W celu zapewnienia bezpiecznej eksploatacji obiektu niezbędne jest uwzględnienie właściwości dynamicznych zarówno maszyn, jak i konstrukcji wsporczej. Konstrukcją wsporczą jest na przykład stalowo-betonowy strop zespolony. Składa się z belek stalowych połączonych z płytą żelbetową w sposób umożliwiający współpracę obydwu tych elementów. W artykule przedstawiono model obliczeniowy stalowo-betonowej belki zespolonej uwzględniający podatność zespolenia. Prowadzono analizę jej drgań własnych i jej wyniki porównano z wynikami wykonanych badań doświadczalnych dla dwóch grup belek. W pierwszej grupie B1 stosowano zespolenie stalowymi sworzniami zespalającymi. W drugiej natomiast B2 stosowano zespolenie stalowymi listwami perforowanymi. W pracy analizie poddano belki z grupy B2. Model belki opracowano w systemie Abaqus wykorzystującym metodę odkształcalnych elementów skończonych. Do analizy stosowano oprogramowanie Matlab sterowania procesem przygotowania modelu oraz identyfikacją wybranych jego parametrów. Model belki opracowano w dwóch wersjach różniących się sposobem modelowania zespolenia. Użyto go także do identyfikacji parametrów. Uzyskano wyniki symulacji częstotliwości drgań o dużej zgodności z wynikami badań doświadczalnych.

Keywords : konstrukcja zespolona, identyfikacja parametrów, ABAQUS, MATLAB, SPRING2, metoda elementów skończonych, MES (metoda elementów skończonych), composite structure, parameters identification, ABAQUS, Matlab, SPRING2, finite element method, FEM,
Publishing house : Komitet Budowy Maszyn PAN
Publication date : 2012
Number : Vol. 36, nr 4
Page : 85 – 96

Bibliography
: 1 G. BISCONTIN, A. MORASSI, P. WENDEL: Vibrations of steel-concrete composite beams. Journal of Vibration and Control, 6(2000), 691-714.
2 M. DILENA, A. MORASSI: A damage analysis of steel-concrete composite beams via dynamic methods: Part II. Analitical models and damage detection. Journal of Vibration and Control, 9(2003), 529-565.
3 M. DILENA, A. MORASSI: Experimental modal analysis of steel concrete composite beams with partially damaged connection. Journal of Vibration and Control 10(2004), 897-913.
4 S. BERCZYŃSKI, Т. WRÓBLEWSKI: Vibration of steel-concrete composite beams using the Timoshenko beam model. Journal of Vibration and Control, 11(2005), 829-848.
5 S. BERCZYŃSKI, Т. WRÓBLEWSKI: Experimental Verification of Natural Vibration Models of Steel-concrete Composite beams. Journal of Vibration and Control, 16(2010), 2057-2081.
6 S. BERCZYŃSKI, P. GUTOWSKI, YU. KRAVTSOV, M. CHODŹKO: Estimation of nonlinear models' parameters of machine tool supporting systems using complete vibration test data. Advances in Manufacturing Science and Technology, 34(2010)4, 5-22.
7 S. BERCZYŃSKI, P. GUTOWSKI, YU. KRAVTSOV, M. CHODŹKO: Estimation of nonlinear models' parameters of machine tool supporting systems using incomplete vibration test data. Advances in Manufacturing Science and Technology, 35(2011)3, 5-18.
8 N. GATTESCO: Analytical modeling of nonlinear behavior of composite beams with deformable connection. Journal of Constructional Steel Research, 52(1999), 195-218.
9 Y.L. PI, M.A. BRADFORD, В. UY: Second order nonlinear inelastic analysis of composite steel-concrete members. II: Applications. Journal of Structural Engineering, 132(2006)5, 762-771.
10 W.S. SZAJNA: Numeryczny model stalowo-żelbetowego dźwigara zespolonego. Mat. VI Konf. Naukowej “Konstrukcje Zespolone”, Zielona Góra 2002, 175-182.
11 A. MADAJ: Sztywność giętna stalowo betonowego przekroju zespolonego z rozciąganą częścią betonową. Mat. Konf. Naukowo-Technicznej “Mosty zespolone”, Kraków 1998, 233-242.
12V. THEVENDRAN, N.E. SHANMUGAM, S. CHEN, J.Y. RICHARD LIEW: Experimental study on steel-concrete composite beams curved in Plan. Finite Elements in Analysis and Design, 32(2000), 125-139.
13 A. PRAKASH, N. ANANDAVALLI, C.K. MADHESWARAN, J. RAJASAN-KAR, N. LAKSHMANAN: Three Dimensional FE Model of Stud Connected Steel-Concrete Composite Girders Subjected to Monotonic Loading. Int. Journal of Mechanics and Applications, 1(2011)1, 1-11.
14 G. VASDRAVELLIS, B. UY, E.L. TAN, B. KIRKLAND: The effects of axial tension on the hogging-moment regions of composite beams. Journal of Constructional Steel Research, 68(2012)1, 20-33.
15 O. MIRZA, В. UY: Behaviour of headed stud shear connectors for composite steel-concrete beams at elevated temperatures. Journal of Constructional Steel Research, 65(2009), 662-674.
16 F.D. QUEIROZ, P.C.G.S. VELLASCO, D.A. NETHERCOT: Finite element modelling of composite beams with full and partial shear connection. Journal of Constructional Steel Research, 63(2007)4, 505-521.
17 K. BASKAR, N.E. SHANMUNGAM, V. THEVENDRAN: Finite – Element analysis of steel – concrete composite plate girder. Journal of Structural Engineering,, 9(2002), 1158-1168.
18 Y. LUO, A. LI, Z. KANG: Parametric study of bonded steel-concrete composite beams by using finite element analysis. Engineering Structures, 34(2012), 40-51.
DOI :
Qute : Grzesik, W. ,Zębala, W. ,Skawiński, P. ,Czánová, T. ,Niżankowski, C. ,Pajor, M. ,Wróblewski, T. ,Wróblewski, T. , Modeling and analysis of free vibration of steel-concrete composite beams by finite element method. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 36, nr 4/2012
[Top]

Using FEM in prediction of chip shape and cutting force when drilling materials with difficult machinability

Czasopismo : Advances in Manufacturing Science and Technology
Tytuł artykułu : Using FEM in prediction of chip shape and cutting force when drilling materials with difficult machinability

Autorzy :
Berczyński, S.
Department of Mechanical Engineering and Mechatronics, West Pomeranian University of Technology, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Poland, Stefan.Berczynski@zut.edu.pl,
Roud, P.
Department of Machining Technology, University of West Bohemia, Univerzitní 8, 306 14 Pilsen, roudp@kto.zcu.cz,
Abstrakty : This paper is focused on using finite element method (FEM) in process of cutting tool design. In this paper the FEM is employed on solid twist drill design. Especially on selection of a point angle. Therefore two models of solid twist drill with different point angles were created using CAD software CATIA V5. These models were analyzed using commercially available FEM code AdvantEdge FEM. The main observed parameters were a chip shape and a magnitude of cutting forces. In order to evaluate a performance of real solid twist drill prototype experimental measurement has been conducted. The chips produced by real twist drill prototype were collected and cutting forces were measured by 4-component piezoelectric dynamometer KISTLER type 9272. These data were compared with results from numerical analysis in order to evaluate the accuracy of numerical analysis.

W artykule przedstawiono wyniki modelowania numerycznego procesu projektowania narzędzi skrawających z zastosowaniem metody elementów skończonych FEM. Stosowano metodę obliczeń FEM w projektowaniu wiertła krętego. Wykonano obliczenia dla określonych wartości kąta wierzchołkowego. Wyznaczono do obliczeń dwa modele wiertła krętego o różnych wartościach kąta wierzchołkowego, używając oprogramowania CAD CATIA V5. Przeprowadzono analizę modeli, przy zastosowaniu kodu FEM AdvantEdge. Głównymi parametrami procesu skrawania był kształt wióra oraz wartości siły skrawania. Przeprowadzono próbę wiercenia, ustalono wydajności wiertła w procesie skrawania. Dokonano oceny wiórów oraz przeprowadzono pomiar wartości siły skrawania z użyciem dynamometru piezoelektrycznego KISTLER 9272. Wyniki badań doświadczalnych były podstawą oceny jakości opracowanego modelu stosowanego w pozostałych obliczeniach.

Słowa kluczowe : metoda elementów skończonych, MES (metoda elementów skończonych), wiertło kręte, projektowanie narzędzi skrawających, analiza numeryczna, finite element method, FEM, twist drill, cutting tools design, numerical analysis,
Wydawnictwo : Komitet Budowy Maszyn PAN
Rocznik : 2011
Numer : Vol. 35, nr 3
Strony : 19 – 29
Bibliografia : 1 F. KLOCKE, T. BECK, S. HOPPE, T. KRIEG, N. MÜLLER, T. NOTHE, H.W. RAEH, K. SWEENY: Examples of FEM in manufacturing technology. Journal of Materials Processing Technology, 120(2002), 450-457.
2 E. CERRETI, M. FALLBÖHMER, W.T. WU, T. ALTAN: Application of 2D FEM in orthogonal metal cutting. Journal of Materials Processing Technology, 59(1996), 169-180.
3 Z. LIANGCHI: On the separation criteria in simulation of orthogonal metal cutting using finite element method. Journal of Materials Processing Technology, 89-90(1999), 273-278.
4 A. SHIH, R. LI: Finite element modeling of high throughput drilling of ТІ6Аl4V. Transaction of NAMRI/SME, 35(2007), 73-80.
5 J. KIM, V.M. MARINOV, D. KIM: Built-up edge analysis of orthogonal cutting by visco-plastic finite element method. Journal of Materials Processing Technology, 71(1997), 367-372.
6 T.D. MARUSICH, S. USUI, J. MA, D.A. STEPHENSON: Finite element modeling of drilling procesess with solid and indexable tooling in metal and stack-ups, www.thirdwavesys.com .
7 A. SHIH, R. LI: Finite element modeling of 3D turning of titanium. Inter. Journal of Advanced Manufacturing Technology, 29(2006), 253-261.
DOI :
Cytuj : Berczyński, S. ,Roud, P. , Using FEM in prediction of chip shape and cutting force when drilling materials with difficult machinability. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 35, nr 3/2011
[Top]

PL Zastosowanie metody FEM w modelowaniu kształtu wióra oraz siły skrawania w procesie wiercenia materiałów trudno skrawalnych

Journal : Advances in Manufacturing Science and Technology
Article : Using FEM in prediction of chip shape and cutting force when drilling materials with difficult machinability

Authors :
Berczyński, S.
Department of Mechanical Engineering and Mechatronics, West Pomeranian University of Technology, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Poland, Stefan.Berczynski@zut.edu.pl,
Roud, P.
Department of Machining Technology, University of West Bohemia, Univerzitní 8, 306 14 Pilsen, roudp@kto.zcu.cz,
Abstract : This paper is focused on using finite element method (FEM) in process of cutting tool design. In this paper the FEM is employed on solid twist drill design. Especially on selection of a point angle. Therefore two models of solid twist drill with different point angles were created using CAD software CATIA V5. These models were analyzed using commercially available FEM code AdvantEdge FEM. The main observed parameters were a chip shape and a magnitude of cutting forces. In order to evaluate a performance of real solid twist drill prototype experimental measurement has been conducted. The chips produced by real twist drill prototype were collected and cutting forces were measured by 4-component piezoelectric dynamometer KISTLER type 9272. These data were compared with results from numerical analysis in order to evaluate the accuracy of numerical analysis.

W artykule przedstawiono wyniki modelowania numerycznego procesu projektowania narzędzi skrawających z zastosowaniem metody elementów skończonych FEM. Stosowano metodę obliczeń FEM w projektowaniu wiertła krętego. Wykonano obliczenia dla określonych wartości kąta wierzchołkowego. Wyznaczono do obliczeń dwa modele wiertła krętego o różnych wartościach kąta wierzchołkowego, używając oprogramowania CAD CATIA V5. Przeprowadzono analizę modeli, przy zastosowaniu kodu FEM AdvantEdge. Głównymi parametrami procesu skrawania był kształt wióra oraz wartości siły skrawania. Przeprowadzono próbę wiercenia, ustalono wydajności wiertła w procesie skrawania. Dokonano oceny wiórów oraz przeprowadzono pomiar wartości siły skrawania z użyciem dynamometru piezoelektrycznego KISTLER 9272. Wyniki badań doświadczalnych były podstawą oceny jakości opracowanego modelu stosowanego w pozostałych obliczeniach.

Keywords : metoda elementów skończonych, MES (metoda elementów skończonych), wiertło kręte, projektowanie narzędzi skrawających, analiza numeryczna, finite element method, FEM, twist drill, cutting tools design, numerical analysis,
Publishing house : Komitet Budowy Maszyn PAN
Publication date : 2011
Number : Vol. 35, nr 3
Page : 19 – 29

Bibliography
: 1 F. KLOCKE, T. BECK, S. HOPPE, T. KRIEG, N. MÜLLER, T. NOTHE, H.W. RAEH, K. SWEENY: Examples of FEM in manufacturing technology. Journal of Materials Processing Technology, 120(2002), 450-457.
2 E. CERRETI, M. FALLBÖHMER, W.T. WU, T. ALTAN: Application of 2D FEM in orthogonal metal cutting. Journal of Materials Processing Technology, 59(1996), 169-180.
3 Z. LIANGCHI: On the separation criteria in simulation of orthogonal metal cutting using finite element method. Journal of Materials Processing Technology, 89-90(1999), 273-278.
4 A. SHIH, R. LI: Finite element modeling of high throughput drilling of ТІ6Аl4V. Transaction of NAMRI/SME, 35(2007), 73-80.
5 J. KIM, V.M. MARINOV, D. KIM: Built-up edge analysis of orthogonal cutting by visco-plastic finite element method. Journal of Materials Processing Technology, 71(1997), 367-372.
6 T.D. MARUSICH, S. USUI, J. MA, D.A. STEPHENSON: Finite element modeling of drilling procesess with solid and indexable tooling in metal and stack-ups, www.thirdwavesys.com .
7 A. SHIH, R. LI: Finite element modeling of 3D turning of titanium. Inter. Journal of Advanced Manufacturing Technology, 29(2006), 253-261.
DOI :
Qute : Berczyński, S. ,Roud, P. ,Roud, P. , Using FEM in prediction of chip shape and cutting force when drilling materials with difficult machinability. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 35, nr 3/2011
[Top]

Wykorzystanie pomiarów niwelacyjnych w modelowaniu warunków górniczo-geologicznych na obszarze LGOM

Czasopismo : Acta Scientiarum Polonorum. Geodesia et Descriptio Terrarum
Tytuł artykułu : Wykorzystanie pomiarów niwelacyjnych w modelowaniu warunków górniczo-geologicznych na obszarze LGOM

Autorzy :
Sienkiewicz, M.
Katedra Geodezji Szczegółowej, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, monika.sienkiewicz@uwm.edu.pl,
Sudoł, E.
Instytut Górnictwa, Politechnika Wroclawska, ewa.kozlowska@pwr.wroc.pl,
Abstrakty : Skomplikowana budowa geologiczna spotęgowana dodatkowo występowaniem licznych zaburzeń tektonicznych struktury, a także wpływem wstrząsów sejsmicznych oraz robót strzałowych powoduje, że laboratoryjnie wyznaczone właściwości próbek skalnych wykorzystywane w modelowaniu MES mogą odbiegać od właściwości górotworu. W pracy przedstawiono sposób interpretacji fizycznego modelu MES górotworu w oparciu o pomiary niwelacji precyzyjnej oraz analizę odwrotną. Fizyczny model górotworu określono, bazując głównie na wynikach badań laboratoryjnych właściwości skał tworzących górotwór. Ze względu na dużą niejednorodność zarówno litologiczną, fizycznomechaniczną, jak i tektoniczną górotworu LGOM zaproponowano zastosowanie analizy wstecz. Polega ona na wprowadzeniu poprawek do laboratoryjnie wyznaczonych współczynników skał wyznaczonych na podstawie dopasowania obliczonego modelu do wyników pomiarów niwelacyjnych. Uzyskane rezultaty analiz wykorzystane zostaną do określenia efektywności modelowania MES oraz przyczynią się do rozpoznania mechanizmu deformacji pionowych powierzchni górotworu w niejednorodnych strefach tektonicznych.

Deformation analysis of mines area includes geometrical analysis and physical interpretation. The most critical problem in modeling and predicting deformations is to obtain real characteristics of material because of very different rock – mass properties and tectonic activity. This paper present the method of interpretation of physical finite element method’s modeling by using precise leveling and back analysis. Physical model was built by using laboratory research of parameters characterizing rock – mass properties. Using the back analysis the material parameters of the observed area can by correcting by using the results of precise leveling. The analysis permits to identify the deformation mechanism and to verify the in-situ parameters and explain the cause of deformation in case of irregular behavior of area.

Słowa kluczowe : LGOM Lubińsko-Głogowski Okręg Miedziowy, niwelacja, metoda elementów skończonych, LGOM, faults, levelinge, FEM,
Wydawnictwo : Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu
Rocznik : 2009
Numer : Vol. 8, nr 3
Strony : 13 – 22
Bibliografia : Bielawa K., Motowidło A., 1990. Wycieczka IV – Strefa uskoku Głównego Rudnej w kopalni Rudna, Materiały Sesji “Problemy Tektoniki LGOM”, Lubin.
red. Butra J., Kicki J., 2003. Ewolucja technologii eksploatacji złóż rud miedzi w polskich kopalniach, Kraków.
Cyrul T., 1999. Zachowanie pokrytyczne skał w profilu litotlogicznym złoża LGOM, Rudy i Metale Nieżelazne 1999 nr 12.
Kijewski P., Lis J., 1981. Mechaniczne własności piaskowców białego spągowca. Rudy i Metale. 1981, nr 4.
Kłeczek Z., 1994. Geomechanika górnicza, Katowice
Kunsz N., 1980. Analiza własności fizykochemicznych skał na tle rozwoju litologicznego w mono-klinie przedsudeckiej, Politechnika Śląska, Gliwice.
Mizerski W., 2002. Geologia Polski dla geografów,Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
Monografia KGHM Polska Mied SA, Lubin, 1996.
Mróz Z., Nawrocki P., 1989. Deformation and stability of an elasto-plastic softening pillar. Rock Mechanics and Rock Enginieering. Vol 22. Springer – Verlag.
Pietruszczak S. Mróz Z., 1980. Numerical Analysis of Elastic-Plastic Compression of Pillars Accounting for Material Hardening and Softening. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr. Vol.17, Pergamon Press Ltd.
Siriwardane H.J., 1985. A numerical procedure for predictin of subsidence caused by longwall mining, 5th Conf. on Numerical Methods in Geomechanics, Nagoya 1985.
Szostak-Chrzanowski A., Chrzanowski A., Massiera M., 2005. Use of deformation monitoring results In solving geomechanical problems – case studiem, Elsevier, Engineering Geology, 79, 3-12.
Szostak-Chrzanowski A., Ortiz E., Chrzanowski A., 2006. Integration of in – situ data with modeling of ground subsidence in oil fields, 2006, Geokinematischer Tag, Heft 2006-1, 416-426.
Szostak-Chrzanowski A., Massiera M., Chrzanowski A., 2007. Analysis of deformations of large earth dams, Journal of Applied Geodesy, 1, 81-89.
Szostak-Chrzanowski A., Chrzanowski A., Deng N., Bazanowski M., 2008. Design and analysis of multi – sensor deformation detection system, Journal of Applied Geodesy, 2, 205-211.
Tajduś A., Całka M., 2002. O możliwości powstawania pionowych rozwarstwień stropu nad wyrobiskami komorowymi w LGOM, XXV Zimowa Szkoła Mechaniki Górotworu (referat w formacie MS Word).
Tajduś K., 2008. Określenie wartości parametrów odkształceniowych górotworu uwarstwionego w rejonie wpływów eksploatacji górniczej, praca doktorska, Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie.
Walaszczyk J., Barnat A., Hachaj S., 1999. Fizyczny model obliczeniowy MES w odniesieniu do warunków górniczo-geologicznych LGOM, XXII Zimowa Szkoła Mechaniki Górotworu, Wrocław, 281-289.
Zagrajek T., Krzesiński G., Marek P., 2006. Metoda elementów skończonych w mechanice konstrukcji, Warszawa.
Zorychta A., 2000. Wpływ czynników geotechnicznych na zagrożenie tąpaniami w kopalniach LGOM, Cuprum: Czasopismo Naukowo-Techniczne Górnictwa Rud.
Zorychta A., 2001. Wpływ zaburzeń uskokowych na kształtowanie się zagrożenia tąpaniami w kopalniach LGOM, Cuprum: Czasopismo Naukowo-Techniczne Górnictwa Rud.
DOI :
Cytuj : Sienkiewicz, M. ,Sudoł, E. , Wykorzystanie pomiarów niwelacyjnych w modelowaniu warunków górniczo-geologicznych na obszarze LGOM. Acta Scientiarum Polonorum. Geodesia et Descriptio Terrarum Vol. 8, nr 3/2009
[Top]

Using the leveling measurement in modeling of mining and geological parameters on LGOM Area

Journal : Acta Scientiarum Polonorum. Geodesia et Descriptio Terrarum
Article : Wykorzystanie pomiarów niwelacyjnych w modelowaniu warunków górniczo-geologicznych na obszarze LGOM

Authors :
Sienkiewicz, M.
Katedra Geodezji Szczegółowej, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, monika.sienkiewicz@uwm.edu.pl,
Sudoł, E.
Instytut Górnictwa, Politechnika Wroclawska, ewa.kozlowska@pwr.wroc.pl,
Abstract : Skomplikowana budowa geologiczna spotęgowana dodatkowo występowaniem licznych zaburzeń tektonicznych struktury, a także wpływem wstrząsów sejsmicznych oraz robót strzałowych powoduje, że laboratoryjnie wyznaczone właściwości próbek skalnych wykorzystywane w modelowaniu MES mogą odbiegać od właściwości górotworu. W pracy przedstawiono sposób interpretacji fizycznego modelu MES górotworu w oparciu o pomiary niwelacji precyzyjnej oraz analizę odwrotną. Fizyczny model górotworu określono, bazując głównie na wynikach badań laboratoryjnych właściwości skał tworzących górotwór. Ze względu na dużą niejednorodność zarówno litologiczną, fizycznomechaniczną, jak i tektoniczną górotworu LGOM zaproponowano zastosowanie analizy wstecz. Polega ona na wprowadzeniu poprawek do laboratoryjnie wyznaczonych współczynników skał wyznaczonych na podstawie dopasowania obliczonego modelu do wyników pomiarów niwelacyjnych. Uzyskane rezultaty analiz wykorzystane zostaną do określenia efektywności modelowania MES oraz przyczynią się do rozpoznania mechanizmu deformacji pionowych powierzchni górotworu w niejednorodnych strefach tektonicznych.

Deformation analysis of mines area includes geometrical analysis and physical interpretation. The most critical problem in modeling and predicting deformations is to obtain real characteristics of material because of very different rock – mass properties and tectonic activity. This paper present the method of interpretation of physical finite element method’s modeling by using precise leveling and back analysis. Physical model was built by using laboratory research of parameters characterizing rock – mass properties. Using the back analysis the material parameters of the observed area can by correcting by using the results of precise leveling. The analysis permits to identify the deformation mechanism and to verify the in-situ parameters and explain the cause of deformation in case of irregular behavior of area.

Keywords : LGOM Lubińsko-Głogowski Okręg Miedziowy, niwelacja, metoda elementów skończonych, LGOM, faults, levelinge, FEM,
Publishing house : Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu
Publication date : 2009
Number : Vol. 8, nr 3
Page : 13 – 22

Bibliography
: Bielawa K., Motowidło A., 1990. Wycieczka IV – Strefa uskoku Głównego Rudnej w kopalni Rudna, Materiały Sesji “Problemy Tektoniki LGOM”, Lubin.
red. Butra J., Kicki J., 2003. Ewolucja technologii eksploatacji złóż rud miedzi w polskich kopalniach, Kraków.
Cyrul T., 1999. Zachowanie pokrytyczne skał w profilu litotlogicznym złoża LGOM, Rudy i Metale Nieżelazne 1999 nr 12.
Kijewski P., Lis J., 1981. Mechaniczne własności piaskowców białego spągowca. Rudy i Metale. 1981, nr 4.
Kłeczek Z., 1994. Geomechanika górnicza, Katowice
Kunsz N., 1980. Analiza własności fizykochemicznych skał na tle rozwoju litologicznego w mono-klinie przedsudeckiej, Politechnika Śląska, Gliwice.
Mizerski W., 2002. Geologia Polski dla geografów,Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
Monografia KGHM Polska Mied SA, Lubin, 1996.
Mróz Z., Nawrocki P., 1989. Deformation and stability of an elasto-plastic softening pillar. Rock Mechanics and Rock Enginieering. Vol 22. Springer – Verlag.
Pietruszczak S. Mróz Z., 1980. Numerical Analysis of Elastic-Plastic Compression of Pillars Accounting for Material Hardening and Softening. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr. Vol.17, Pergamon Press Ltd.
Siriwardane H.J., 1985. A numerical procedure for predictin of subsidence caused by longwall mining, 5th Conf. on Numerical Methods in Geomechanics, Nagoya 1985.
Szostak-Chrzanowski A., Chrzanowski A., Massiera M., 2005. Use of deformation monitoring results In solving geomechanical problems – case studiem, Elsevier, Engineering Geology, 79, 3-12.
Szostak-Chrzanowski A., Ortiz E., Chrzanowski A., 2006. Integration of in – situ data with modeling of ground subsidence in oil fields, 2006, Geokinematischer Tag, Heft 2006-1, 416-426.
Szostak-Chrzanowski A., Massiera M., Chrzanowski A., 2007. Analysis of deformations of large earth dams, Journal of Applied Geodesy, 1, 81-89.
Szostak-Chrzanowski A., Chrzanowski A., Deng N., Bazanowski M., 2008. Design and analysis of multi – sensor deformation detection system, Journal of Applied Geodesy, 2, 205-211.
Tajduś A., Całka M., 2002. O możliwości powstawania pionowych rozwarstwień stropu nad wyrobiskami komorowymi w LGOM, XXV Zimowa Szkoła Mechaniki Górotworu (referat w formacie MS Word).
Tajduś K., 2008. Określenie wartości parametrów odkształceniowych górotworu uwarstwionego w rejonie wpływów eksploatacji górniczej, praca doktorska, Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie.
Walaszczyk J., Barnat A., Hachaj S., 1999. Fizyczny model obliczeniowy MES w odniesieniu do warunków górniczo-geologicznych LGOM, XXII Zimowa Szkoła Mechaniki Górotworu, Wrocław, 281-289.
Zagrajek T., Krzesiński G., Marek P., 2006. Metoda elementów skończonych w mechanice konstrukcji, Warszawa.
Zorychta A., 2000. Wpływ czynników geotechnicznych na zagrożenie tąpaniami w kopalniach LGOM, Cuprum: Czasopismo Naukowo-Techniczne Górnictwa Rud.
Zorychta A., 2001. Wpływ zaburzeń uskokowych na kształtowanie się zagrożenia tąpaniami w kopalniach LGOM, Cuprum: Czasopismo Naukowo-Techniczne Górnictwa Rud.
DOI :
Qute : Sienkiewicz, M. ,Sudoł, E. ,Sudoł, E. , Wykorzystanie pomiarów niwelacyjnych w modelowaniu warunków górniczo-geologicznych na obszarze LGOM. Acta Scientiarum Polonorum. Geodesia et Descriptio Terrarum Vol. 8, nr 3/2009
[Top]

Modelling of static properties of load-carrying system of machines tools using hybrid finite element method

Czasopismo : Advances in Manufacturing Science and Technology
Tytuł artykułu : Modelling of static properties of load-carrying system of machines tools using hybrid finite element method

Autorzy :
Bodnar, A.
Institute of Manufacturing Engineering, Szczecin University of Technology,
Jastrzębski, D.
Technical University of Szczecin, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Daniel.Jastrzebski@ps.pl,
Abstrakty : The paper presents a static analysis method for load-carrying systems of machine tools. Modelling concept, assumptions and theoretical fundamentals of the hybrid finite element method applied to the analysis of machine tool load-carrying systems are described.

W artykule przedstawiono metodę projektowych badań symulacyjnych układów nośnych obrabiarek w zakresie analizy ich właściwości statycznych. Podano koncepcję modelowania, założenia i podstawy teoretyczne hybrydowej metody elementów skończonych, stosowanej do analizy układów nośnych obrabiarek.

Słowa kluczowe : układ nośny, obrabiarka, prowadnica, badania symulacyjne, modelowanie, analiza właściwości statycznych, metoda elementów skończonych, MES (metoda elementów skończonych), metoda hybrydowa, load-carrying system, machine tool, guideway, simulation investigations, modelling, static analysis, finite element method, FEM, hybrid method,
Wydawnictwo : Komitet Budowy Maszyn PAN
Rocznik : 2008
Numer : Vol. 32, nr 1
Strony : 9 – 28
Bibliografia : 1 L. T. WROTNY: Projektowanie obrabiarek. Zagadnienia ogólne i przykłady obliczeń. WNT, Warszawa 1986.
2 G. SZWENGIER: Modelowanie i obliczenia projektowe układów prowadnicowych obrabiarek. Prace Naukowe ITM Politechniki Szczecińskiej nr 512, Szczecin 1994.
3 J.KRUSZEWSKI i in.: Metoda elementów skończonych w dynamice konstrukcji. Arkady, Warszawa 1984.
4 D. JASTRZĘBSKI, P. PAWEŁKO, M. RATYŃSKI, G. SZWENGIER: Design calculations of a lathe’s rolling connection of tailstock system. Advances in Manufacturing Science and Technology, 31(2007)2, 5-24.
5 Z. M. LEVINA: Research on the Static Stiffness of Joints in Machine Tool. Proc. 8-th Int. Mach. Tool Des. and Res. Conf., London 1965, 737-758.
6 N. BACK, M. BURDEKIN, A. COWLEY: Analysis of machine tool joints by the finite element method. Proc. of 14-th Int. Mach. Tool Des. and Res. Conf. Manchester 1973, London-Basingstoke 1974, 529-536.
7 M. P. DOLBEY, R. BELL: The Contact Stiffness of joints at low apperent interface pressures. Annals of the CIRP, 19(1971)1, 67-79.
8 Z. M. LEVINA, D. N. REŠETOV: Kontaktnaâ žestkost’ mašin. Mašinostroenie, Moskva 1971.
9 K. GRUDZIŃSKI: Rola, modelowanie i obliczanie połączeń elementów w kon-strukcjach maszyn. Mat. XIII Sympozjonu Podstaw Konstrukcji Maszyn, Świnoujście 1987, 61-87.
10 M. DRYJA, J. i M. JANKOWSCY: Przegląd metod i algorytmów numerycznych. Część 2, WNT, Warszawa 1988.
DOI :
Cytuj : Bodnar, A. ,Jastrzębski, D. , Modelling of static properties of load-carrying system of machines tools using hybrid finite element method. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 32, nr 1/2008
[Top]

PL Modelowanie właściwości statycznych układów nośnych obrabiarek hybrydową metodą elementów skończonych

Journal : Advances in Manufacturing Science and Technology
Article : Modelling of static properties of load-carrying system of machines tools using hybrid finite element method

Authors :
Bodnar, A.
Institute of Manufacturing Engineering, Szczecin University of Technology,
Jastrzębski, D.
Technical University of Szczecin, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Daniel.Jastrzebski@ps.pl,
Abstract : The paper presents a static analysis method for load-carrying systems of machine tools. Modelling concept, assumptions and theoretical fundamentals of the hybrid finite element method applied to the analysis of machine tool load-carrying systems are described.

W artykule przedstawiono metodę projektowych badań symulacyjnych układów nośnych obrabiarek w zakresie analizy ich właściwości statycznych. Podano koncepcję modelowania, założenia i podstawy teoretyczne hybrydowej metody elementów skończonych, stosowanej do analizy układów nośnych obrabiarek.

Keywords : układ nośny, obrabiarka, prowadnica, badania symulacyjne, modelowanie, analiza właściwości statycznych, metoda elementów skończonych, MES (metoda elementów skończonych), metoda hybrydowa, load-carrying system, machine tool, guideway, simulation investigations, modelling, static analysis, finite element method, FEM, hybrid method,
Publishing house : Komitet Budowy Maszyn PAN
Publication date : 2008
Number : Vol. 32, nr 1
Page : 9 – 28

Bibliography
: 1 L. T. WROTNY: Projektowanie obrabiarek. Zagadnienia ogólne i przykłady obliczeń. WNT, Warszawa 1986.
2 G. SZWENGIER: Modelowanie i obliczenia projektowe układów prowadnicowych obrabiarek. Prace Naukowe ITM Politechniki Szczecińskiej nr 512, Szczecin 1994.
3 J.KRUSZEWSKI i in.: Metoda elementów skończonych w dynamice konstrukcji. Arkady, Warszawa 1984.
4 D. JASTRZĘBSKI, P. PAWEŁKO, M. RATYŃSKI, G. SZWENGIER: Design calculations of a lathe’s rolling connection of tailstock system. Advances in Manufacturing Science and Technology, 31(2007)2, 5-24.
5 Z. M. LEVINA: Research on the Static Stiffness of Joints in Machine Tool. Proc. 8-th Int. Mach. Tool Des. and Res. Conf., London 1965, 737-758.
6 N. BACK, M. BURDEKIN, A. COWLEY: Analysis of machine tool joints by the finite element method. Proc. of 14-th Int. Mach. Tool Des. and Res. Conf. Manchester 1973, London-Basingstoke 1974, 529-536.
7 M. P. DOLBEY, R. BELL: The Contact Stiffness of joints at low apperent interface pressures. Annals of the CIRP, 19(1971)1, 67-79.
8 Z. M. LEVINA, D. N. REŠETOV: Kontaktnaâ žestkost’ mašin. Mašinostroenie, Moskva 1971.
9 K. GRUDZIŃSKI: Rola, modelowanie i obliczanie połączeń elementów w kon-strukcjach maszyn. Mat. XIII Sympozjonu Podstaw Konstrukcji Maszyn, Świnoujście 1987, 61-87.
10 M. DRYJA, J. i M. JANKOWSCY: Przegląd metod i algorytmów numerycznych. Część 2, WNT, Warszawa 1988.
DOI :
Qute : Bodnar, A. ,Jastrzębski, D. ,Jastrzębski, D. , Modelling of static properties of load-carrying system of machines tools using hybrid finite element method. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 32, nr 1/2008
[Top]

The influence of friction in FEM simulation of chip formation

Czasopismo : Advances in Manufacturing Science and Technology
Tytuł artykułu : The influence of friction in FEM simulation of chip formation

Autorzy :
Jastrzębski, D.
Technical University of Szczecin, Institute of Manufacturing Engineering, Piastów 19 Av., 70-310 Szczecin, Daniel.Jastrzebski@ps.pl,
Stryczek, R.
University of Bielsko-Biała, Willowa 2 St., 43-309 Bielsko-Biała, phone +48 33 8279213, r_stryczek@poczta.onet.pl,
Kwiatkowska, E.
Department of Manufacturing Engineering and Production Automation, University of Technology Opole, 45-271 Opole, Mikołajczyka 5 St, e.kwiatkowska@po.opole.pl,
Abstrakty : In this study a plane strain finite element program was used to simulate chip formation process in orthogonal cutting of C45 carbon steel using disposable grooved cutting tools with restricted contact length. In order to investigate the influence of friction on simulation results, constant and variable values of the friction coefficient were used. The variable coefficient values were calculated on the basis of the cutting forces measured during cutting tests. The ľ values calculated for each combination of cutting parameters were implemented in the FEM model. The results of simulations include variations of the chip thickness, the cutting and feed forces; the shear angle and the tool-chip interface temperature. They were compared with relevant experimental data obtained during machining tests. It should be noted that predicted values using variable friction coefficient correlate better with experimental data.

W artykule przedstawiono analizę wpływu wartości współczynnika tarcia na wyniki symulacji metodą elementów skończonych procesu tworzenia wióra. Symulacje prowadzono dla skrawania ortogonalnego stali węglowej C45 płytkami wieloostrzowymi o profilowanej powierzchni natarcia i skróconej długości styku wiór-ostrze. Przyjęto stałą wartość współczynnika tarcia oraz wartości zmieniające się w zależności od parametrów obróbki, obliczonych na podstawie wartości sił skrawania określonych podczas pomiarów w próbie obróbkowej. Wartości współczynnika tarcia implementowano do modelu w programie symulacyjnym. W analizie uwzględniono składową główną i posuwową siły skrawania, grubość wióra, kąt poślizgu i temperaturę skrawania uzyskane w efekcie symulacji. Ocena wskazuje na możliwość zmniejszenia rozbieżności wyników symulacji z danymi doświadczalnymi dla przypadku uwzględnionego w symulacji obliczonych wartości współczynnika tarcia.

Słowa kluczowe : metoda elementów skończonych, MES (metoda elementów skończonych), tworzenie wióra, współczynnik tarcia, finite element method, FEM, chip formation, friction coefficient,
Wydawnictwo : Komitet Budowy Maszyn PAN
Rocznik : 2008
Numer : Vol. 32, nr 2
Strony : 39 – 52
Bibliografia : 1 T. D. MARUSICH, C. J. BRANDT, J. D. THIELE: Methodology for simulation of chip breakage in a turning processes using an orthogonal finite element model, Proc. of 5th CIRP Inter. Workshop on Modelling of Machining Operations, 2002, 139-148.
2 G. PARAKKAL, Z. RIXIN, S. G. KAPOOR, R. E. DeVOR: Modelling of turning process cutting forces for grooved tools, J. Mach. Tools & Manuf., 42(2002), 179-191.
3 G. BOOTHROYD, W. A. KNIGHT: Fundamentals of machining and machine tools, Marcel Dekker, New York 1989.
4 H. A. KISHAWY, R. J. ROGERS, N. BALIHODZIC: A Numerical investigation of the chip interface in orthogonal machining. Proc. 5th CIRP International Workshop on Modelling of Machining Operations, West Lafayette (USA) 2002, 97-107.
5 T. ÖZEL: The Influence of friction models on finite element simulation of machining. J. Mach. Tools & Manuf. 46(2006), 518-530.
6 L. FILICE, F. MICARI, S. RIZZUTTI, D. UMBRELLO: A Critical analysis on the friction modelling in orthogonal machining. J. Mach. Tools & Manuf. 47(2007), 709-714.
7 G. SUTTER, A. MOLINARI: Analysis of the cutting force components and friction in high speed machining. J. Manuf. Science and Eng., 127(2005), 246-250.
8 S. PIENDL, J. C. AURICH, M. STEINICKE: 3D Finite Simulation of Chip Formation in Turning, Proc. 8th CIRP Inter. Workshop on Modelling of Machining Operations, Chemitz 2005, 225-233.
DOI :
Cytuj : Jastrzębski, D. ,Stryczek, R. ,Kwiatkowska, E. , The influence of friction in FEM simulation of chip formation. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 32, nr 2/2008
[Top]

PL Wpływ tarcia w symulacji metodą elementów skończonych procesu tworzenia wióra

Journal : Advances in Manufacturing Science and Technology
Article : The influence of friction in FEM simulation of chip formation

Authors :
Jastrzębski, D.
Technical University of Szczecin, Institute of Manufacturing Engineering, Piastów 19 Av., 70-310 Szczecin, Daniel.Jastrzebski@ps.pl,
Stryczek, R.
University of Bielsko-Biała, Willowa 2 St., 43-309 Bielsko-Biała, phone +48 33 8279213, r_stryczek@poczta.onet.pl,
Kwiatkowska, E.
Department of Manufacturing Engineering and Production Automation, University of Technology Opole, 45-271 Opole, Mikołajczyka 5 St, e.kwiatkowska@po.opole.pl,
Abstract : In this study a plane strain finite element program was used to simulate chip formation process in orthogonal cutting of C45 carbon steel using disposable grooved cutting tools with restricted contact length. In order to investigate the influence of friction on simulation results, constant and variable values of the friction coefficient were used. The variable coefficient values were calculated on the basis of the cutting forces measured during cutting tests. The ľ values calculated for each combination of cutting parameters were implemented in the FEM model. The results of simulations include variations of the chip thickness, the cutting and feed forces; the shear angle and the tool-chip interface temperature. They were compared with relevant experimental data obtained during machining tests. It should be noted that predicted values using variable friction coefficient correlate better with experimental data.

W artykule przedstawiono analizę wpływu wartości współczynnika tarcia na wyniki symulacji metodą elementów skończonych procesu tworzenia wióra. Symulacje prowadzono dla skrawania ortogonalnego stali węglowej C45 płytkami wieloostrzowymi o profilowanej powierzchni natarcia i skróconej długości styku wiór-ostrze. Przyjęto stałą wartość współczynnika tarcia oraz wartości zmieniające się w zależności od parametrów obróbki, obliczonych na podstawie wartości sił skrawania określonych podczas pomiarów w próbie obróbkowej. Wartości współczynnika tarcia implementowano do modelu w programie symulacyjnym. W analizie uwzględniono składową główną i posuwową siły skrawania, grubość wióra, kąt poślizgu i temperaturę skrawania uzyskane w efekcie symulacji. Ocena wskazuje na możliwość zmniejszenia rozbieżności wyników symulacji z danymi doświadczalnymi dla przypadku uwzględnionego w symulacji obliczonych wartości współczynnika tarcia.

Keywords : metoda elementów skończonych, MES (metoda elementów skończonych), tworzenie wióra, współczynnik tarcia, finite element method, FEM, chip formation, friction coefficient,
Publishing house : Komitet Budowy Maszyn PAN
Publication date : 2008
Number : Vol. 32, nr 2
Page : 39 – 52

Bibliography
: 1 T. D. MARUSICH, C. J. BRANDT, J. D. THIELE: Methodology for simulation of chip breakage in a turning processes using an orthogonal finite element model, Proc. of 5th CIRP Inter. Workshop on Modelling of Machining Operations, 2002, 139-148.
2 G. PARAKKAL, Z. RIXIN, S. G. KAPOOR, R. E. DeVOR: Modelling of turning process cutting forces for grooved tools, J. Mach. Tools & Manuf., 42(2002), 179-191.
3 G. BOOTHROYD, W. A. KNIGHT: Fundamentals of machining and machine tools, Marcel Dekker, New York 1989.
4 H. A. KISHAWY, R. J. ROGERS, N. BALIHODZIC: A Numerical investigation of the chip interface in orthogonal machining. Proc. 5th CIRP International Workshop on Modelling of Machining Operations, West Lafayette (USA) 2002, 97-107.
5 T. ÖZEL: The Influence of friction models on finite element simulation of machining. J. Mach. Tools & Manuf. 46(2006), 518-530.
6 L. FILICE, F. MICARI, S. RIZZUTTI, D. UMBRELLO: A Critical analysis on the friction modelling in orthogonal machining. J. Mach. Tools & Manuf. 47(2007), 709-714.
7 G. SUTTER, A. MOLINARI: Analysis of the cutting force components and friction in high speed machining. J. Manuf. Science and Eng., 127(2005), 246-250.
8 S. PIENDL, J. C. AURICH, M. STEINICKE: 3D Finite Simulation of Chip Formation in Turning, Proc. 8th CIRP Inter. Workshop on Modelling of Machining Operations, Chemitz 2005, 225-233.
DOI :
Qute : Jastrzębski, D. ,Stryczek, R. ,Kwiatkowska, E. ,Kwiatkowska, E. , The influence of friction in FEM simulation of chip formation. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 32, nr 2/2008
[Top]

The influence of idealization of the shape of an adhesive bonded joint on maximum stress values at an single lap joint.

Czasopismo : Advances in Manufacturing Science and Technology
Tytuł artykułu : The influence of idealization of the shape of an adhesive bonded joint on maximum stress values at an single lap joint.

Autorzy :
Pajor, M.
Szczecin University of Technology, Mechanical Faculty, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, miroslaw.pajor@ps.pl,
Karbowski, K.
Cracow University of Technology, Production Engineering Institute, Al. Jana Pawła II nr 37, 31-864 Kraków, phone: (+48, 12) 628-32:47, fax: (+48, 12) 648-20-10, karbowski@mech.pk.edu.pl,
Stępień, P.
Technical University of Koszalin, Department of Mechanical Engineering, ul. Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin, Poland, phone: (+48, 94) 347-82-77,
Feldshtein, E.
University of Zielona Góra, Institute of Building and Exploitation of Machines, ul. Podgórna 50, 65-246 Zielona Góra, Poland, phone (+48, 68) 328-25-04, fax (+48, 68) 328-26-17,
Bodnar, A.
Szczecin University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Poland, andrzej.bodnar@ps.pl,
Zawada-Tomkiewicz, A.
Technical University of Koszalin, Department of Mechanical Engineering, Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin, Poland, phone: (+48, 94)347-84-51, annaz@tu.koszalin.pl,
Majda, P.
Szczecin University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Poland, Pawel.Majda@ps.pl,
Abstrakty : Despite many studies on the methods of calculating stress in an adhesive bonded lap joint using the finite element method (FEM), significant discrepancies between recommendations of various authors were noted as for the selection of the number of layers and the kind of finite elements along the thickness of the joint. These discrepancies were also noticed while making assumptions that could simplify the geometry of the joint. These differences are especially striking when one compares studies conducted in Poland with those made abroad, which makes it particularly difficult to come to a final conclusion of how to describe the stress at an adhesive bonded lap joint. The paper presents the results of solution convergence simulation investigations for maximal stress values at an adhesive bonded lap joint for various geometrical variants of the joint and various mesh density of finite elements.

W pracy poddano analizie metody określania stanu naprężenia w zakładkowym połączeniu klejowym z wykorzystaniem metody elementów skończonych. Wykazano istotne różnice w zaleceniach różnych autorów dotyczących doboru liczby warstw i rodzaju elementów skończonych wzdłuż grubości spoiny oraz przyjmowania założeń upraszczających dla geometrii złącza. Różnice te są szczególnie widoczne przy porównaniu prac krajowych i zagranicznych. Utrudnia to jednoznaczne podjęcie decyzji, w jaki sposób rzetelnie określić stan naprężenia w spoinie zakładkowego połączenia klejonego. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych zbieżności rozwiązania wyników obliczeń dla maksymalnych wartości naprężeń w spoinie klejowej połączenia zakładkowego dla różnych wariantów geometrycznych spoiny oraz różnych siatek podziału na elementy skończone.

Słowa kluczowe : połączenie klejone, MES (metoda elementów skończonych), metoda elementów skończonych, koncentracja naprężeń, adhesive joint, FEM, finite element method, stress concentration,
Wydawnictwo : Komitet Budowy Maszyn PAN
Rocznik : 2006
Numer : Vol. 30, nr 3
Strony : 95 – 104
Bibliografia : 1 R. H. ANDRUT, D. A. BILARD, S. M. HÖLZER: Two- and three dimensional geometrical nonlinear finite elements for analysis of adhesive joints, Journal of Adhesion & Adhesives, 21(2001), 17-34.
2 J. H. ARGYRIS: Finite elements in Linear Statics and Dynamics – The Natural Approach. Proc. Conf. Numerical Methods in Nonlinear Mechanics, Jabłonna 1974, 3-82.
3 S. DIANG, M. KUMOSA: Singular stress behavior at an adhesive interface corner. Engineering Fracture Mechanics, 47(1994), 503-519.
4 J. GODZIMIRSKI: Wytrzymałość doraźna konstrukcyjnych połączeń klejowych. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2002.
5 M. IMANAKA, K. ISHII, H. NAKAYAMA: Evaluation of fatigue of adhesively bonded single and single step double lap joints based on stress singularity parameters. Engineering Fracture Mechanics, 62(1999), 409-424.
6 B. KILIC, E. MADENCI, D. R. AMBUR: Global-Local Finite element analysis of bonded single-lap joints. American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2004.
7 J. KUCZMASZEWSKI, A. RUDAWSKA: Analiza naprężenia w połączeniach klejowych blach ocynkowanych. Mat. X Seminarium Tworzywa Sztuczne w Budowie Maszyn, Kraków 2003, 227-232.
8 A. ÖCHSNER, J. GEGNER: Critical analysis of the substrate deformation correction in the thick-adherend tensile-shear test. Journal of Adhesion & Adhesives, 24(2004), 37-41.
9 A. B. PERIERA, A. B. MORAK: Strength of adhesively banded stainless steel joints. Journal of Adhesion & Adhesives, 23(2003), 315-322
10 J. S. PRZEMIENIECKI: Theory of Matrix Structure Analysis. McGraw Hill, New York 1968.
11 M. WŁODARCZYK, J. FLISAK: Analiza wpływu charakterystyki materiału kleju na rozkład naprężenia w połączeniu klejowym. Eksploatacja i Niezawodność, 2(2005), 72-77.
12 C. YANG, J. S. TOMBLIN: Investigation of Adhesive Behavior in Aircraft Applications. U. S. Departament of Transportation Federal Aviation Administration, Final Raport DOT/FAA/AR-01/57, 2001.
13 M. ZGOUL, A. D. CROCOMBE: Numerical modelling of lap joints bonded with a rate – dependent adhesive. Journal of Adhesion & Adhesives, 24(2004), 355-366.
14 O. C. ZIENKIEWICZ: Metoda elementów skończonych. Arkady, Warszawa 1972.
DOI :
Cytuj : Pajor, M. ,Karbowski, K. ,Stępień, P. ,Feldshtein, E. ,Bodnar, A. ,Zawada-Tomkiewicz, A. ,Majda, P. , The influence of idealization of the shape of an adhesive bonded joint on maximum stress values at an single lap joint.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 30, nr 3/2006
[Top]

PL Wpływ idealizacji kształtu wypływki klejowej na wartości maksymalnych naprężeń w spoinie połączenia zakładkowego.

Journal : Advances in Manufacturing Science and Technology
Article : The influence of idealization of the shape of an adhesive bonded joint on maximum stress values at an single lap joint.

Authors :
Pajor, M.
Szczecin University of Technology, Mechanical Faculty, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, miroslaw.pajor@ps.pl,
Karbowski, K.
Cracow University of Technology, Production Engineering Institute, Al. Jana Pawła II nr 37, 31-864 Kraków, phone: (+48, 12) 628-32:47, fax: (+48, 12) 648-20-10, karbowski@mech.pk.edu.pl,
Stępień, P.
Technical University of Koszalin, Department of Mechanical Engineering, ul. Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin, Poland, phone: (+48, 94) 347-82-77,
Feldshtein, E.
University of Zielona Góra, Institute of Building and Exploitation of Machines, ul. Podgórna 50, 65-246 Zielona Góra, Poland, phone (+48, 68) 328-25-04, fax (+48, 68) 328-26-17,
Bodnar, A.
Szczecin University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Poland, andrzej.bodnar@ps.pl,
Zawada-Tomkiewicz, A.
Technical University of Koszalin, Department of Mechanical Engineering, Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin, Poland, phone: (+48, 94)347-84-51, annaz@tu.koszalin.pl,
Majda, P.
Szczecin University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Poland, Pawel.Majda@ps.pl,
Abstract : Despite many studies on the methods of calculating stress in an adhesive bonded lap joint using the finite element method (FEM), significant discrepancies between recommendations of various authors were noted as for the selection of the number of layers and the kind of finite elements along the thickness of the joint. These discrepancies were also noticed while making assumptions that could simplify the geometry of the joint. These differences are especially striking when one compares studies conducted in Poland with those made abroad, which makes it particularly difficult to come to a final conclusion of how to describe the stress at an adhesive bonded lap joint. The paper presents the results of solution convergence simulation investigations for maximal stress values at an adhesive bonded lap joint for various geometrical variants of the joint and various mesh density of finite elements.

W pracy poddano analizie metody określania stanu naprężenia w zakładkowym połączeniu klejowym z wykorzystaniem metody elementów skończonych. Wykazano istotne różnice w zaleceniach różnych autorów dotyczących doboru liczby warstw i rodzaju elementów skończonych wzdłuż grubości spoiny oraz przyjmowania założeń upraszczających dla geometrii złącza. Różnice te są szczególnie widoczne przy porównaniu prac krajowych i zagranicznych. Utrudnia to jednoznaczne podjęcie decyzji, w jaki sposób rzetelnie określić stan naprężenia w spoinie zakładkowego połączenia klejonego. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych zbieżności rozwiązania wyników obliczeń dla maksymalnych wartości naprężeń w spoinie klejowej połączenia zakładkowego dla różnych wariantów geometrycznych spoiny oraz różnych siatek podziału na elementy skończone.

Keywords : połączenie klejone, MES (metoda elementów skończonych), metoda elementów skończonych, koncentracja naprężeń, adhesive joint, FEM, finite element method, stress concentration,
Publishing house : Komitet Budowy Maszyn PAN
Publication date : 2006
Number : Vol. 30, nr 3
Page : 95 – 104

Bibliography
: 1 R. H. ANDRUT, D. A. BILARD, S. M. HÖLZER: Two- and three dimensional geometrical nonlinear finite elements for analysis of adhesive joints, Journal of Adhesion & Adhesives, 21(2001), 17-34.
2 J. H. ARGYRIS: Finite elements in Linear Statics and Dynamics – The Natural Approach. Proc. Conf. Numerical Methods in Nonlinear Mechanics, Jabłonna 1974, 3-82.
3 S. DIANG, M. KUMOSA: Singular stress behavior at an adhesive interface corner. Engineering Fracture Mechanics, 47(1994), 503-519.
4 J. GODZIMIRSKI: Wytrzymałość doraźna konstrukcyjnych połączeń klejowych. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2002.
5 M. IMANAKA, K. ISHII, H. NAKAYAMA: Evaluation of fatigue of adhesively bonded single and single step double lap joints based on stress singularity parameters. Engineering Fracture Mechanics, 62(1999), 409-424.
6 B. KILIC, E. MADENCI, D. R. AMBUR: Global-Local Finite element analysis of bonded single-lap joints. American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2004.
7 J. KUCZMASZEWSKI, A. RUDAWSKA: Analiza naprężenia w połączeniach klejowych blach ocynkowanych. Mat. X Seminarium Tworzywa Sztuczne w Budowie Maszyn, Kraków 2003, 227-232.
8 A. ÖCHSNER, J. GEGNER: Critical analysis of the substrate deformation correction in the thick-adherend tensile-shear test. Journal of Adhesion & Adhesives, 24(2004), 37-41.
9 A. B. PERIERA, A. B. MORAK: Strength of adhesively banded stainless steel joints. Journal of Adhesion & Adhesives, 23(2003), 315-322
10 J. S. PRZEMIENIECKI: Theory of Matrix Structure Analysis. McGraw Hill, New York 1968.
11 M. WŁODARCZYK, J. FLISAK: Analiza wpływu charakterystyki materiału kleju na rozkład naprężenia w połączeniu klejowym. Eksploatacja i Niezawodność, 2(2005), 72-77.
12 C. YANG, J. S. TOMBLIN: Investigation of Adhesive Behavior in Aircraft Applications. U. S. Departament of Transportation Federal Aviation Administration, Final Raport DOT/FAA/AR-01/57, 2001.
13 M. ZGOUL, A. D. CROCOMBE: Numerical modelling of lap joints bonded with a rate – dependent adhesive. Journal of Adhesion & Adhesives, 24(2004), 355-366.
14 O. C. ZIENKIEWICZ: Metoda elementów skończonych. Arkady, Warszawa 1972.
DOI :
Qute : Pajor, M. ,Karbowski, K. ,Stępień, P. ,Feldshtein, E. ,Bodnar, A. ,Zawada-Tomkiewicz, A. ,Majda, P. ,Majda, P. , The influence of idealization of the shape of an adhesive bonded joint on maximum stress values at an single lap joint.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 30, nr 3/2006
[Top]

The influence of the aspect ratio of finite elements on both the effects of displacements and maximum stress at a single lap adhesive bonded joint.

Czasopismo : Advances in Manufacturing Science and Technology
Tytuł artykułu : The influence of the aspect ratio of finite elements on both the effects of displacements and maximum stress at a single lap adhesive bonded joint.

Autorzy :
Domek, S.
Institute of Control Engineering, Szczecin University of Technology, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, stefan.domek@ps.pl,
Jardzioch, A.
Szczecin University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Andrzej.Jardzioch@ps.pl,
Majda, P.
Technical University of Szczecin, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Pawel.Majda@ps.pl,
Abstrakty : Because of the dimensions of an adhesive bonded lap joint (with its length and width larger than its thickness) the literature on the subject provides us with many examples of simplification of the joint used in the finite element method (FEM). The simplification is based on discretization of the thin layer of an adhesive by the means of finite elements varying to a large degree as to the length of their sides. The simplification is introduced in order to reduce the number of degrees of freedom. The paper presents the results of an analysis aiming at determining how the disproportion of the sides of finite elements which discretize an adhesive bonded joint and the components of the joint beyond the lap affect displacements and maximum stress values of the joint. The analysis was carried out in a plane stress conditions.

Wymiary spoiny w zakładkowym połączeniu klejonym (dużo większa długość i szerokość niż jej grubość) powodują, że często uproszczeniem stosowanym w jego analizie metodą elementów skończonych (MES) jest dyskretyzowanie cienkiej warstwy kleju elementami skończonymi o znacznej różnicy długości boków. Uproszczenie to wprowadza się w celu zmniejszenia liczby stopni swobody modelu. W pracy przedstawiono wyniki analizy prowadzonej dla określenia wpływu dysproporcji długości boków elementów skończonych, dyskretyzujących spoinę klejową oraz komponenty połączenia poza zakładką na efekty przemieszczeń oraz wartości maksymalnych naprężeń w spoinie, analizę prowadzono dla płaskiego stanu odkształcenia.

Słowa kluczowe : połączenie klejone, MES (metoda elementów skończonych), metoda elementów skończonych, współczynnik kształtu, połączenie zakładkowe, przemieszczenie, naprężenia, adhesive joint, FEM, finite element method, aspect ratio, bonded joint, displacement, stresses,
Wydawnictwo : Komitet Budowy Maszyn PAN
Rocznik : 2006
Numer : Vol. 30, nr 4
Strony : 33 – 40
Bibliografia : 1 O. C. ZIENKIEWICZ: Metoda elementów skończonych. Arkady, Warszawa 1972.
2 P. C. PANDEY, S. NARASIMHAN: Three-dimensional nonlinear analysis of adhesively bonded lap joints considering viscoplasticity in adhesives. Computers and Structures, 79(2001), 769-783.
3 J. GODZIMIRSKI, M. ROŚKOWICZ: Problemy wytrzymałości długotrwałej połączeń klejowych. Technologia i Automatyzacja Montażu, (2004)3,4, 91-94.
4 J. SMARDZEWSKI: Optymalizacja konstrukcji mebli metodą cyfrowej analizy obrazu. Raport końcowy z realizacji projektu badawczego 3P06L 013 23 (NN-IG/555/2003), Poznań 2004.
5 A. KAYA, M. S. TEKELIOGLU, F. FINDIK: Effects of various parameters on dynamic characteristics in adhesively bonded joints. Materials Letters, 58(2004), 3451-3456.
6 A. RUDAWSKA, H. DĘBSKI: Numeryczna analiza stanu naprężenia w połączeniach klejowych – weryfikacja doświadczalna. Przegląd Mechaniczny, supplement (2005)9, 245-248.
7 P. MAJDA, W. BIEDUNKIEWICZ: The influence of idealization of the shape of an adhesive bonded joint on maximum stress values at an single lap joint. Advances in Manufacturing Science and Technology, 30(2006)3, 95-104.
DOI :
Cytuj : Domek, S. ,Jardzioch, A. ,Majda, P. , The influence of the aspect ratio of finite elements on both the effects of displacements and maximum stress at a single lap adhesive bonded joint.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 30, nr 4/2006
[Top]

PL Wpływ współczynnika kształtu elementów skończonych na efekty przemieszczeń oraz maksymalne naprężenia w spoinie klejowej połączenia zakładkowego.

Journal : Advances in Manufacturing Science and Technology
Article : The influence of the aspect ratio of finite elements on both the effects of displacements and maximum stress at a single lap adhesive bonded joint.

Authors :
Domek, S.
Institute of Control Engineering, Szczecin University of Technology, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, stefan.domek@ps.pl,
Jardzioch, A.
Szczecin University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Andrzej.Jardzioch@ps.pl,
Majda, P.
Technical University of Szczecin, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Pawel.Majda@ps.pl,
Abstract : Because of the dimensions of an adhesive bonded lap joint (with its length and width larger than its thickness) the literature on the subject provides us with many examples of simplification of the joint used in the finite element method (FEM). The simplification is based on discretization of the thin layer of an adhesive by the means of finite elements varying to a large degree as to the length of their sides. The simplification is introduced in order to reduce the number of degrees of freedom. The paper presents the results of an analysis aiming at determining how the disproportion of the sides of finite elements which discretize an adhesive bonded joint and the components of the joint beyond the lap affect displacements and maximum stress values of the joint. The analysis was carried out in a plane stress conditions.

Wymiary spoiny w zakładkowym połączeniu klejonym (dużo większa długość i szerokość niż jej grubość) powodują, że często uproszczeniem stosowanym w jego analizie metodą elementów skończonych (MES) jest dyskretyzowanie cienkiej warstwy kleju elementami skończonymi o znacznej różnicy długości boków. Uproszczenie to wprowadza się w celu zmniejszenia liczby stopni swobody modelu. W pracy przedstawiono wyniki analizy prowadzonej dla określenia wpływu dysproporcji długości boków elementów skończonych, dyskretyzujących spoinę klejową oraz komponenty połączenia poza zakładką na efekty przemieszczeń oraz wartości maksymalnych naprężeń w spoinie, analizę prowadzono dla płaskiego stanu odkształcenia.

Keywords : połączenie klejone, MES (metoda elementów skończonych), metoda elementów skończonych, współczynnik kształtu, połączenie zakładkowe, przemieszczenie, naprężenia, adhesive joint, FEM, finite element method, aspect ratio, bonded joint, displacement, stresses,
Publishing house : Komitet Budowy Maszyn PAN
Publication date : 2006
Number : Vol. 30, nr 4
Page : 33 – 40

Bibliography
: 1 O. C. ZIENKIEWICZ: Metoda elementów skończonych. Arkady, Warszawa 1972.
2 P. C. PANDEY, S. NARASIMHAN: Three-dimensional nonlinear analysis of adhesively bonded lap joints considering viscoplasticity in adhesives. Computers and Structures, 79(2001), 769-783.
3 J. GODZIMIRSKI, M. ROŚKOWICZ: Problemy wytrzymałości długotrwałej połączeń klejowych. Technologia i Automatyzacja Montażu, (2004)3,4, 91-94.
4 J. SMARDZEWSKI: Optymalizacja konstrukcji mebli metodą cyfrowej analizy obrazu. Raport końcowy z realizacji projektu badawczego 3P06L 013 23 (NN-IG/555/2003), Poznań 2004.
5 A. KAYA, M. S. TEKELIOGLU, F. FINDIK: Effects of various parameters on dynamic characteristics in adhesively bonded joints. Materials Letters, 58(2004), 3451-3456.
6 A. RUDAWSKA, H. DĘBSKI: Numeryczna analiza stanu naprężenia w połączeniach klejowych – weryfikacja doświadczalna. Przegląd Mechaniczny, supplement (2005)9, 245-248.
7 P. MAJDA, W. BIEDUNKIEWICZ: The influence of idealization of the shape of an adhesive bonded joint on maximum stress values at an single lap joint. Advances in Manufacturing Science and Technology, 30(2006)3, 95-104.
DOI :
Qute : Domek, S. ,Jardzioch, A. ,Majda, P. ,Majda, P. , The influence of the aspect ratio of finite elements on both the effects of displacements and maximum stress at a single lap adhesive bonded joint.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 30, nr 4/2006
[Top]

Stress-strain state of X10CrNil8-8 steel weld surfacing layers.

Czasopismo : Advances in Manufacturing Science and Technology
Tytuł artykułu : Stress-strain state of X10CrNil8-8 steel weld surfacing layers.

Autorzy :
Stano, S.
Institute of Welding, ul. Bł. Czesława 16/18, 44-100 Gliwice, Sebastian.Stano@is.gliwice.pl,
Turyk, E.
Institute of Welding, ul. Bł. Czesława 16/18, 44-100 Gliwice, Eugeniusz.Turyk@is.gliwice.pl,
Abstrakty : The method of numerical modelling of thermomechanical processes in weld surfacing of cylindrical elements based on body growth theory, Bodner-Partom's model and finite elements method is presented. There are given the results of calculations of residual stresses and strains for a 25CrMo4 steel roller built-up with X10CrNi18-8 steel weld metal deposit, in two layers. The calculation results were compared with those of measurements of residual stresses in a roller entering into the composition of continuous steel casting line, taken by tensometric method of hole drilling (Mathar's method).

W pracy przedstawiono rezultaty numerycznego modelowania stanu naprężeniowo-odkształceniowego po napawaniu, elementów cylindrycznych. Przyjęto teorię narastania ciał, model Bodnera-Partoma i metodę elementów skończonych. Określono wartości naprężeń pozostających i odkształceń rolki ze stali 25CrMo4 napawanej dwuwarstwowo stopiwem X10CrNi18-8. Wyniki obliczeń porównano z wynikami pomiarów naprężeń pozostających w napawanej rolce linii ciągłego odlewania stali, przeprowadzonych tensometryczną metodą wiercenia otworów (Mathara).

Słowa kluczowe : warstwa napawana, naprężenia pozostające, metoda elementów skończonych, metoda Mathara, surfacing layer, residual stresses, finite element method, Mathar's method,
Wydawnictwo : Komitet Budowy Maszyn PAN
Rocznik : 2005
Numer : Vol. 29, nr 2
Strony : 21 – 30
Bibliografia :
DOI :
Cytuj : Stano, S. ,Turyk, E. , Stress-strain state of X10CrNil8-8 steel weld surfacing layers.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 29, nr 2/2005
[Top]

PL Stan naprężeniowo-odkształceniowy warstw napawanych zestali X1OcrNi18-8.

Journal : Advances in Manufacturing Science and Technology
Article : Stress-strain state of X10CrNil8-8 steel weld surfacing layers.

Authors :
Stano, S.
Institute of Welding, ul. Bł. Czesława 16/18, 44-100 Gliwice, Sebastian.Stano@is.gliwice.pl,
Turyk, E.
Institute of Welding, ul. Bł. Czesława 16/18, 44-100 Gliwice, Eugeniusz.Turyk@is.gliwice.pl,
Abstract : The method of numerical modelling of thermomechanical processes in weld surfacing of cylindrical elements based on body growth theory, Bodner-Partom's model and finite elements method is presented. There are given the results of calculations of residual stresses and strains for a 25CrMo4 steel roller built-up with X10CrNi18-8 steel weld metal deposit, in two layers. The calculation results were compared with those of measurements of residual stresses in a roller entering into the composition of continuous steel casting line, taken by tensometric method of hole drilling (Mathar's method).

W pracy przedstawiono rezultaty numerycznego modelowania stanu naprężeniowo-odkształceniowego po napawaniu, elementów cylindrycznych. Przyjęto teorię narastania ciał, model Bodnera-Partoma i metodę elementów skończonych. Określono wartości naprężeń pozostających i odkształceń rolki ze stali 25CrMo4 napawanej dwuwarstwowo stopiwem X10CrNi18-8. Wyniki obliczeń porównano z wynikami pomiarów naprężeń pozostających w napawanej rolce linii ciągłego odlewania stali, przeprowadzonych tensometryczną metodą wiercenia otworów (Mathara).

Keywords : warstwa napawana, naprężenia pozostające, metoda elementów skończonych, metoda Mathara, surfacing layer, residual stresses, finite element method, Mathar's method,
Publishing house : Komitet Budowy Maszyn PAN
Publication date : 2005
Number : Vol. 29, nr 2
Page : 21 – 30

Bibliography
:
DOI :
Qute : Stano, S. ,Turyk, E. ,Turyk, E. , Stress-strain state of X10CrNil8-8 steel weld surfacing layers.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 29, nr 2/2005
[Top]

Modeling and the assessment of how the structural and material parameters of a wharf fender affect its static stiffness.

Czasopismo : Advances in Manufacturing Science and Technology
Tytuł artykułu : Modeling and the assessment of how the structural and material parameters of a wharf fender affect its static stiffness.

Autorzy :
Kacalak, W.
Technical University of Koszalin, Department of Mechanical Engineering, ul. Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin,
Karpiński, T.
Technical University of Koszalin, Department of Mechanical Engineering, ul. Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin, phone (+48 94) 347 83 69,
Berczyński, S.
Technical University of Szczecin, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Stefan.Berczynski@ps.pl,
Abstrakty : The paper presents a method of modeling and the results of the computations of a wheel fender's static stiffness. Finite element method has been used for the modeling. For large strains of the elastomer fender the analysis has been carried out using Mooney-Ridlin's material model. Contact structures have also been modeled. The fender's static characteristic has been subjected to sensitivity analysis in order to establish how the characteristics are affected by changes of material and geometrical parameters. As a result of the analysis the most important factors affecting the fender's stiffness have been determined. The results of the analysis have been compared with the experimental characteristic determined for the real object.

W pracy zaprezentowano metodę modelowania i wyniki obliczeń sztywności statycznej nabrzeżowej odbojnicy modułowej. Do modelowania zastosowano metodę elementów skończonych. Analizę w zakresie dużych odkształceń elastometrowej odbojnicy przeprowadzono z wykorzystaniem modelu materiałowego Mooneya-Rivlina. Modelowano także struktury kontaktowe. Przeprowadzono analizę wrażliwości i charakterystyk statycznych odbojnicy nabrzeżowej na zmianę parametrów materiałowych oraz geometrycznych. Analiza pozwoliła określić najistotniejsze czynniki wpływające na sztywność odbojnicy. Wyniki analiz porównano z charakterystyką doświadczalną wyznaczoną dla rzeczywistego obiektu.

Słowa kluczowe : Mooney-Rivlin, odbojnica, wytrzymałość materiałów, MES (metoda elementów skończonych), metoda elementów skończonych, Mooney-Rivlin, fender, materials strength, FEM, finite element method,
Wydawnictwo : Komitet Budowy Maszyn PAN
Rocznik : 2004
Numer : Vol. 28, nr 3
Strony : 29 – 39
Bibliografia :
DOI :
Cytuj : Kacalak, W. ,Karpiński, T. ,Berczyński, S. , Modeling and the assessment of how the structural and material parameters of a wharf fender affect its static stiffness.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 28, nr 3/2004
[Top]

PL Modelowanie i ocena wpływu parametrów konstrukcyjnych i materiałowych nabrzeżowej odbojnicy modułowej na jej sztywność statyczną.

Journal : Advances in Manufacturing Science and Technology
Article : Modeling and the assessment of how the structural and material parameters of a wharf fender affect its static stiffness.

Authors :
Kacalak, W.
Technical University of Koszalin, Department of Mechanical Engineering, ul. Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin,
Karpiński, T.
Technical University of Koszalin, Department of Mechanical Engineering, ul. Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin, phone (+48 94) 347 83 69,
Berczyński, S.
Technical University of Szczecin, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Stefan.Berczynski@ps.pl,
Abstract : The paper presents a method of modeling and the results of the computations of a wheel fender's static stiffness. Finite element method has been used for the modeling. For large strains of the elastomer fender the analysis has been carried out using Mooney-Ridlin's material model. Contact structures have also been modeled. The fender's static characteristic has been subjected to sensitivity analysis in order to establish how the characteristics are affected by changes of material and geometrical parameters. As a result of the analysis the most important factors affecting the fender's stiffness have been determined. The results of the analysis have been compared with the experimental characteristic determined for the real object.

W pracy zaprezentowano metodę modelowania i wyniki obliczeń sztywności statycznej nabrzeżowej odbojnicy modułowej. Do modelowania zastosowano metodę elementów skończonych. Analizę w zakresie dużych odkształceń elastometrowej odbojnicy przeprowadzono z wykorzystaniem modelu materiałowego Mooneya-Rivlina. Modelowano także struktury kontaktowe. Przeprowadzono analizę wrażliwości i charakterystyk statycznych odbojnicy nabrzeżowej na zmianę parametrów materiałowych oraz geometrycznych. Analiza pozwoliła określić najistotniejsze czynniki wpływające na sztywność odbojnicy. Wyniki analiz porównano z charakterystyką doświadczalną wyznaczoną dla rzeczywistego obiektu.

Keywords : Mooney-Rivlin, odbojnica, wytrzymałość materiałów, MES (metoda elementów skończonych), metoda elementów skończonych, Mooney-Rivlin, fender, materials strength, FEM, finite element method,
Publishing house : Komitet Budowy Maszyn PAN
Publication date : 2004
Number : Vol. 28, nr 3
Page : 29 – 39

Bibliography
:
DOI :
Qute : Kacalak, W. ,Karpiński, T. ,Berczyński, S. ,Berczyński, S. , Modeling and the assessment of how the structural and material parameters of a wharf fender affect its static stiffness.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 28, nr 3/2004
[Top]

A model of an adhesive joint subjected to shearing.

Czasopismo : Advances in Manufacturing Science and Technology
Tytuł artykułu : A model of an adhesive joint subjected to shearing.

Autorzy :
Filip, R.
Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Rzeszow University of Technology, ul. W. Pola 2, 35-959 Rzeszów, Poland,
Biedunkiewicz, W.
Technical University of Szczecin, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Witold.Biedunkiewicz@ps.pl,
Abstrakty : The paper presents the model of an adhesive joint designed according to the finite element method convention. The presented model takes into account the existence of hypothetical defects in the boundary layer of the adherend and the adhesive. The article contains a description of the strength tests as well as all the procedure of conforming the computed models to the results of experimental research.

W pracy przedstawiono model połączenia klejonego opracowany w konwencji metody elementów skończonych. Przyjęty model połączenia uwzględnia występowanie hipotetycznych defektów w warstwie granicznej materiał klejony-klej. Wykonano próby wytrzymałościowe, na podstawie otrzymanych wyników ustalono postępowanie prowadzące do uzyskania zgodności modeli obliczeniowych z wynikami badań doświadczalnych.

Słowa kluczowe : połączenie klejone, wytrzymałość materiałów, MES (metoda elementów skończonych), metoda elementów skończonych, adhesive joint, materials strength, FEM, finite element method,
Wydawnictwo : Komitet Budowy Maszyn PAN
Rocznik : 2004
Numer : Vol. 28, nr 1
Strony : 23 – 36
Bibliografia :
DOI :
Cytuj : Filip, R. ,Biedunkiewicz, W. , A model of an adhesive joint subjected to shearing.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 28, nr 1/2004
[Top]

PL Model połączenia klejowego obciążonego na ścinanie.

Journal : Advances in Manufacturing Science and Technology
Article : A model of an adhesive joint subjected to shearing.

Authors :
Filip, R.
Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Rzeszow University of Technology, ul. W. Pola 2, 35-959 Rzeszów, Poland,
Biedunkiewicz, W.
Technical University of Szczecin, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Witold.Biedunkiewicz@ps.pl,
Abstract : The paper presents the model of an adhesive joint designed according to the finite element method convention. The presented model takes into account the existence of hypothetical defects in the boundary layer of the adherend and the adhesive. The article contains a description of the strength tests as well as all the procedure of conforming the computed models to the results of experimental research.

W pracy przedstawiono model połączenia klejonego opracowany w konwencji metody elementów skończonych. Przyjęty model połączenia uwzględnia występowanie hipotetycznych defektów w warstwie granicznej materiał klejony-klej. Wykonano próby wytrzymałościowe, na podstawie otrzymanych wyników ustalono postępowanie prowadzące do uzyskania zgodności modeli obliczeniowych z wynikami badań doświadczalnych.

Keywords : połączenie klejone, wytrzymałość materiałów, MES (metoda elementów skończonych), metoda elementów skończonych, adhesive joint, materials strength, FEM, finite element method,
Publishing house : Komitet Budowy Maszyn PAN
Publication date : 2004
Number : Vol. 28, nr 1
Page : 23 – 36

Bibliography
:
DOI :
Qute : Filip, R. ,Biedunkiewicz, W. ,Biedunkiewicz, W. , A model of an adhesive joint subjected to shearing.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 28, nr 1/2004
[Top]

Relationship between the design of the joint and the residual stress state in diffusion-bonded Al2O3-15 steel joint. FEM analysis.

Czasopismo : Advances in Manufacturing Science and Technology
Tytuł artykułu : Relationship between the design of the joint and the residual stress state in diffusion-bonded Al2O3-15 steel joint. FEM analysis.

Autorzy :
McGeough, J.A.
University of Edinburgh, Division of Engineering, Edinburgh, UK,
Kupczyk, M.
Poznań University of Technology, Institute of Mechanical Technology, Piotrowo 3, 61-138 Poznań, phone (+48 61) 665 27 27, fax (+48 61) 665 20 00,
Kaliński, D.
Institute of Electronic Materials Technology, ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warsaw, phone (+48 22) 835 30 41 ext. 479,
Abstrakty : The paper discusses the effect of constructional aspects of the ceramic-metal joints (modification of the joint shape, the use of compensing interlayers) on the residual stresses state in them. The joint examined was an Al2O3-15 steel joint (flat and edged steel face) equipped with interlayers of “hard” (Mo) nad “soft” (Cu) materials with various thickness. A superposition of these two techniques permitted reducing the residual stress level more than three-fold and gave a more advantageous stress distribution.

W pracy przedstawiono wpływ aspektów konstrukcyjnych złącza ceramika-metal (zmiana kształtu, stosowanie przekładek kompensacyjnych) na stan naprężeń własnych. Prace prowadzono dla zgrzewanych dyfuzyjnie złączy Al2O3-stal 15 (złącza płaskie i złącza ostrzowe) oraz przekładek z materiałów “twardych” (Mo) i “miękkich” (Cu) różnych grubości. Superpozycja tych dwóch rozwiązań pozwoliła na ponad trzykrotne obniżenie poziomu naprężeń własnych i korzystniejszy ich rozkład.

Słowa kluczowe : połączenie ceramika-metal, przekładka kompensacyjna, naprężenia własne, złącze zgrzewane, zgrzewanie dyfuzyjne, stal 15, tlenek glinu, metoda elementów skończonych, ceramic-metal joint, interlayer, residual stresses, welded joint, diffusion welding, 15 steel, aluminium oxide, finite element method,
Wydawnictwo : Komitet Budowy Maszyn PAN
Rocznik : 2003
Numer : Vol. 27, nr 1
Strony : 27 – 39
Bibliografia :
DOI :
Cytuj : McGeough, J.A. ,Kupczyk, M. ,Kaliński, D. , Relationship between the design of the joint and the residual stress state in diffusion-bonded Al2O3-15 steel joint. FEM analysis.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 27, nr 1/2003
[Top]

PL Wpływ konstrukcji złącza na stan naprężeń własnych w zgrzewanym dyfuzyjnie połączeniu Al2O3-STAL 15. Analiza MES.

Journal : Advances in Manufacturing Science and Technology
Article : Relationship between the design of the joint and the residual stress state in diffusion-bonded Al2O3-15 steel joint. FEM analysis.

Authors :
McGeough, J.A.
University of Edinburgh, Division of Engineering, Edinburgh, UK,
Kupczyk, M.
Poznań University of Technology, Institute of Mechanical Technology, Piotrowo 3, 61-138 Poznań, phone (+48 61) 665 27 27, fax (+48 61) 665 20 00,
Kaliński, D.
Institute of Electronic Materials Technology, ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warsaw, phone (+48 22) 835 30 41 ext. 479,
Abstract : The paper discusses the effect of constructional aspects of the ceramic-metal joints (modification of the joint shape, the use of compensing interlayers) on the residual stresses state in them. The joint examined was an Al2O3-15 steel joint (flat and edged steel face) equipped with interlayers of “hard” (Mo) nad “soft” (Cu) materials with various thickness. A superposition of these two techniques permitted reducing the residual stress level more than three-fold and gave a more advantageous stress distribution.

W pracy przedstawiono wpływ aspektów konstrukcyjnych złącza ceramika-metal (zmiana kształtu, stosowanie przekładek kompensacyjnych) na stan naprężeń własnych. Prace prowadzono dla zgrzewanych dyfuzyjnie złączy Al2O3-stal 15 (złącza płaskie i złącza ostrzowe) oraz przekładek z materiałów “twardych” (Mo) i “miękkich” (Cu) różnych grubości. Superpozycja tych dwóch rozwiązań pozwoliła na ponad trzykrotne obniżenie poziomu naprężeń własnych i korzystniejszy ich rozkład.

Keywords : połączenie ceramika-metal, przekładka kompensacyjna, naprężenia własne, złącze zgrzewane, zgrzewanie dyfuzyjne, stal 15, tlenek glinu, metoda elementów skończonych, ceramic-metal joint, interlayer, residual stresses, welded joint, diffusion welding, 15 steel, aluminium oxide, finite element method,
Publishing house : Komitet Budowy Maszyn PAN
Publication date : 2003
Number : Vol. 27, nr 1
Page : 27 – 39

Bibliography
:
DOI :
Qute : McGeough, J.A. ,Kupczyk, M. ,Kaliński, D. ,Kaliński, D. , Relationship between the design of the joint and the residual stress state in diffusion-bonded Al2O3-15 steel joint. FEM analysis.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 27, nr 1/2003
[Top]

A stiffness-domain analysis of roller rail slideways using finite elements method.

Czasopismo : Advances in Manufacturing Science and Technology
Tytuł artykułu : A stiffness-domain analysis of roller rail slideways using finite elements method.

Autorzy :
McGeough, J.A.
University of Edinburgh, Division of Engineering, Edinburgh, UK,
Kupczyk, M.
Poznań University of Technology, Institute of Mechanical Technology, Piotrowo 3, 61-138 Poznań, phone (+48 61) 665 27 27, fax (+48 61) 665 20 00,
Kaliński, D.
Institute of Electronic Materials Technology, ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warsaw, phone (+48 22) 835 30 41 ext. 479,
Ruszaj, A.
The Institute of Metal Cutting, ul. Wrocławska 37a, 30-011 Kraków, Poland, adam.ruszaj@ios.krakow.pl,
Porzycki, J.
Rzeszów University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, ul. W. Pola 2, 35-959 Rzeszów, phone (+48 17) 865 13 47, fax (+48 17) 854 25 95,
Żurek, Z.H.
Silesian Technical University, Faculty of Transport, Railway Engineering Department, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, phone/fax (+48 32) 255 43 71, zurek@polsl.katowice.pl,
Biedunkiewicz, W.
Technical University of Szczecin, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Witold.Biedunkiewicz@ps.pl,
Abstrakty : The work presents a methodology of modelling the rolling elements of slideway joints in FEM convention. Proposed is an equivalent model of the slide-slideway rail system under study. Described in detail is the way of modelling the stiffness of cooperating rolling elements. The obtained results show qualitative and quantitative distribution of the roller rail slideway stiffness. Simulated results of computations are presented in a graphical form and initially compared with the experimental charcteristics specified by the manufacturer of the roller rail slideways.

W pracy przedstawiono metodykę modelowania wałeczkowych elementów tocznych połączeń prowadnicowych w konwencji MES oraz zaproponowano model zastępczy badanego układu wózek-szyna prowadnicowa. Szczegółowo opisano sposób modelowania sztywności współpracujących elementów tocznych. Uzyskane wyniki ukazują jakościowy i ilościowy rozkład sztywności prowadnicy szynowej wałeczkowej. Symulacyjne wyniki obliczeń przedstawiono w postaci graficznej i wstępnie porównano z doświadczalnymi charakterystykami podawanymi przez producenta szynowych prowadnic wałeczkowych.

Słowa kluczowe : sztywność, metoda elementów skończonych, MES (metoda elementów skończonych), prowadnica szynowa wałeczkowa, stiffness, finite element method, FEM, roller rail slideway,
Wydawnictwo : Komitet Budowy Maszyn PAN
Rocznik : 2003
Numer : Vol. 27, nr 1
Strony : 79 – 91
Bibliografia :
DOI :
Cytuj : McGeough, J.A. ,Kupczyk, M. ,Kaliński, D. ,Ruszaj, A. ,Porzycki, J. ,Żurek, Z.H. ,Biedunkiewicz, W. , A stiffness-domain analysis of roller rail slideways using finite elements method.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 27, nr 1/2003
[Top]

PL Sztywnościowa analiza prowadnic szynowych wałeczkowych metodą elementów skończonych.

Journal : Advances in Manufacturing Science and Technology
Article : A stiffness-domain analysis of roller rail slideways using finite elements method.

Authors :
McGeough, J.A.
University of Edinburgh, Division of Engineering, Edinburgh, UK,
Kupczyk, M.
Poznań University of Technology, Institute of Mechanical Technology, Piotrowo 3, 61-138 Poznań, phone (+48 61) 665 27 27, fax (+48 61) 665 20 00,
Kaliński, D.
Institute of Electronic Materials Technology, ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warsaw, phone (+48 22) 835 30 41 ext. 479,
Ruszaj, A.
The Institute of Metal Cutting, ul. Wrocławska 37a, 30-011 Kraków, Poland, adam.ruszaj@ios.krakow.pl,
Porzycki, J.
Rzeszów University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, ul. W. Pola 2, 35-959 Rzeszów, phone (+48 17) 865 13 47, fax (+48 17) 854 25 95,
Żurek, Z.H.
Silesian Technical University, Faculty of Transport, Railway Engineering Department, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, phone/fax (+48 32) 255 43 71, zurek@polsl.katowice.pl,
Biedunkiewicz, W.
Technical University of Szczecin, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Witold.Biedunkiewicz@ps.pl,
Abstract : The work presents a methodology of modelling the rolling elements of slideway joints in FEM convention. Proposed is an equivalent model of the slide-slideway rail system under study. Described in detail is the way of modelling the stiffness of cooperating rolling elements. The obtained results show qualitative and quantitative distribution of the roller rail slideway stiffness. Simulated results of computations are presented in a graphical form and initially compared with the experimental charcteristics specified by the manufacturer of the roller rail slideways.

W pracy przedstawiono metodykę modelowania wałeczkowych elementów tocznych połączeń prowadnicowych w konwencji MES oraz zaproponowano model zastępczy badanego układu wózek-szyna prowadnicowa. Szczegółowo opisano sposób modelowania sztywności współpracujących elementów tocznych. Uzyskane wyniki ukazują jakościowy i ilościowy rozkład sztywności prowadnicy szynowej wałeczkowej. Symulacyjne wyniki obliczeń przedstawiono w postaci graficznej i wstępnie porównano z doświadczalnymi charakterystykami podawanymi przez producenta szynowych prowadnic wałeczkowych.

Keywords : sztywność, metoda elementów skończonych, MES (metoda elementów skończonych), prowadnica szynowa wałeczkowa, stiffness, finite element method, FEM, roller rail slideway,
Publishing house : Komitet Budowy Maszyn PAN
Publication date : 2003
Number : Vol. 27, nr 1
Page : 79 – 91

Bibliography
:
DOI :
Qute : McGeough, J.A. ,Kupczyk, M. ,Kaliński, D. ,Ruszaj, A. ,Porzycki, J. ,Żurek, Z.H. ,Biedunkiewicz, W. ,Biedunkiewicz, W. , A stiffness-domain analysis of roller rail slideways using finite elements method.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 27, nr 1/2003
[Top]

New method for investigation of strength properties of greending wheels with ceramics binders.

Czasopismo : Advances in Manufacturing Science and Technology
Tytuł artykułu : New method for investigation of strength properties of greending wheels with ceramics binders.

Autorzy :
Pasek, Z.J.
Mechanical Engineering, University of Michigan, 2350 Hayward St., Ann Arbor, MI 48109-2125, USA, zbigniew@engin.umich.edu,
Włosiński, W.K.
Warsaw University of Technology, Institute of Material Technology, Narbutta 85, 02-524 Warsaw.,
Kaczmarek, J.
The Basis Technology Problem Institute, Polish Academy of Science, ul. Świętokrzyska 21, Warsaw,
Urbaniak, M.
Technical University of Łódź, Department of Production Engineering, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź,
Mazurkiewicz, A.
Institute of Terotechnology, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, phone: (+48 48) 364-39-03, fax: (+48 48) 364-47-60, adam.mazurkiewicz@itee.radom.pl,
Fiks, W.
Technical University of Łódź, Department of Production Engineering, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź, phone: (+48 42) 631-22-88, fixwl@ck-sg.p.lodz.pl,
Abstrakty : New method for determination of grinding wheel strength properties is presented in the paper. The method consists in determination of a force causing destruction of special specimen of half-ring shape and in calculation of allowable stresses for the material under test, with the use of the finite element method. Other parameters defining properties of the grinding wheel material, such as density, Young's moduls. Poissons's ratio, have been also determined. Knowledge of these parameters is essential for the calculation of limit speeds for grinding wheels made of the same materials as the tested specimens. Results obtained with the use of the proposed method have been compared with those obtained both from test carried out using electric resistance wire strain gauges and tests of actual limit speeds of grinding wheels conducted on tensile testing machines.

W pracy przedstawiono nową metodę określania właściwości wytrzymałościowych materiału ściernic. Metoda polega na wyznaczaniu siły niszczącej specjalną próbkę w kształcie półpierścienia oraz policzenia, z wykorzystaniem metody elementów skończonych (MES), naprężeń dopuszczalnych dla badanego materiału. Wyznaczono również inne parametry określające właściwości materiału ściernic, to jest: gęstość, moduł Younga, współczynnik Poissona. Znajomość tych parametrów umożliwiła obliczenie prędkości granicznych ściernic wykonanych z tych samych materiałów co badane próbki. Rezultaty uzyskane według proponowanej metody porównano z wynikami otrzymanymi z badania naprężeń metodą tensometrii elektrooporowej oraz badania rzeczywistych prędkości granicznych ściernic na rozrywarkach.

Słowa kluczowe : wytrzymałość, właściwości wytrzymałościowe, ściernica, spoiwo ceramiczne, prędkość graniczna, metoda elementów skończonych, strength, strength properties, grinding wheel, ceramic binder, limit speed, finite element method,
Wydawnictwo : Komitet Budowy Maszyn PAN
Rocznik : 2002
Numer : Vol. 26, nr 1
Strony : 81 – 97
Bibliografia :
DOI :
Cytuj : Pasek, Z.J. ,Włosiński, W.K. ,Kaczmarek, J. ,Urbaniak, M. ,Mazurkiewicz, A. ,Fiks, W. , New method for investigation of strength properties of greending wheels with ceramics binders.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 26, nr 1/2002
[Top]

PL Nowa metoda badania właściwości wytrzymałościowych ściernic ze spoiwem ceramicznym.

Journal : Advances in Manufacturing Science and Technology
Article : New method for investigation of strength properties of greending wheels with ceramics binders.

Authors :
Pasek, Z.J.
Mechanical Engineering, University of Michigan, 2350 Hayward St., Ann Arbor, MI 48109-2125, USA, zbigniew@engin.umich.edu,
Włosiński, W.K.
Warsaw University of Technology, Institute of Material Technology, Narbutta 85, 02-524 Warsaw.,
Kaczmarek, J.
The Basis Technology Problem Institute, Polish Academy of Science, ul. Świętokrzyska 21, Warsaw,
Urbaniak, M.
Technical University of Łódź, Department of Production Engineering, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź,
Mazurkiewicz, A.
Institute of Terotechnology, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, phone: (+48 48) 364-39-03, fax: (+48 48) 364-47-60, adam.mazurkiewicz@itee.radom.pl,
Fiks, W.
Technical University of Łódź, Department of Production Engineering, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź, phone: (+48 42) 631-22-88, fixwl@ck-sg.p.lodz.pl,
Abstract : New method for determination of grinding wheel strength properties is presented in the paper. The method consists in determination of a force causing destruction of special specimen of half-ring shape and in calculation of allowable stresses for the material under test, with the use of the finite element method. Other parameters defining properties of the grinding wheel material, such as density, Young's moduls. Poissons's ratio, have been also determined. Knowledge of these parameters is essential for the calculation of limit speeds for grinding wheels made of the same materials as the tested specimens. Results obtained with the use of the proposed method have been compared with those obtained both from test carried out using electric resistance wire strain gauges and tests of actual limit speeds of grinding wheels conducted on tensile testing machines.

W pracy przedstawiono nową metodę określania właściwości wytrzymałościowych materiału ściernic. Metoda polega na wyznaczaniu siły niszczącej specjalną próbkę w kształcie półpierścienia oraz policzenia, z wykorzystaniem metody elementów skończonych (MES), naprężeń dopuszczalnych dla badanego materiału. Wyznaczono również inne parametry określające właściwości materiału ściernic, to jest: gęstość, moduł Younga, współczynnik Poissona. Znajomość tych parametrów umożliwiła obliczenie prędkości granicznych ściernic wykonanych z tych samych materiałów co badane próbki. Rezultaty uzyskane według proponowanej metody porównano z wynikami otrzymanymi z badania naprężeń metodą tensometrii elektrooporowej oraz badania rzeczywistych prędkości granicznych ściernic na rozrywarkach.

Keywords : wytrzymałość, właściwości wytrzymałościowe, ściernica, spoiwo ceramiczne, prędkość graniczna, metoda elementów skończonych, strength, strength properties, grinding wheel, ceramic binder, limit speed, finite element method,
Publishing house : Komitet Budowy Maszyn PAN
Publication date : 2002
Number : Vol. 26, nr 1
Page : 81 – 97

Bibliography
:
DOI :
Qute : Pasek, Z.J. ,Włosiński, W.K. ,Kaczmarek, J. ,Urbaniak, M. ,Mazurkiewicz, A. ,Fiks, W. ,Fiks, W. , New method for investigation of strength properties of greending wheels with ceramics binders.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 26, nr 1/2002
[Top]

FEM application to determination of limit velocity of grinding wheels with ceramic binders.

Czasopismo : Advances in Manufacturing Science and Technology
Tytuł artykułu : FEM application to determination of limit velocity of grinding wheels with ceramic binders.

Autorzy :
Dębkowski, R.
Technical University of Łódź, Department of Production Engineering, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-537 Łódź, Poland, phone: (+48 42) 631-22-95, techmap@ck-sg.p.lodz.pl,
Gołąbczak, A.
Technical University of Łódź, Department of Production Engineering, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-537 Łódź, Poland, phone: (+48 42) 631-22-86, agolab@p.lodz.pl,
Fiks, W.
Technical University of Łódź, Department of Production Engineering, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź, Poland, phone: (+48 42) 631-22-88, fixwl@ck-sg.p.lodz.pl,
Abstrakty : Application of the Finite Elements Method (FEM) to determination of magnitudes and distribution of stresses as well as limit speeds for grinding wheels sub0ject to inertial forces is presented in the papaer. Theoretical values of limit velocities have been compared with experimental magnitudes recorded during tensile tests of grinding wheels carried out on a testing machine. Sensitively of the applied method has been verified by comparison of theoretical limit velocities with experimental values of limit velocities for grinding wheels deliberately demaged. On the basis of obtained results the conclusion has been derived that the FEM enables a comprehensive analysis of the behaviour of grinding wheels without carrying out expensive and time-consuming strength test.

W pracy przedstawiono zastosowanie metody elementów skończonych (MES) do określania wartości i rozkładu naprężeń oraz prędkości granicznych ściernic poddanych działaniu sił bezwładności. Teoretyczne wartości prędkości granicznych porównano z wartościami rzeczywistymi uzyskanymi w badaniach ściernic na rozrywarce. Całość zastosowanej metody sprawdzono, porównując wartości teoretyczne i rzeczywiste prędkości granicznych ściernic celowo uszkodzonych. Na podstawie uzyskanych rezultatów można stwierdzić, że metoda elementów skończonych umożliwia wszechstronną analizę zachowań się ściernic, bez konieczności prowadzenia kosztownych i pracochłonnych badań wytrzymałościowych.

Słowa kluczowe : ściernica, prędkość graniczna, metoda elementów skończonych, MES (metoda elementów skończonych), spoiwo ceramiczne, grinding wheel, limit speed, finite element method, FEM, ceramic binder,
Wydawnictwo : Komitet Budowy Maszyn PAN
Rocznik : 2002
Numer : Vol. 26, nr 2
Strony : 39 – 48
Bibliografia :
DOI :
Cytuj : Dębkowski, R. ,Gołąbczak, A. ,Fiks, W. , FEM application to determination of limit velocity of grinding wheels with ceramic binders.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 26, nr 2/2002
[Top]

PL Zastosowanie MES do wyznaczania prędkości granicznej ściernic ze spoiwem ceramicznym.

Journal : Advances in Manufacturing Science and Technology
Article : FEM application to determination of limit velocity of grinding wheels with ceramic binders.

Authors :
Dębkowski, R.
Technical University of Łódź, Department of Production Engineering, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-537 Łódź, Poland, phone: (+48 42) 631-22-95, techmap@ck-sg.p.lodz.pl,
Gołąbczak, A.
Technical University of Łódź, Department of Production Engineering, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-537 Łódź, Poland, phone: (+48 42) 631-22-86, agolab@p.lodz.pl,
Fiks, W.
Technical University of Łódź, Department of Production Engineering, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź, Poland, phone: (+48 42) 631-22-88, fixwl@ck-sg.p.lodz.pl,
Abstract : Application of the Finite Elements Method (FEM) to determination of magnitudes and distribution of stresses as well as limit speeds for grinding wheels sub0ject to inertial forces is presented in the papaer. Theoretical values of limit velocities have been compared with experimental magnitudes recorded during tensile tests of grinding wheels carried out on a testing machine. Sensitively of the applied method has been verified by comparison of theoretical limit velocities with experimental values of limit velocities for grinding wheels deliberately demaged. On the basis of obtained results the conclusion has been derived that the FEM enables a comprehensive analysis of the behaviour of grinding wheels without carrying out expensive and time-consuming strength test.

W pracy przedstawiono zastosowanie metody elementów skończonych (MES) do określania wartości i rozkładu naprężeń oraz prędkości granicznych ściernic poddanych działaniu sił bezwładności. Teoretyczne wartości prędkości granicznych porównano z wartościami rzeczywistymi uzyskanymi w badaniach ściernic na rozrywarce. Całość zastosowanej metody sprawdzono, porównując wartości teoretyczne i rzeczywiste prędkości granicznych ściernic celowo uszkodzonych. Na podstawie uzyskanych rezultatów można stwierdzić, że metoda elementów skończonych umożliwia wszechstronną analizę zachowań się ściernic, bez konieczności prowadzenia kosztownych i pracochłonnych badań wytrzymałościowych.

Keywords : ściernica, prędkość graniczna, metoda elementów skończonych, MES (metoda elementów skończonych), spoiwo ceramiczne, grinding wheel, limit speed, finite element method, FEM, ceramic binder,
Publishing house : Komitet Budowy Maszyn PAN
Publication date : 2002
Number : Vol. 26, nr 2
Page : 39 – 48

Bibliography
:
DOI :
Qute : Dębkowski, R. ,Gołąbczak, A. ,Fiks, W. ,Fiks, W. , FEM application to determination of limit velocity of grinding wheels with ceramic binders.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 26, nr 2/2002
[Top]

Form and strength properties of spur gear tooth root with consideration of technological factors.

Czasopismo : Advances in Manufacturing Science and Technology
Tytuł artykułu : Form and strength properties of spur gear tooth root with consideration of technological factors.

Autorzy :
Oborski, P.
Warsaw University of Technology, Department of Production Engineering, ul. Narbutta 86, 02-524 Warsaw, M.Szafarczyk@wip.pw.edu.pl,
Pajor, M.
Technical University of Szczecin, Mechanical Technology Institute, al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, phone (+48 91)449-40-61, fax (+48 91)434-35-07, mirops@safona.ps.pl,
Kawalec, A.
Rzeszów University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, ul. W.Pola 2, 35-959 Rzeszów, phone/fax (+48 170 8542595,
Abstrakty : This paper presents analysis of an influence of technological parameters and methods of machining gears on the form and strength properties of spur gear tooth root. Different technological factors conditioning tooth fillet profile and tooth bending strength are considered type of applied tool, association of pretreatment and finishing of machined gear, and parameters of applied tool. Generation of corresponding models of gear segments and numerical computations of stresses at tooth root are based on finite elements method. Principal idea of optimizational calculations of design and technological parameters determining both gear and its machining is proposed. Conclusions, following the analysis of form and strength properties of spur gear tooth root obtained after machining with certain tooth, presented in the paper, can be helpful in proper selecting of optimal values of corresponding design and technological parameters.

W pracy przedstawiono wpływ parametrów technologicznych i metod obróbki kół zębatych na zarys i właściwości wytrzymałościowe podstawy zęba walcowego koła zębatego. Uwzględniono różne czynniki technologiczne wpływające na zarys krzywej przejściowej i na wytrzymałość na zginanie: rodzaj zastosowanego narzędzia, skojarzenie obróbki wstępnej i wykańczającej koła zębatego oraz parametry zastosowanego narzędzia. Modele stosowanych segmentów kół zębatych oraz numeryczne obliczanie naprężeń są oparte na metodzie elementów skończonych. Zaproponowano podstawową ideę optymalizacyjnych obliczeń parametrów konstrukcyjnych i technologicznych charakteryzujących zarówno koło zębate, jak i jego obróbkę. Wnioski, wynikające z analizy zarysu i właściwości wytrzymałościowych podstawy zęba walcowego koła zębatego wykonanego z zastosowaniem określonego narzędzia podane w niniejszej pracy, mogą być przydatne we właściwym wyborze optymalnych wartości parametrów konstrukcyjnych i technologicznych.

Słowa kluczowe : koło zębate, metoda elementów skończonych, modelowanie numeryczne, CAE, komputerowe wspomaganie prac inżynierkich, gear, finite element method, numerical modelling, CAE, Computer Aided Engineering,
Wydawnictwo : Komitet Budowy Maszyn PAN
Rocznik : 2001
Numer : Vol. 25, nr 1
Strony : 35 – 57
Bibliografia :
DOI :
Cytuj : Oborski, P. ,Pajor, M. ,Kawalec, A. , Form and strength properties of spur gear tooth root with consideration of technological factors.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 25, nr 1/2001
[Top]

PL Zarys i właściwości wytrzymałościowe podstawy zęba uzębienia walcowego z uwzględnieniem czynników technologicznych.

Journal : Advances in Manufacturing Science and Technology
Article : Form and strength properties of spur gear tooth root with consideration of technological factors.

Authors :
Oborski, P.
Warsaw University of Technology, Department of Production Engineering, ul. Narbutta 86, 02-524 Warsaw, M.Szafarczyk@wip.pw.edu.pl,
Pajor, M.
Technical University of Szczecin, Mechanical Technology Institute, al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, phone (+48 91)449-40-61, fax (+48 91)434-35-07, mirops@safona.ps.pl,
Kawalec, A.
Rzeszów University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, ul. W.Pola 2, 35-959 Rzeszów, phone/fax (+48 170 8542595,
Abstract : This paper presents analysis of an influence of technological parameters and methods of machining gears on the form and strength properties of spur gear tooth root. Different technological factors conditioning tooth fillet profile and tooth bending strength are considered type of applied tool, association of pretreatment and finishing of machined gear, and parameters of applied tool. Generation of corresponding models of gear segments and numerical computations of stresses at tooth root are based on finite elements method. Principal idea of optimizational calculations of design and technological parameters determining both gear and its machining is proposed. Conclusions, following the analysis of form and strength properties of spur gear tooth root obtained after machining with certain tooth, presented in the paper, can be helpful in proper selecting of optimal values of corresponding design and technological parameters.

W pracy przedstawiono wpływ parametrów technologicznych i metod obróbki kół zębatych na zarys i właściwości wytrzymałościowe podstawy zęba walcowego koła zębatego. Uwzględniono różne czynniki technologiczne wpływające na zarys krzywej przejściowej i na wytrzymałość na zginanie: rodzaj zastosowanego narzędzia, skojarzenie obróbki wstępnej i wykańczającej koła zębatego oraz parametry zastosowanego narzędzia. Modele stosowanych segmentów kół zębatych oraz numeryczne obliczanie naprężeń są oparte na metodzie elementów skończonych. Zaproponowano podstawową ideę optymalizacyjnych obliczeń parametrów konstrukcyjnych i technologicznych charakteryzujących zarówno koło zębate, jak i jego obróbkę. Wnioski, wynikające z analizy zarysu i właściwości wytrzymałościowych podstawy zęba walcowego koła zębatego wykonanego z zastosowaniem określonego narzędzia podane w niniejszej pracy, mogą być przydatne we właściwym wyborze optymalnych wartości parametrów konstrukcyjnych i technologicznych.

Keywords : koło zębate, metoda elementów skończonych, modelowanie numeryczne, CAE, komputerowe wspomaganie prac inżynierkich, gear, finite element method, numerical modelling, CAE, Computer Aided Engineering,
Publishing house : Komitet Budowy Maszyn PAN
Publication date : 2001
Number : Vol. 25, nr 1
Page : 35 – 57

Bibliography
:
DOI :
Qute : Oborski, P. ,Pajor, M. ,Kawalec, A. ,Kawalec, A. , Form and strength properties of spur gear tooth root with consideration of technological factors.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 25, nr 1/2001
[Top]

Structural and technological features of involute spur gearings with undercut at tooth root.

Czasopismo : Advances in Manufacturing Science and Technology
Tytuł artykułu : Structural and technological features of involute spur gearings with undercut at tooth root.

Autorzy :
Sohlenius, G.
Woxencentrum, KTH, Stockholm, Sweden,
Kozak, J.
Politechnika Warszawska, Instytut Technologii Maszyn, Al. Niepodległości 222, 00-663 Warszawa, phone (48 22) 66-075-20, fax (48 22)62-881-10, jkozak@meil.pw.edu.pl,
Kawalec, A.
Rzeszów University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, W.Pola 2, 35-959 Rzeszów, phone/fax (48 17) 85 425 95,
Abstrakty : This paper concerns gearing with undercut at tooth root, generated by tools with protuberance. An influence of selected important geometrical parameters of tool and machined gear on parameters of the critical section, radius of tooth active profile at tooth root on maximal stresses in the critical section was investigated. Analyzed geometrical parameters of tooth root (paremeters of the critical section and radius) are related to each other and variation of one of them implies corresponding variations of the other parameters. These reciprocal relationships often cause significant problems in design of generating tools for gear machining esp., in the case of generating tools with protuberance. Results of geometric and kinematic analysis with strength computations based on the finite element method and on the ISO/DIS standard, presented in this work, reflecting influence of particular factors on geometric parameters and strength properties of gear tooth root, can significantly simplify design of tools and gear transmission. They clearly indicate the necessity on considering in design of gear transmission also technological conditions, both possibilities and limitations of applied methods of machining. They can be helpful in design of both gear generating tools and gear transmissions.

Praca dotyczy uzębień z podcięciem u podstawy zęba, obrabianych obwiedniowo narzędziami z protuberacją. Przedstawiono w niej wpływ wybranych parametrów gometrycznych narzędzia obróbkowego i uzębienia obrabianego na wartosć parametrów przekroju obliczeniowego, promień zarysu czynnego oraz na wartość naprężeń maksymalnych u podstawy zęba. Analizowane parametry geometryczne podstawy zęba (parametry przekroju obliczeniowego i promień) są ze sobą ściśle powiązane i zmiana wartości jednego parametru pociąga za sobą zmianę pozostałych. Te wzajemne relacje często stwarzają znaczne trudności podczas projektowania narzędzi obwiedniowych do obróbki uzębień, zwłaszcza narzędzi obwiedniowych z protuberancją. Przedstawione w pracy wyniki analiz geometrycznych i kinematycznych oraz obliczeń wytrzymałościowych wykorzystujących metodę elementów skończonych oraz normę ISO ISO-DIS, ilustrujące wpływ poszczególnych czynników na parametry geometryczne i właściwości wytrzymałościowe podstawy zęba, mogą znacznie ułatwić projektowanie narzędzi oraz przekładni zębatych. Wskazują wyraźnie na konieczność uwzględniania w projektowaniu przekładni także uwarunkowań technologicznych – zarówno możliwości jak i ograniczeń związanych z przyjętą metodą obróbki. Mogą być one przydatne w projektowaniu narzędzi obwiedniowych do kół zębatych i przekładni zębatych.

Słowa kluczowe : koło zębate z podcięciem u podstawy zęba, narzędzie obwiedniowe z protuberancją, metoda elementów skończonych, uzębienie walcowe, uzębienie ewolwentowe, gear with undercut at tooth root, generating tools with protuberance, finite element method, involute gearing, spur gear,
Wydawnictwo : Komitet Budowy Maszyn PAN
Rocznik : 2000
Numer : Vol. 24, nr 2
Strony : 51 – 69
Bibliografia :
DOI :
Cytuj : Sohlenius, G. ,Kozak, J. ,Kawalec, A. , Structural and technological features of involute spur gearings with undercut at tooth root.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 24, nr 2/2000
[Top]

PL Konstrukcyjne i technologiczne cechy ewolwentowych uzębień walcowych z podcięciem u podstawy zęba.

Journal : Advances in Manufacturing Science and Technology
Article : Structural and technological features of involute spur gearings with undercut at tooth root.

Authors :
Sohlenius, G.
Woxencentrum, KTH, Stockholm, Sweden,
Kozak, J.
Politechnika Warszawska, Instytut Technologii Maszyn, Al. Niepodległości 222, 00-663 Warszawa, phone (48 22) 66-075-20, fax (48 22)62-881-10, jkozak@meil.pw.edu.pl,
Kawalec, A.
Rzeszów University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, W.Pola 2, 35-959 Rzeszów, phone/fax (48 17) 85 425 95,
Abstract : This paper concerns gearing with undercut at tooth root, generated by tools with protuberance. An influence of selected important geometrical parameters of tool and machined gear on parameters of the critical section, radius of tooth active profile at tooth root on maximal stresses in the critical section was investigated. Analyzed geometrical parameters of tooth root (paremeters of the critical section and radius) are related to each other and variation of one of them implies corresponding variations of the other parameters. These reciprocal relationships often cause significant problems in design of generating tools for gear machining esp., in the case of generating tools with protuberance. Results of geometric and kinematic analysis with strength computations based on the finite element method and on the ISO/DIS standard, presented in this work, reflecting influence of particular factors on geometric parameters and strength properties of gear tooth root, can significantly simplify design of tools and gear transmission. They clearly indicate the necessity on considering in design of gear transmission also technological conditions, both possibilities and limitations of applied methods of machining. They can be helpful in design of both gear generating tools and gear transmissions.

Praca dotyczy uzębień z podcięciem u podstawy zęba, obrabianych obwiedniowo narzędziami z protuberacją. Przedstawiono w niej wpływ wybranych parametrów gometrycznych narzędzia obróbkowego i uzębienia obrabianego na wartosć parametrów przekroju obliczeniowego, promień zarysu czynnego oraz na wartość naprężeń maksymalnych u podstawy zęba. Analizowane parametry geometryczne podstawy zęba (parametry przekroju obliczeniowego i promień) są ze sobą ściśle powiązane i zmiana wartości jednego parametru pociąga za sobą zmianę pozostałych. Te wzajemne relacje często stwarzają znaczne trudności podczas projektowania narzędzi obwiedniowych do obróbki uzębień, zwłaszcza narzędzi obwiedniowych z protuberancją. Przedstawione w pracy wyniki analiz geometrycznych i kinematycznych oraz obliczeń wytrzymałościowych wykorzystujących metodę elementów skończonych oraz normę ISO ISO-DIS, ilustrujące wpływ poszczególnych czynników na parametry geometryczne i właściwości wytrzymałościowe podstawy zęba, mogą znacznie ułatwić projektowanie narzędzi oraz przekładni zębatych. Wskazują wyraźnie na konieczność uwzględniania w projektowaniu przekładni także uwarunkowań technologicznych – zarówno możliwości jak i ograniczeń związanych z przyjętą metodą obróbki. Mogą być one przydatne w projektowaniu narzędzi obwiedniowych do kół zębatych i przekładni zębatych.

Keywords : koło zębate z podcięciem u podstawy zęba, narzędzie obwiedniowe z protuberancją, metoda elementów skończonych, uzębienie walcowe, uzębienie ewolwentowe, gear with undercut at tooth root, generating tools with protuberance, finite element method, involute gearing, spur gear,
Publishing house : Komitet Budowy Maszyn PAN
Publication date : 2000
Number : Vol. 24, nr 2
Page : 51 – 69

Bibliography
:
DOI :
Qute : Sohlenius, G. ,Kozak, J. ,Kawalec, A. ,Kawalec, A. , Structural and technological features of involute spur gearings with undercut at tooth root.. Advances in Manufacturing Science and Technology Vol. 24, nr 2/2000
[Top]