Zad. 6 - Projekt maszyny do badania zmęczenia cieplnego stopów metali - BorgWarner

Projekt maszyny do badania zmęczenia cieplnego stopów metali, na zasadzie oporowego nagrzewania próbki.

1. Maszyna do badań zmęczenia cieplnego musi realizować proces badania zmęczenia cieplnego metodą L.F.Coffina.

2. Maszyna musi umożliwiać realizację dowolnej liczby cykli cieplnych.

3. Maszyna musi dawać pełną kontrolę parametrów nagrzewania oraz chłodzenia próbki podczas procesu badawczego.

4. Maszyna musi pozwalać na kontrolę stanu naprężeń cieplnych oraz sprężysto-plastycznych powstających w badanej próbce.

5. Próbka wykorzystywana do badań przy użyciu projektowanej maszyny musi charakteryzować się geometrią wskazaną w pliku załączonym poniżej

Komenatrze i odpowiedzi na pytania:

Opracowania dotyczące Metody Coffina są dostępne pod linkami: Metoda Coffina 1 i Metoda Coffina 2.

Dodatkowy komentarz od firmy BorgWarner:

Należy zaprojektować urządzenie z systemami naprzemiennego nagrzewania oraz chłodzenia próbki oraz modułem sterującym.

Moduł sterujący musi umożliwiać precyzyjne programowanie realizowanych cykli cieplnych ( Temperatura max, Temperatura min, ).

Metoda Coffina jest metodą analizy zmęczenia cieplnego materiałów bez założonego stanu naprężeń, natomiast obecnie większość konstrukcji pracujących pod obciążeniem cieplnym jest poddawanych równocześnie naprężeniom mechanicznym.

Taki złożony stan naprężeń ( naprężenia cieplno-mechaniczne ) ma bardzo duży wpływ na zjawisko zmęczenia cieplnego ( cieplno-mechanicznego ) elementów.

Stan naprężeń cieplno-mechanicznych dla metody Coffina będzie realizowany na zasadzie ograniczenia możliwości analizowanej próbki, z wykorzystaniem zjawiska rozszerzalności cieplnej ciał stałych.

Moduł ten ze względu na specyficzność analizowanych produktów musi być dostosowany indywidualnie do próbki i będzie zaprojektowany oraz wykonany przez BorgWarner Polska.

Będziemy porównywać jaki wpływ ma założony stan naprężeń na odporność na zmęczenie cieplne materiału badane za pomocą metody Coffina

– nijako będzie to nowa metoda lub zmodyfikowana metoda Coffina ( porównanie metody Coffina bez stanu naprężeń i wraz ze stanem naprężeń ).

Dla materiałów takich jak żeliwo, staliwo termopara jest przyspawana do powierzchni próbki i badania są realizowane bez zauważalnych efektów ubocznych.

Dla stopów aluminium termopara jest przytwierdzona do powierzchni próbki metodą stykową ( zacisk na próbce )

Dostępne na rynku dynamiczne maszyny wytrzymałościowe są projektowane jako urządzenia uniwersalne, które mogą być wykorzystywane do wielu rodzajów aplikacji.

Producenci bardzo rzadko tworzą urządzenia dedykowane. Takie urządzenia są produkowane na indywidualne zamówienie klienta i niosą za sobą „indywidualnie wysokie” koszty.

Celem naszej firmy jest stworzenie uniwersalnego modułu, który będzie mógł być wykorzystywane w wielu aplikacjach.

Model docelowy poniżej:

Uniwersalny moduł sterujący układem grzania i chłodzenia + dedykowany uchwyt dla próbki ( materiał + geometria ).

Chcemy zasymulować jak najbardziej zbliżone do rzeczywistości warunki pracy materiału dla konkretnego komponentu. Metoda Coffina nie uwzględnia stanu naprężeń oddziaływujących na próbkę.

Celem jest określenie i kontrolowanie stanu naprężeń realizowanego na próbce w trakcie badań zmęczenia cieplnego ( cieplno-mechanicznego ).

Forma opracowania - Opis urządzenia wraz ze specyfikacją techniczną.

Rysunek AutoCad mile widziany.

Jeśli potrzebujesz dodatkowych informacji albo wyjaśnień możesz zadać pytanie wysyłając e-mail na adres: konkurs(at)strefainzyniera.pl.