Review construction of tanks for liquefied petroleum gas

W artykule dokonano przeglądu konstrukcji zbiorników na gaz płynny LPG. Wyjaśniono ważniejsze pojęcia odnośnie instalacji gazowej. Pokazano różne rodzaje zbiorników toroidalnych na gaz płynny LP występujących w pojazdach samochodowych. Przedstawiono szczegółowy opis konstrukcyjny zbiornika toroidalnego i właściwości materiału wyjściowego do jego produkcji.In the article were review construction of the tanks for liquefied petroleum gas. Explains more important concepts in gas installation. Shows the different types of toroidal tanks for liquid gas LPG in automotive vehicles. Presents a detailed description of the construction of the toroidal tank and the properties of the starting material to its production

Computer modeling and strength calculations of the tanks for liquefied petroleum gas

W artykule przedstawiono komputerowe modelowanie oraz wyniki obliczeń numerycznych metodą elementów skończonych w programie ABAQUS zbiorników toroidalnych do magazynowania gazów ciekłych LPG, jako specjalne wyposażenie do zasilania pojazdów samochodowych. Określono stany naprężeń, odkształceń i przemieszczeń w zbiorniku toroidalnym pełnym, który został poddany działaniu ciśnienia wewnętrznego o wartościach 2 MPa, 4 MPa, 6 MPa, 6,75 MPa.In the article shows the computer modeling and numerical results of a calculation method of finite elements in ABAQUS toroidal tanks for storage of LPG, which is special equipment of motor vehicles fuelled with liquid gases. Determinate the stains of strains and stresses in the toroidal tank full, which has been subjected to internal pressure values 2 MPa, 4 MPa, 6 MPa, 6,75 MPa

Modelowanie numeryczne stanów odkształceń i naprężeń w procesie walcowania gwintów o dużym skoku na zimno

Numerical modelling of the thread cold rolling process is described in the paper. The solutions of discrete equations of motions and deformations of an object with use of the explicit integration method are presented. The algorithm and application of numerical analysis in ANSYS program were elaborated. This application allows determining the state of strain and stress in thread in which influence of the friction coefficient is taken into account. Exemplary results of numerical analysis of displacement and strain in thread for different conditions of rolling process are presented.W pracy [7] przedstawiono problematykę modelowania zagadnienia kontaktowego w procesach walcowania gwintów na zimno. W niniejszej pracy przedstawiono model fizyczny i matematyczny procesu walcowania na zimno gwintów o zarysie łukowym. Wyprowadzono równanie ruchu i deformacji obiektu stosując metody wariacyjne i metodę elementów skończonych. Opracowano algorytm i aplikacje do analizy numerycznej w programie ANSYS, przy wykorzystaniu tych modeli. Możliwa jest analiza stanów odkształceń i naprężeń dla przypadku walcowania gwintów o zarysie łukowym. Zamieszczono przykładowe wyniki analizy numerycznej dla różnych warunków realizacji procesu. Wykorzystując przedstawione w niniejszym artykule modele matematyczne procesu walcowania gwintów, algorytmy rozwiązań dyskretnych równań ruchu oraz aplikację w systemie ANSYS można istotnie rozszerzyć i ulepszyć proces projektowania technologii walcowania gwintów, co istotnie przyczyni się do wzrostu jakości gwintu oraz zmniejszenia kosztów wykonania operacji (mniejsze zużycie energii, większa trwałość narzędzi itp.)

Modern methodology of modeling and analysis of nonlinear phenomena in the contact zone occuring in treatment processes of the automobile part using Finite Element Method

W artykule przedstawiono problematykę modelowania i analizy numerycznej nieliniowych zjawisk fizycznych występujących w procesach technologicznych wytwarzania części samochodowych. Procesy te rozpatrzono jako geometrycznie, fizycznie i cieplnie nieliniowe zagadnienie brzegowo-początkowe, z nieznanymi warunkami brzegowymi w obszarze kontaktu. Do opisu zjawisk nieliniowych, na typowym kroku przyrostowym, wykorzystano uaktualniony opis Lagrange'a, traktując narzędzie jako ciało sztywne lub termo-sprężyste natomiast przedmiot jako ciało sprężysto/termo-lepko-plastyczne. Równanie ruchu obiektu wyprowadzono wykorzystując rachunek wariacyjny. Otrzymane równanie wariacyjne dyskretyzowano stosując aproksymację właściwą metodzie elementu skończonego. Dyskretne równanie rozwiązano stosując jawne metody całkowania. Opracowana aplikacja w systemie ANSYS/LS-Dyna, pozwala nakompleksową analizę stanów przemieszczeń, odkształceń, naprężeń w dowolnym miejscu ciała i w dowolnej chwilirealizacji różnych procesu obróbki nagniatania gładkościowego. Przedstawiono przykładowe wyniki obliczeń numerycznych stanów przemieszczeń, naprężeń i odkształceń materiału części w procesie nagniatania gładkościwego.Paper presents the problem of modelling and analysis of metalworking processes. Technological processes were considered as a geometrical, physical and thermal boundary and initial value problem, with unknown boundary conditions in the contact zone. An incremental model of the contact problem between movable rigid or thermo-elastic body (tool) and elastic/thermo-visco-plastic body (object) in updated Lagrange formulation, for spatial states (3D) was considered. The incremental functionalof the total energy and variational, non-linear equation of motion of object on the typical step time were derived. This equation has been discretized by finite element method, and the system of discrete equations of motion and heat transfer of objects were received. For solution of these equations the explicit or implicit methods was used. The applications were developed in the ANSYS/LS-Dyna system, which makes possible a complex time analysis of the states of displacements, strains and stresses, in the workpieces in fabrication processes. Application of this method was showed for examples the modelling and the analysis of burnishing rolling

Ekologiczne i ekonomiczne aspekty nowoczesnego modelowania procesu walcowania gwintów

In this study, a modern way to develop a numerical model of the thread rolling process was shown by using variational formulation and the finite element method also the effect of the main process parameters were analyzed. The thread rolling process was considered a geometrical, physical and thermal nonlinear problem with unknown boundary conditions in the contact area of the system, such as the tool and workpiece. The nonlinearity of the material was described using the incremental model, making allowance for the effects of strain, strain rate and temperature history. The work pieces (pipe or bar) have been considered treating an object as a body which can undergo thermo-elastic strains (in the range of reversible strain), thermo, viscous, plastic and phasis (in the range of permanent strains). This body (thermo-elastic/thermo-visco-plastic-phasis) has been designated as TE/TVPF. The material model was prepared making use of Huber-Mises-Hencky’s nonlinear condition of thermo-plasticity, the associated law of flow and the mixed (isotropic-kinematical) strain hardening. The state of material after pre-processing was also taken into consideration introducing the initial conditions of displacements, strains, stresses, temperature and their rates. Then, the incremental functional as the total enthalpy of the system, were derived. From stationary condition of this functional, nonlinear variational equation of motion and heat transfer for object on the typical incremental step time was derived.W pracy przedstawiono nowoczesny sposób opracowania numerycznego modelu procesu walcowania gwintów przy wykorzystaniu rachunku wariacyjnego i Metody Elementów Skończonych oraz analizowano wpływ najważniejszych parametrów obróbki. Proces walcowania gwintów rozpatrywano jako geometrycznie, fizycznie oraz termicznie nieliniowy problem, z nieznanymi warunkami brzegowymi w strefie kontaktu narzędzia i przedmiotem. Opisu nieliniowości materiału dokonano modelem przyrostowym uwzględniając wpływ historii odkształceń, prędkości odkształceń i temperatury. Przedmiot (pręt lub rurę) traktuje się, jako ciało, w którym mogą wystąpić odkształcenia termo-sprężyste (w zakresie odkształceń odwracalnych) oraz termiczne, lepkie, plastyczne i fazowe (w zakresie odkształceń nieodwracalnych), z nieliniowym umocnieniem. Ciało to oznaczono skrótowo TE/TVPF (termo-sprężyste/termo-lepko-plastyczno-fazowe). Do budowy modelu materiałowego zastosowano nieliniowy warunek termo-plastyczności Hubera-Mises'a-Hencky'ego, stowarzyszone prawo płynięcia oraz wzmocnienie mieszane (izotropowo-kinematyczne). Uwzględniono również stan materiału po obróbkach poprzedzających przez wprowadzenie początkowych stanów: przemieszczeń, naprężeń, odkształceń, temperatury i ich prędkości. Model matematyczny uzupełniono przyrostowymi równaniami ruchu ciepła oraz warunkami jednoznaczności. Następnie, wprowadzono funkcjonał przyrostowy całkowitej entalpii układu. Z warunku stacjonarności tego funkcjonału wyprowadzono wariacyjne, nieliniowe równanie ruchu ciepła w obiekcie dla typowego kroku przyrostowego

Multi-objective optimization of the burnishing process on the basis of regression equations for particular agricultural machinery parts

Praca dotyczy określania optymalnych wartości parametrów technologicznych nagniatania tocznego z elektrokontakowym nagrzewaniem, w procesie wytwarzania lub regeneracji części maszyn rolniczych. Badane zmienne wyjściowe w postaci najważniejszych wskaźników eksploatacyjnych (odporność na zacieranie, współczynnik tarcia ślizgowego i zużycie ścierne liniowe) opisano równaniami regresji od parametrów technologicznych. Równania te zastosowano w optymalizacji wielokryterialnej, przy pomocy napisanych skryptów w programie Matlab, na przykładzie części nowej ze stali C55. Opracowano zbiór rozwiązań dopuszczalnych na płaszczyźnie zmiennych sterowalnych (parametrów technologicznych) ze względu na przyjęte kryteria (wskaźniki eksploatacyjne) i ograniczenia.This paper concerns determination of the optimal technological parameters of burnishing rolling with electrical current, in the production or regeneration of agricultural machinery parts. Examined dependent variables, as the most important operational indicators (scuffing resistance, sliding friction coefficient and linear abrasive wear) were described by regression equations from technological parameters. These equations were used in multi-objective optimization process with delivered scripts in Matlab program, for example a new part made of steel C55. A set of acceptable solutions was developed on the plane of controllable variables (of technological parameters) on account of accepted criteria (operational indicators) and limitations

Numerical simulation of physical phenomena during the burnishing rolling in regeneration of parts of agricultural machinery

Praca dotyczy komputerowej analizy zjawisk fizycznych zachodzących w warstwie wierzchniej części maszyn rolniczych podczas nagniatania jako końcowej operacji procesu regeneracji. Do analizy przyrostu pól temperatur użyto podprogram TEMPERATURA programu SYMUL-NAGN. Analizę stanu odkształceń i naprężeń dokonano w systemie ANSYS/Ls-Dyna. Opracowane aplikacje pozwalają określić właściwości warstwy wierzchniej dla danych warunków realizacji procesu lub odwrotnie, mogą określać wartości parametrów technologicznych dla pożądanych właściwości WW. Jest to niezbędne do prawidłowego projektowania procesu technologicznego regeneracji części. Przedstawiono przykładowe wyniki symulacji numerycznych.The paper involves computer analysis of physical phenomena occurring in the surface layer of parts of agricultural machinery during the burnishing rolling as the final operation in the process of regeneration. . A subprogram - "symul-nagn" program temperature was used for analysis of the thermal fields' increment. The analysis of the state of strains and stresses was performed in the ansys/ls-dyna system. Developed applications allow to define the properties of the surface layer for the conditions of the process or vice versa, can determine the value of the technological parameters for the desired properties. This is necessary to the proper design of technological process of regeneration. Exemplary results of numerical simulation were presented

Ekologiczne aspekty implementacji nowoczesnych metod obróbki części maszyn

The article concerns the proposal to eliminate the adverse impact on the environment and improve service conditions of industrial safety, caused by the traditional technologies of production of the machine parts. This aim is achieved in two stages proposed by the authors. In the first stage should be the traditional technologies of machine parts, such as turning, boring, drilling, threading, milling, grinding, which belong to the so-called machining, which are harmful to the environment and servicing also energy- and time-consuming to replace by modern methods of plastic forming such as rolling, smooth burnishing and strengthen that belong to the so-called chipless treatments. In addition to the reduced impact on the environment (reduction of material waste, better lubrication management), increase industrial safety, in addition achieved a significant reduction cost-consuming (reduced energy consuming) and labour-intensive process while increasing tool life and quality of manufactured parts. In the second stage, further reducing the adverse impact on the environment and improve industrial safety, it can received by replace the traditional design implementation methodology by modern methods of technology, which use computer simulation. In this article is propose to replace traditional method of reducing adverb impact on environment is concern mainly on very expensive experimental studies conducted to determine the conditions of the (technological parameters) technological process. The proposal on the example for such realization in round thread turning process, replaced by thread rolling process.Artykuł dotyczy propozycji wyeliminowania niekorzystnego oddziaływania na środowisko i poprawienia warunków BHP obsługi, powodowanych przez tradycyjne technologie wytwarzania części maszyn. Cel ten autorzy proponują osiągnąć w dwóch etapach. W etapie pierwszym należy zastąpić tradycyjne wytwarzania części maszyn, które są energo- i czasochłonne, takie jak: toczenie, frezowanie, szlifowanie, które należą do tzw. obróbek ubytkowych (inaczej wiórowych), metodami nowoczesnymi takimi jak walcowanie, nagniatanie gładkościowe i umacniające, które należą do tzw. obróbek bezubytkowych (inaczej bezwiórowych). Oprócz zmniejszonego oddziaływania na środowisko i poprawę warunków BHP, dodatkowo uzyskuje się znaczne zmniejszenie kosztochłonności i pracochłonności procesu, przy jednoczesnym wzroście jakości wytwarzanych części. W drugim etapie, dalsze zmniejszenie niekorzystnego oddziaływania na środowisko i poprawę warunków BHP, można uzyskać zastępując tradycyjne metodyki projektowania technologii nowoczesnymi metodami symulacji komputerowej. Dotyczy to głównie bardzo kosztownych badań eksperymentalnych prowadzonych w celu określenia warunków realizacji procesu technologicznego. Podano propozycję realizacji takiego przedsięwzięcia na przykładzie zastąpienia technologii toczenia gwintu o zarysie łukowym o dużym skoku technologią walcowania

Symulacje numeryczne procesu walcowania gwintów jako ekologiczne i ekonomiczne narzędzie badawcze w procesie wdrażania nowoczesnych technologii

In the this paper the solutions of discrete equations of the heat transfer of the object in the thread rolling process with applied explicit and implicit integrations methods, were shown. Examples of simulations of the rolling process in ANSYS programs are presented. Also the temperature distributions for various value of rolling velocity were shown.W pracy przedstawiono sposób rozwiązywania dyskretnego równania ruchu ciepła w obiekcie podczas procesu walcowania gwintów przy wykorzystaniu metod jawnego i niejawnego całkowania. Zamieszczono przykładowe wyniki analiz numerycznych dla procesu walcowania gwintów w programie ANSYS. Pokazano również rozkłady temperatur dla różnych wartości prędkości walcowania

Numerical analysis of chosen aspects of the external metric thread rolling

W artykule przedstawiono wyniki modelowania komputerowego i analizy procesu walcowania metrycznych gwintów zewnętrznych z wykorzystaniem metody elementów skończonych. Zamieszczono przykładowe mapy przemieszczenie wypadkowych oraz zastępczych odkształcenie naprężeń.In this article results of computer modeling and numerical analysis of the external metric thread rolling where Finite Elements Method were applied. Exemplary maps of displacement and equivalent strain and stress are presented