Degradačné procesy a predikcia životnosti

Basic informations

Thematic area: komisia č. 3 pre obsahovú integráciu a diverzifikáciu vysokoškolského štúdia

Project name (Slovak): Degradačné procesy a predikcia životnosti

Start of project: 2010

End of project: 2010

Condition of project: Ukončený

Project number: 049-030TUKE-4/2010

Project leader: doc. Ing. Oskar Ostertag, PhD.

University: Technická univerzita v Košiciach

Department: Strojnícka fakulta

Anotácia originálnych výsledkov riešenia projektu v slovenskom jazyku

 Predkladaná publikácia je orientovaná na dnes vysoko aktuálnu problematiku degradačných procesov a predikcie únavovej životnosti a jej uplatnenia pri riešení a exploatácii prvkov a celých konštrukcií s aplikáciou v strojárenstve, stavebníctve a hutníctve. Pozornosť je sústredená hlavne na spracovanie náhodných procesov namáhania (NPN) s využitím metód a prostriedkov experimentálnej analýzy napätosti (EAN), počítačom podporovaného experimentu (CAE - Computer Aided Experiment) a s výlučne počítačovým spracovaním výsledkov. Celý model posudzovania nosných konštrukcií z hľadiska únavy a špecifikované spôsoby spracovania NPN s využitím prostriedkov a metód na báze EAN a CAE, pritom v plnej miere rešpektovali zameranie, technické vybavenie, praktické skúsenosti a vedecko-výskumný potenciál experimentálneho pracoviska KAMaM SjF TU Košice. Uvedený experimentálny prístup spolu s výpočtovo-simulačným prístupom, predstavujú v súčasnosti dva hlavné perspektívne smery analýzy únavovej životnosti. S degradačnými procesmi a predikciou životnosti úzko súvisí aj správanie sa hmôt za rôznych prevádzkových podmienok. Takéto správanie sa je možné vysvetliť a simulovať prostredníctvom reológie hmôt. Reológiu môžeme aplikovať pre celý rad materiálov, ako sú farebné kovy a ľahké zliatiny, ale i vyskopolymérne či kompozitné materiály. Pozornosť bola venovaná nielen kovovým materiálom, ale aj uplatneniu zásad navrhovania konštrukčných prvkov z kompozitných materiálov v predikcii životnosti s ohľadom na degradačné procesy.

Narastajúce nároky priemyslu na spoľahlivosť, životnosť a bezpečnosť prevádzky technických zariadení vedú k zvýšenému záujmu o oblasť degradačných procesov a predikcie životnosti prvkov a uzlov konštrukcií. Z tohto pohľadu v súčasnosti neexistujú prehľadne a komplexne spracované odborné manuály. Táto publikácia, prezentujúca najmodernejšie postupy a analýzy podložené praxou, bude tvoriť predpoklad použitia uvedených metód. Postupy, metódy, závery a relevantné príklady prezentované v tejto publikácii možno využiť v pedagogickom procese, pri výučbe predmetu degradačných procesov a predikcie životnosti, experimentálnej mechaniky, teórie inžinierskeho experimentu a ďalších predmetov zameraných na životnostné aplikácie a analýzy životnosti. Poslúžia aj ako východisko pri tvorbe bakalárskych, diplomových a doktorandských dizertačných prác. Predkladaná publikácia môže byť inšpiratívnym prostriedkom a môže poskytnúť návod aj pri riešení vedecko-výskumných úloh alebo úloh inžinierskej praxe, ktorých podstatou by mali byť analýzy životnosti, resp. analýzy medzného stavu únavy prvkov nosných konštrukcií, strojov a zariadení.

Publikácia je reflexiou dlhoročného vedeckého a pedagogického pôsobenia autorov na technickej univerzite v oblasti aplikovanej mechaniky. Celá publikácia je formálne rozdelená na dve hlavné časti - teoretickú a praktickú, ktoré sú ďalej logicky štruktúrované.

Description of original results of the project in English

 Publication is oriented to higly actual problems of degradation processes, prediction of fatigue life and its application in solution and exploitation of elements and whole structures with application in machinery, civil engineering and metallurgy. The attention is concentrated mainlz to elaboration of stochastic processes of loading by using methods and means of experimental stress analysis, computer aided experiment and exclusively with processing of results by computer. The whole model of assessment of supporting structures from the point of view of fatigue and specified methods of results processing by using means and methods on the basis of EAN and CAE respected in the whole range orientation, technical equipment, practical skills and scientific potential of experimental workplace of Department of Applied Mechanics and Mechatronics, Faculty of Mechanical Engineering, TU Košice. Mentioned experimental treatment together with computational-simulation treatment represents at the present time two main perspective directions of fatigue life analysis. With degradation processes and prediction of fatigue life corresponds behaviour of masses under various operational conditions. Such a behaviour can be explained and simulated by the reology of masses. The reology can be applied to many materials as colour metals, leight alloys, but also to viscopolymers or composite materials. The attention was devoted not only to metallic materials, but also to application of principles of structural design of elements made of composite materials in prediction of life time with respect to degradation processes.

Increased demands of industry to precision, life time and safety of operation of technical equipments lead to increased interest to area of degradation processes and prediction of life time of elements and parts of structures. From this point of view there do not exist easy and complex elaborated manuals. This publication that represents the newest treatments and analyses supported by practice will create a bases for application of given methods. Treatments, methods, comclusions and relevant examples presented in publication can be used in pedagogical process, in educatiion of subject degradation processes and prediction of life time, experimental mechanics, theory of engineering experiment and other subjects oriented to life time applications and analyses of life time. It will serve as basis point for creation of bachalor, diploma and doctorand theses. The publication can be an inspirative mean and it can be a manual for solution of scientific projects or tasks of engineering practice for which is the basis the life time analysis or analysis of critical state of fatigue of supporting structures, machines and equipments.

Publication reflexes long year scientific and pedagogical work of authors on the technical university in the area of applied mechanics. Whole publication is deleted into two main parts - theoretical and practical that are logically structured.

Financial grant of MŠVVandŠ SR within KEGA

	Financial grant of MŠVVandŠ SR within KEGA	Capital expenditures in €
Drawn in year 2010	0,00	0,00
Pumped for the entire period of the project	0,00	0,00

List of project outcomes for the entire solution

Final evaluation of the commission KEGA

Splnil ciele.