témavezető: Páczelt István
helyszín (magyar oldal): Műszaki Mechanikai Intézet helyszín rövidítés: MMI
A kutatási téma leírása:
Kopások elemzésével a téma fontosságára tekintettel, a világ számos kutatóintézete, egyetemi tanszéke, ipari vállalata kiemelt figyelemmel foglalkozik. Számos konferencia, folyóirat (pl. Journal of Tribology, Tribology International, Wear,) szenteli munkáját az érintett problémakörnek. Az anyagleválás sebességét leggyakrabban az un. Archard törvénnyel szokás figyelembe venni, ami szerint a kopási sebesség függ a nyomástól, a súrlódási tényezőtől, a felületpárok közötti relatív sebességétől. A z [1] munka számos kontakt optimalizációs problémát vizsgál, kitérve a gördülésnél [2] jelentkező kopási viszonyok tárgyalására is.
Nemzetközi kutatási együttműködésben az állandósult kopást leíró variációs elv felállítására került sor. Sikerült tisztázni a nyomás megoszlását tetszőleges geometriájú érintkezési felületnél, abban az esetben, amikor a teljes érintkezési tartományon a testek között időben állandó adott sebességű csúszás lép fel [3]. A variációs elvből elvezetett nyomás ismeretében a nyomásvezérlési technika alkalmazásával [4] a testek kopási alakja már anélkül határozható meg, hogy a numerikusszámítással [5] az időbeli kopást végig követnénk. Fontos eredmény, hogy a keletkezett hőfejlődéstől nem függ a nyomás lefutása, de a kopott alak már igen. Mivel a súrlódás miatt hőfluxus keletkezik az érintkezési tartományon, ezért a testek hőmérsékletéből adódóan a hőtani dilatáció jelentősen befolyásolja a kopott alakot.
A kapcsolt hőtani-rugalmasságtani peremérték feladatot a jól ismert technikával, nevezetesen a rugalmasságtani, majd hővezetési feladat egymást követő megoldásával, bizonyos konvergencia feltételeket betartva oldható meg [3]. A testek közötti nagymértékű relatív mozgás miatt a hővezetési faladatot az ún. „upwinding” Petrov-Galjorkin-féle variációs megfogalmazás mellett kell megoldani az oszcillációmentes megoldás érdekében [3].
Célkitűzések: A tervezett kutatás új típusú feladatok felállításával, hatékony számítási algoritmusok kimunkálásával, az eredmények irodalmi összehasonlításával kíván foglalkozni.
A kutatás során
• periodikusan változó terhelés hatását szükséges vizsgálni kvazi-állandósult kopásokra, továbbá a periodikus mozgásnál nyert állandósult kopott alak [6] meghatározására alkalmas optimalizációs eljárást kell kidolgozni.
• Fretting problémák vizsgálatára alkalmas hatékony számítógépes p-verziójú végeselem program kimunkálása is cél.
• [3]-ban kidolgozást nyert egy olyan eljárás is, amikor a kopási paraméterek a hőmérséklettől is függnek. Hatékony numerikus eljárást kell kidolgozni ezek figyelembevételére.
A szóban forgó problémakör számos ipari területen jelentkezik. PL. a járművek fékeinél. A fékezés folyamatának kopással, hő fejlődéssel párosuló pontos modellezésénél az alakváltozások és rezgések hatására is ki kell térni.
A téma ipari háttere: Jármű-, felvonóipar.
Külföldi kapcsolatok:
1. Otto von Guericke Magdeburgi Egyetem, Mechanikai Intézet, Dr. ing. habil Ulrich Gabbert professzor.
2. Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences,
Warsaw, Professor Zenon Mróz a Lengyel Tudományos Akadémia tagja, a Magyar Tudományos Akadémia tiszteletbeli tagja, a Miskolci Egyetem tiszteletbeli doktora.
Irodalom:
1. PÁCZELT, I.: Iterative methods for solution of contact optimization problems, Arch. Mech., 52(4-5), 2000, pp. 685-711
2. PÁCZELT, I. – BAKSA, A.: Examination of contact optimization and wearing problems, Journal of Computational and Applied mechanics, 3(1), 2002, pp. 61-84.
3. PÁCZELT, I. – MRÓZ, Z.: Numerical investigation of steady thermo-elastic wear regimes induced by translating and rotating punches, Computers and Structures, 89, 2011, pp. 2495-2521.
4. PÁCZELT, I. – MRÓZ, Z.: On optimal contact shapes generated by wear process, International Journal for Numerical Methods in Engineering, 63(9), 2005, pp. 1250-1287.
5. PERE, B. Csatolt termo- mechanikai hőtani kopási folyamatok vizsgálata hp-verziós végelem-módszerrel, Sályi István Gépészeti Tudományok Doktori Iskola, PhD disszertáció, Miskolci Egyetem, 2005.
6. PÁCZELT, I. – MRÓZ, Z.: Solution of wear problems for monotonic and periodic sliding with p-version of the finite element method, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 249-252, 2012, pp.75-103.
felvehető hallgatók száma: 1
Jelentkezési határidő: 2018-06-30
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Bejelentkezés
